汽轮机节能技术的应用及优化改造措施探究李云香

汽轮机节能技术的应用及优化改造措施探究李云香

李云香

(福建华电可门发电有限公司福建350512)

摘要：21世纪以来，资源短缺和浪费的问题引起越来越多的关注，社会各界呼吁节能降耗，以保证社会的可持续发展。电能是现在生活中不可或缺的能源，无论是企业的生产还是人民的生活都离不开电能，但随着行业内竞争态势的激烈，能源价格的上涨使得电厂的生产成本越来越高，为了保障电价的稳定，电厂必须提高发电效率，并通过节能降耗措施，降低成本，以提高发电厂的生产效益。汽轮机是发电站的三大主机之一，也是电能产业中消耗能量较大的机器，因此要加强对汽轮机节能技术运用及优化改造的研究具有十分现实的意义。

关键词：电厂；汽轮机；节能降耗

1汽轮机能耗分析

1．1空冷凝汽器存在制约

汽轮机是电厂的三大主机之一。在我国的西北部地区，或是风和沙尘严重的地方，汽轮机中空冷凝汽器的性能会受到影响，沙尘会沉淀在凝汽器的翅片管，使翅片管的热阻增加，从而严重影响翅片管的传热特性，阻塞机器的运转通道；而在负风压的地方，风机能吸的空气量比较小，使得凝汽器的热气不能畅通流通。另外，凝汽器中凝结水的溶氧量不合规，会降低空冷汽轮机组的传热效率，使管道和机器的腐蚀严重，最终导致空冷凝汽器在冬季或温度较低的情况下产生流量不均匀、气体凝集不动等现象，严重影响汽轮机的工作效率。

1．2汽轮机组耗能高

汽轮机组可以将电能、动能、热能进行转化，一般情况下，与发电机、加热器、空冷凝汽器、锅炉以及泵一起整合工作。汽轮机是电厂中耗能比较高的设备，而其中主要是汽轮机组的耗能，原因主要有两方面。一是汽轮机的本身构造方面，它的喷嘴室和外缸能够受挤压变形，两个汽封(隔板、轴端)的地方泄露比较严重，低压缸的外围被水腐蚀得比较严重，油动机的调节提升能力缺乏，气阀的受压损严重，热力系统容易产生泄露问题，汽轮机组本身的泄露情况较为严重，因此而造成的耗能较大。二是在于汽轮机组的工作运转方面，空冷凝汽器的真空过高、机组里冷却水的温度偏高、实际运行负载超过规定参数会加大汽轮机的运转能耗，另外没有最优化运行方法、采用先进的运行技术也会增加汽轮机的损耗，从而增加电厂成本。

2汽轮机节能技术应用

2.1汽轮机启动环节的节能技术

汽轮机启动过程中，各类技术参数是否合理是保证其能够安全稳定、经济环保运行的关键。第一，启动过程中，需要对主汽温度进行严格的控制，保证主汽压力在规定的范围内。根据启动模式的不同，合理安排汽轮机暖管时间，启动前做好相关的实验，只有保证各项参数符合要求才能启动，避免造成蒸汽浪费。在暖管过程中，主汽温度不断升高，需要逐渐关小疏水阀开度，起到节约蒸汽的作用。第二，保证抽真空的时间合理，做好能源节约；第三，合理安排汽封气管路暖管的实践，避免由于暖管过早造成蒸汽浪费，或暖管过晚导致抽真空时间延长，浪费能源；第四，转冲转前，需要事先做好并网工作，避免冲转到额定转速后，不能及时的并网。

2.2汽轮机运行环节的节能技术

实现汽轮机运行的节能降耗，安全运行是基础和前提。在运行过程中，相关操作人员需要做好监控工作，精心进行调整，让汽轮机始终处于安全经济运行状态。同时按照巡回检查制度，对设备进行定期的巡视，如果发现异常情况，则需要及时的进行故障排除。对于设备的切换、实验等工作，必须严格按照相关规定进行，保证设备运行的安全，避免造成资源浪费。在运行过程中，必须保持主汽压力以及温度处于正常状态，同时其变化范围不能超过允许值。对于回热系统来说，必须保证加热器出口水温满足设计要求，如果水温过低，则需要及时的增加燃料的用量，但切忌不能造成浪费。对于机组变负荷运行过程中，操作必须按照有关规定，保证负荷能够平稳过渡。

2.3汽轮机停机环节的节能技术

汽轮机正常停机主要包括滑参数停机以及定参数停机两种。其中，滑参数停机能够充分利用锅炉余热，同时加速相关部件的冷却，避免汽轮机汽缸上下温度差别过大，对于叶片具有一定的清洗作用，停机后汽缸温度相对较低，能够方便机组检修人员尽快安排检修工作。因此，通常汽轮机停机往往采用滑参数方式操作，通过锅炉燃烧调整降低主蒸汽参数，进而减少负荷，直到汽缸参数得到停机要求。这种停机方式，能够充分发挥余热，实现节能降耗。

3汽轮机的优化改造措施

3．1调整汽轮机给水的温度

汽轮机给水的温度会对汽轮机运行需要的燃料量有较大影响，当给水的温度偏高时，会浪费较多的燃料;当给水的温度偏低时，需要进行升温，保障正常运行，则需要耗费更多的燃料，而锅炉的排烟会使较多的热量散发到空气中，使锅炉的热效能降低，从而也是消耗了燃料。因此需要控制好汽轮机给水的温度，降低燃料的损耗。(1)在机组检修时，对加热器进行检漏测试。主要是对高加筒体和水室隔板的密封性进行检查，特别是要高度重视检查加热器钢管，看看其是否出现漏点，如果检查发现有漏点，必须及时进行清除处理，以防止严重事故发生。如果高加筒体的密封性能差，那样肯定会严重降低蒸汽和水的热交换效率，甚至会发生短路的现象，影响给水的温度;如果水室隔板的密封性能差，那样肯定会发生“短走旁路”的现象，同样会使得给水的温度降低。(2)保障高加投入率对于汽轮机组滑停、滑启的运行控制必须严格按照规定进行，保障高加水位的平衡，增加对高加水位的日常维护，降低换热管的泄露率，减少换热管沉积水垢，按照规定进行操作，定期清理换热管里的沉积物，以增加投入率。(3)在运行中，尽力保障加热器处于正常水位，从而保证设备可以正常运行和回热，并且提高资源的利用率。

3．2增强运行管理

汽轮机在运转时能够采取定—滑—定的运行方法，也就是说在高负荷地区，不采用喷嘴调节的方式，而通过改变流通面积的方式来维持机组的高效率运转。而在低负荷地区，主要应该采用较低水平的稳压来进行调节，从而维持水泵轴边界转速、燃烧情况的稳态。在中间负荷地区，按照现实情况，通过给锅炉调节压力来增减负荷，以保证汽门的开关在滑压的运转状态。汽轮机在高负荷运转时，可以适当增加其主汽的温度和压力，从而增加汽轮机给水的温度和投入效率，降低加热器的端差，并且可以对加热器的水位进行适当地调整。

在低速状态下进行暖机后，将主汽门的转速逐步加大至1400ＲPM，并且维持40－80分钟，此时对以下几点进行检查:(1)汽轮机中油的位置、温度、压强、流速等;(2)油泵辅助设备的运行状况;(3)汽轮机各个部分的膨胀状况;(4)上缸和下缸的温度之差是否低于50度;(5)检查机组里面是否有摩擦的声音出现。

3．3保持汽轮机最好真空状态

若可以将汽轮机保持在最好的真空状态，那么就可以大幅减少燃料的用量，增加汽轮机的运行效率，从而大大提高汽轮机组的整体经济效率。(1)将凝结水位保持在适当的位置，如果水位过高，那么空间就会变小，使冷却面的面积急剧缩小，从而导致凝汽器的真空位下降;(2)严格控制汽轮机组的密封性。时常详细检查汽轮机组的密封情况，或利用设备维修的时候进行检查和处理情况，从而保证凝汽器不会出现泄露的状况;(3)为了确保减慢加热管内水垢的沉积速度，保证铜管维持较高水平的热交换效率，必须做到严密把控循环水的质量，并时常清除凝汽器内加热管里面的水垢;(4)在固定时间检查水池内水的位置和温度，若水位偏低或偏高，水温偏低或偏高，都需要做到及时更换水，同时维持射水泵的正常工作。

3．4维持汽轮机较好的真空度

汽轮机如果想保持高效率的运行，则需要有很高的真空度，所以若想降低电厂的运行成本，提高经济效益，则需保证汽轮机组能在真空度良好的情况下进行工作。因为需要在高负荷状态、系统不泄露的情况下才能关停第二台真空泵，所以如果要保证汽轮机组有较好的真空度，则要保证掌握第二台真空泵和循环水泵的精确启动时间。在低负荷状态、真实系统泄露时及时开启第二台真空泵，从而通过这个操作可以增加汽轮机工作的真空度。

3．5汽轮机的停机操作

无论汽轮机组是正常停机，还是在某些情况下需要进行非正常停机操作，都应采用滑参数来操作，这样更加便于检查修理运行设备，汽轮机、锅炉等的温度可因此而得到有效降低，并且还能利用锅炉的余热，从而增加热能的利用率，降低成本。

4结束语

汽轮机作为电厂发电中耗能较大的设备之一，其运行情况与电厂的生产成本、生产效率、生产效益息息相关，因此，在行业内竞争愈加激烈的情况下，降低运行成本、提高经济效益的电厂的必经之路，而对汽轮机采取节能降耗措施是节约成本的方式之一。本文提出以上五种措施，来降低汽轮机的损耗，提高能源利用率，降低成本，促进电厂的可持续发展。

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