影响汽轮机热耗的因素及改善措施

影响汽轮机热耗的因素及改善措施

陈季

唐山中浩化工有限公司，唐山市063611

摘要：热耗是衡量火力发电企业热经济性的重要指标，其评价和分析对火力发电厂具有十分重要的作用。因此汽轮机性能试验是必不可少的主要方法，它与设备的具体设计和操作参数有着密切的关系，基于此本文以300 MW机组为实例，分析了影响其汽轮机热耗的主要因素及改善措施

关键词：汽轮机热耗；影响因素；改善措施

1影响设备热耗率的主要因素

1.1汽轮机通流效率低下

汽轮机的通流效率取决于汽缸的效率和节流损耗。大修之前的运行测试表明，该装置的高压油缸效率为80.4%，较84.2%的设计值降低了3.8%，其主要原因是：

(1)最初设计的单缸和单轴300 MW的模式，其目的在于能在机组运转过程中迅速起动，并确保汽封间隙大于1毫米；

(2)在高压汽缸中间有太多的蒸汽冷却孔，而汽孔直径太大（Φ8mm×8)；

(3)蒸汽节流在高压汽缸中的损耗；

(4)顶部汽密结构仍然采用梳型结构，导致漏汽损失。

1.2给水温度低于设计值

低于设计值的给水温度降低了水的热循环效率，从而提高了热损耗；如果给水温度升高，降低了供水和炉管温度差，降低温度差，提高设备的安全性。由于给水温度上升，除了可以保证加热器高热输入率，而且低于加热器末端温度，从而提高了加热器的热回收率。高压加热器温升不够，造成给水温度低。影响给水温度的主要因素如下：

(1)较低的设备年均负荷。设备的年均负荷分别为124MW、172MW、115MW以及73MW;

(2)高压加热器是影响给水温度的运行设备，给水温度是重要的经济指标。在90MW运行时，如高压加热器停止运行的热耗是9438.5k J/(k W·h)，比投入运行时9390.6 k J/(k W·h)相比多了47.9k J/(k W·h);

(3)加热器温度上升。如果温度上升不够，加热器负荷便会加大，影响给水加热系统焓升，最终导致给水温度下降。#1,#2高压加热器温升为16.4℃，而设计温升为19.8℃；

(3)高加旁路的结构不够严密。由于高加旁路的泄漏，导致部分供水不能通过高加，导致供水温度降低；

(4)高压加热器的疏水性较高，在蒸汽压力下达到饱和。高压加热器应采用疏水性的冷却部件，过高的温度不合理。

1.3冷凝器真空度低于设计值

低的真空度会使汽轮机的冷源损失增大，热效率下降，从而使热耗率增大。以下是影响冷凝器真空的主要因素：

(1)环境温度对循环冷却水的入口温度有很大的影响

(2)如果循环冷却水的水温升高到15℃以上，则其循环冷却水的温升过高，需要另一台循环泵以提高冷却效率。

(3)循环水泵出力不足或水阻增大，造成管路阻力增大。

(4)真空的紧密性；真空密封是冷凝器的一个重要操作参数，它直接关系到机组的经济性。由于蒸汽的泄露和凝结水的泄露，大量的非凝结汽体将导致凝结水的压力升高，从而影响到冷凝器的端差。

2汽轮机热耗率问题的优化措施

2.1调整汽封间隙

设备安装好之后, 要对汽轮机中汽封的间隙进行调整, 防止蒸汽的泄露导致汽轮机热效率的降低。在调整汽封间隙时, 根据汽封块与转子的间隙测量得出的数据来确定修改量, 对间隙进行修改后要再次进行检查。对于汽封间隙的取值来说, 从安装的角度考虑, 取汽封间隙的上限值更利于安装, 然而从保证汽轮机热效率、提高发电企业的经济性来考虑, 汽封间隙应该取较小的值。因此, 在汽封间隙进行调整时, 安装人员既要考虑安装的可靠性和便利性, 也要考虑汽轮机运行的经济性。当汽封间隙调整符合要求之后, 要对汽封的膨胀间隙进行测量, 若汽封之间没有留间隙, 则需要先对汽封进行调整, 为汽封膨胀预留一定的空间;如果汽封的间隙过大, 则应该先将汽封间隙的测量值记录下来, 等其它零件的间隙测试结束之后, 再对汽封间隙进行统一调整。

2.2控制汽轮机热耗

在机组运转时，如果出现高的热耗，将会对机组的运行产生很大的影响。在实际的使用中，需要对其热耗进行有效的控制，使其在实际工作中能够保持稳定、高效的工作。在长时间的汽轮机运转中，为了使蒸汽机的热耗得到有效的控制，必须通过对各种参数进行分析，从而对其进行参数的调节。

例如，为了提高汽轮机的压力水平和初始的温度，通过这种方法来提高汽轮机的实际压力和热耗量，必须提高汽轮机的热循环，以便对汽轮机进行改进。在蒸汽机的日常使用中，可以很好地控制汽轮机的热耗，使其能够稳定的运转，从而产生更大的经济效益。

2.3维持凝汽器最佳真空状态

凝汽器在汽轮机安全运行、节能减排过程中发挥着关键的作用。借助凝汽器可冷却凝结排汽，为后续做功提供低压环境。维持凝汽器最佳真空状态十分关键，可从以下几个方面落实。

a)降低凝汽器热负荷。降低凝汽器热负荷的具体做法有两种：(a)选择在凝汽器上部与排汽缸喉部之间位置设置表面式加热器，目的是入口连接工业水系统出口连接化学供水系统。这种做法虽具有提高热效率降低热负荷的优势，但需考虑汽阻使载荷增大的问题(b)安装雾化喷头于凝汽器喉部位置，主要起加快蒸汽凝结、缓解热负荷及提高真空度的作用。

b)清洗冷却面。清洗凝汽器冷却面的方法主要有两种，分别为干洗法和酸洗法。干洗法适用于清理初期形成的疏松淤泥，要注意对比运行前后的数据差异，从而判断冷却面是否干净。酸洗法适用于清理后期沉淀硬化污垢，具体步骤是：利用质量分数为5%的氨基磺酸和适量渗透剂、铜缓蚀剂等成分循环冲刷凝汽器，清理效果通过酸度来判定。若两次连续的酸度相同，证明清洗度高。然后开始下一步骤———加入工业磷酸三钠（Na3O4P）反向冲刷高位冷却塔。

c)严密防护真空系统。提高真空系统的严密性真正达到“严防死守”、丝毫不漏的效果。需要定期对凝汽器真空系统进行检漏，加强对关键部分，即喷嘴轴封、负压系统的阀门等关键部分的检查，例如检查喷嘴是否变形，轴封蒸汽压力数值的调整状况，法兰的紧实程度等。

d)降低冷却水温。冷却水的温度主要受循环水系统设备运行影响，因此，火电厂应开展水塔设备的维护工作，做好喷嘴、配水槽、填料等重要部位的维护、保养跟踪记录。对于出现的水塔设备问题，应及时报备与处理，以免影响冷却效果。

2.4提升汽轮机热力的测定

在对机组进行分析时，可以很好地分析机组的热力特性，从而采取合理的方法来提高机组的工作效率。只有通过科学、合理的分析，才能更好地分析影响机组运行效率的各种因素，并根据这些问题，进行针对性的改进和优化。比如，在汽轮机的热力学试验中，有关技术人员需要对其进行热循环效率的测试。通常，在进行测试时，技术人员需要对测试数据进行细致的分析，从而得到汽轮机的额定功率，从而得到汽轮机的额定功率。在收集到这些数据后，还需要进行大量的实验和分析，以便对这些数据进行分析，剔除掉无用的数据，并将其平均化，从而达到对数据的分析。并根据机组的结构特点，进行了针对性的优化。

2.5汽轮机启动运行和停机的节能降耗

a)汽轮机启动。汽轮机启动过程中将真空压力值维持在65～70k P之间，这样做的好处在于能够加大汽a轮机蒸汽量、加快暖机速度及控制胀差值，提升启动效率。

b)汽轮机运行。为满足汽轮机机组一次调频的需求，运行中最好采用定-滑-定的方式。对于高低负荷区域定压问题，这里要着重强调一下。高负荷区域可采用喷嘴进行调节，低负荷区域可采用低水平的定压调节，从而提供稳定的水循环和燃烧过程。要在汽轮机低负荷区域的中间部分，通过滑压操作、关闭气门等控制锅炉压力值，达到增加或减少负荷的目的。与此同时，汽轮机高负荷运行过程中，一方面会提高主汽压力和温度，为加热器的高效率工作创造条件。另一方面要强调合理调整加热器的水位，将加热器端差控制在最低范围，还要意识到维持凝汽器水位正常的重要性。若凝汽器水位过高，易造成凝结水超过软管，致使凝结水加深冷却，造成机组冷源损失。

c)汽轮机停机。汽轮机机组要采用滑参数进行停机操作，这样不仅可以保持锅炉高温状态，还可以降低其他设备的温度，便于开展设备检修维护工作。

结论

影响汽轮机热耗率存在着诸多不确定因素，这就要求采用新的技术和设备，同时要强化运行的科学化，因此对汽轮机的热耗率进行合理的改善能够提高电厂的经济效益和社会效益，具有重要的现实意义。

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