热电厂汽轮机节能技术优化

热电厂汽轮机节能技术优化

吕永红

晋控电力同达大唐热电有限公司，山西省大同市 037003

摘要：近年来，随着我国社会经济发展速度的不断加快，各项事业的生产发展规模也不断扩大，直接增加了电力消耗，使火力发电厂得到了突飞猛进的发展。近两年来，随着市场经济的深入，企业之间的竞争日益激烈，火电厂开始寻求稳定的效益。电力生产离不开汽轮机运行，但许多火电厂在汽轮机运行过程中存在很大的能源浪费，不仅增加了电力生产的成本，也限制了电厂的可持续发展。目前我国正处于节能减排发展的关键时期，火电厂应认识到节能技术在生产经营过程中的重要性，通过良好的汽轮机节能技术应用和优化，有效提高资源利用率。本文通过分析汽轮机运行中存在的问题，探讨汽轮机节能技术的优化措施，以促进电力工业的稳定健康发展。

关键词:火电厂；蒸汽轮机；节能优化

1火电厂汽轮机运行中面临的重要问题

目前，汽轮机组的热耗已成为汽轮机运行过程中的一个主要影响因素，如常见的排汽、高、中、低压缸运行效率低等。夏季运行的汽轮机真空泵的腐蚀风险大大增加。电力企业作为当前能源消耗的重要企业，如果难以提高节能水平，将会限制民生的发展。因此，国家将电力企业纳入节能减排范畴。由于汽轮机冷端系统及相关设备不完善，很容易降低凝汽器的真空度，使其平均值在91%左右。受汽轮机回热系统和设备不完善的影响，高低压加热器水位会出现异常，加热器上下端差会因疏水管道振动、弯头破裂、吹稀而增大。汽轮机的热管疏水系统和本体设计比较大，只有70个汽轮机侧疏水管道，阀门容易发生内漏。由于管径设计不合理，控制方式设计不当，容易出现安装和设计错误。此外，由于汽轮机热力系统复杂，由于工质有效能量难以合理利用，且存在许多冗余系统，因此非常容易发生内漏。另外，由于汽轮机热备用系统和设备通常采用连续疏水方式，容易增加有效能量的损失，影响自身安全。此外，还容易增加机器维护和检修的成本，增加技术人员的工作量。

2汽轮机节能技术在火电厂中的应用

2.1在汽轮机启动中的应用

由于汽轮机的工作条件比较苛刻，为了保证汽轮机的各项技术参数符合正常运行标准，在启动阶段，一般先进行暖机处理，以保证汽轮机的高效安全运行。首先，处于预热阶段的汽轮机需要对主蒸汽温度进行有效监控，直到主蒸汽温度满足汽轮机正常运行条件时停止预热，以减少因预热时间过长而造成的蒸汽能量浪费。此外，为减少蒸汽浪费，应结合汽轮机主蒸汽温度合理调整疏水阀的开度。其次，为了避免汽轮机并网不及时造成能量的浪费，汽轮机的并网应在汽轮机启动时及时进行，以充分利用相关能量。

2.2在汽轮机运行中的应用

由于汽轮机结构复杂，运行环境特殊，容易受到多种因素的干扰，从而影响其自身的运行效率。当汽轮机运行中存在一些干扰因素时，会改变其运行状态，不仅造成巨大的能源浪费，还会威胁到自身的运行安全。因此，为了保证汽轮机的正常运行，有必要对其运行状态进行实时监测。如有异常变化，应及时采取有效控制措施，查明运行变化的具体原因，妥善处理。此外，由于汽轮机对主蒸汽温度、压力等参数要求较高，如果难以达到理想工况，会降低汽轮机的运行效率，甚至造成不必要的能源浪费。因此，技术人员应在汽轮机运行过程中及时监视主蒸汽温度和压力等相关参数，并通过有效调整运行方式来严格控制汽轮机的运行。

2.3在汽轮机停机中的应用

为了提高能量利用率，减少不必要的资源浪费，汽轮机在停机时应根据滑参数进行有效停机。滑参数停机方式可以减少蒸汽和热量损失，利用锅炉余热可以避免这种能耗问题。此外，滑参数停机方式还有助于清除汽轮机喷嘴、叶片等部件上的残留杂质，同时也可以避免杂质对汽轮机整体运行效率的影响。此外，汽轮机的滑参数停机方式还可以保持机体部分均匀冷却，避免冷却速度不均匀造成的热变形。

3火电厂汽轮机节能技术的优化措施

3.1优化汽轮机调节系统

目前一些火电厂汽轮机的结构主要是机械液压系统，通常是调节汽轮机的负荷和转速。近年来，随着数字化技术在我国的快速发展，与传统的机械液压控制系统相比，数字化技术由于其高精度，能够实时采集和监控汽轮机运行状态的相关参数，在汽轮机控制系统中得到了广泛的应用。通过对汽轮机运行状态参数的分析，可以及时发现汽轮机的异常问题，并结合问题的原因及时有效地提供控制措施，从而保证汽轮机高效、稳定、节能运行。

3.2优化高、中、低压缸的通流部分

在汽轮机运行过程中，其高、中压缸的循环与汽轮机的运行效率密切相关。为了保证汽轮机的技能消耗，需要适当提高汽轮机高、中压缸的流动性。首先，汽轮机的动叶片、静叶片和转轮的设计采用了先进的加工工艺，既能提高高、中缸的气流效率，又能保证汽轮机高、中缸的经济性。其次，过去传统的汽轮机高压缸通常采用弹簧板密封，但这种结构容易诱发主轴振动，不仅不利于节能降耗，也难以保证汽轮机的安全运行。当高中压缸采用涡旋式、叶片式等新型汽封密封时，不仅可以避免汽轮机叶尖泄漏，还可以减少汽封因摩擦变形造成的能量损失，同时为汽轮机的维护和检修提供了极大的方便。第三，低压缸是汽轮机的另一个重要部件，在汽轮机的运行中起着重要的作用。因此，改造和优化低压缸通流部分可以有效降低汽轮机的能量损失。过去，很难保持汽轮机的结构稳定性，因为低压转子叶片的前几级没有支撑。因此，为了保证其结构的稳定性，通常整个环带都是固定的。为了避免叶片顶部漏风，汽轮机叶片顶部通常设置4~6个汽封。最后，由于低压末级叶片缺乏良好的工作环境，考虑到末级动叶片的可靠性，在优化过程中，通常采用新的叶片材料如汽焊钛合金等新的加工工艺，以满足汽轮机的防腐和高强度运行要求，同时也可以避免因叶片损坏而造成的能量损失。

3.3优化汽轮机的运行技术

实现汽轮机节能降耗的重要途径是优化汽轮机运行技术。因此，火电厂应积极将先进控制技术引入汽轮机，以确保汽轮机能够高效、安全地运行。凝汽器技术是汽轮机的一项重要运行技术。对其进行优化和改造将有助于推动汽轮机向自动化和智能化发展。此外，优化凝汽器技术不仅可以自动监测汽轮机的真空状态，还可以避免因凝汽器的真空度而降低汽轮机的运行效率。

3.4优化排气通道

目前一些汽轮机经常出现大量支撑钢架导致凝汽器侧排空气分布不均匀等问题。要解决这些问题，汽轮机制造企业应增加节能优化的针对性。为了有效地提高排汽通道的性能，技术人员应在停机检修条件下进一步节能和优化排汽通道的运行，通过模拟计算和试算，在汽轮机内部通道区域安装排汽板。

3.5优化循环水系统和水环真空泵。

采用自然风冷却塔二次循环系统的汽轮机循环水系统，既能实现水冷，又能满足汽轮机辅助设备的供水需求。正常情况下，由于凝汽器杂物过多、设备消耗、更换热管等堵塞等因素，汽轮机低压缸的排汽功能会受到严重限制。因此，为了节能降耗，火电厂应结合现有技术进行优化，在凝汽器循环水侧安装负压反冲洗循环水滤网，使滤网在汽轮机运行过程中排出循环水的杂质成分，从而有效改善汽轮机的运行环境。

水环真空泵作为汽轮机的核心设备，能有效排出不溶于凝结水中的气体，保证凝汽器能保持合适的真空度。真空泵是一种重要的设备，通常由系统管道阀门、冷却器、分离器、控制元件等工件组成。在优化水环真空泵时，可以改造成单级泵水环结构，使其在叶轮两侧进行进排气，并配合填料，避免运行过程中的磨损和腐蚀。水环真空泵的抽气过程是从气体通过进气管进入开始，然后被压缩产生汽水分离。在液体运行时，水环真空泵以进入汽水分离设备的工作液体启动，并由输送管冷却。一部分工作液可以通过喷淋管输送到进气口，然后进入汽水分离设备，最后再次冷却后进入真空泵。

4总结

综上所述，火电厂要实现自身的可持续发展目标，不仅要响应国家节能减排的号召，还要利用各种手段降低自身的生产能耗，提高资源利用效率，结合自身的汽轮机结构应用和优化节能技术，从而有效提高自身的经济效益。

参考文献

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