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摘要：文章在分析燃煤电厂中汽轮机的常见能源浪费问题之后，针对其问题的原因分别对汽轮本体改造、冷端和运行优化等节能降耗技术进行研究，以供参考。
关键词：燃煤电厂；汽轮机；节能降耗技术
1引言
在目前我国的发电企业中，燃煤电厂仍然占据重要地位，因此其运行状况直接决定整个电网的运行情况，而且其运行的经济性也对能源的利用以及发电成本有着直接影响，同时还会对发电企业的经济效益产生影响。在目前我国社会用电负荷在不断增加，但是针对发电企业尤其是燃煤电厂提出较高的节能减排要求的同时，对于燃煤电厂来说就需要探索提高盈利能力的有效途径。由于汽轮机是燃煤电厂中的三大主机之一，是将锅炉燃烧之后产生的蒸汽的内能向动能进行转换的重要设备，其转换效率也直接决定燃煤电厂的能源利用效率。因此针对燃煤电厂汽轮机开展节能降耗措施具有重要的意义。
2汽轮机常见的能源浪费问题
在燃煤电厂的汽轮机运行中，首先就是在恶劣的作业环境下长时间高负荷运行，加之缺乏有效的检修维护管理措施，因此不可避免会出现各种类型的故障，这就会降低汽轮机的运行性能，甚至可能导致安全事故的发生。此外，汽轮机本身存在不合理的设计问题，也会直接降低汽轮对蒸汽内能的利用效率，导致出现能源浪费的问题。或者是在汽轮机运行过程中，没有做好对汽轮机设备的检修维护管理工作，造成其运行工况不正常或者没有处于最佳运行工况下，也会降低其运行效率。最后还有汽轮机冷端温度以及真空的控制问题，也容易由于控制不当而造成其运行效率的下降。这就需要针对其中存在的问题来进行相应的改造以及运行优化等节能降耗措施。
3汽轮机本体改造
针对汽轮机本身设计中的不合理之处而引起的能源利用率低的问题，需要采取对汽轮机本体进行改造的方式来实现其性能的提升，以达到节能降耗的目的。针对目前汽轮机设计中的问题可以分析如下：一是表现出机组的通流子午面设计的光滑度不足而导致出现蒸汽通流时能量损失的问题。二是采用直叶形叶片时由于其具有较差的空气动力学性能而造成叶型损失较大的问题。三是没有合理地进行汽轮机级间焓降的分配而造成级效率较低的问题，也同样会增加蒸汽能量的损失，从而使得机组的运行性能下降。针对上述问题，需要采取以下汽轮机本体改造的措施：一是在进行叶片设计时，采用全三维设计技术来优化分析流道，在此基础上选择叶形为目前比较先进的弯扭叶形。而且在对叶片进行加工时需要采用数控工艺和设备来进行高精度的加工和控制，保证叶形设计以及加工制作的合理性，并且其型线和启动性能等满足设计要求。二是对汽轮机本体中的高压汽缸法兰螺栓加热装置进行取消，通过加厚窄法兰来进行代替并实现对其结构的简化，在便于开展启动操作的同时，也满足调峰运行的要求。此外还可以对前轴承座定中心凸肩进行改进，将其从固定形式改为调整式结构。
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4汽轮机冷端优化
针对汽轮机冷端优化方面，为了实现机组能耗的降低，就需要对整个热力系统的循环效率进行提升，这就需要在控制汽轮机凝汽器背压的同时来实现汽轮机末端排汽压力的提升，实现上述节能降耗的目的。针对此冷端优化措施主要有以下两个方面，一是针对真空系统来说。主要是应用智能制冷系统来实现凝汽器压力的降低和真空泵抽汽效率的提升，实现节能效果。此外还要加强对真空系统严密性的检查，以及对真空泵工作效率进行提升。还可以通过统一协调冷端系统的冷源来实现对凝汽器真空度的合理控制。最后还可以通过对废蒸汽以及低品位热水的合理利用，实现凝汽器真空效率的提升以及能源需求的降低。二是采用双背压式凝汽器的设计方式进行优化。而且针对具有较大容量的机组，可以将其低压缸设计为多排汽口，还可以实现折合压力的降低来实现循环热效率的提升，通常在应用多压凝汽器之后可以实现效率提升0.15~0.25%左右的效果。
5汽轮机运行优化
首先是针对汽轮机的阀门调节来说，主要采用的是单阀调节或者顺序阀调节的方式，对于前者来说容易造成调节过程中的节流损失和能量损失问题，后者则可以通过喷嘴来进行蒸汽阀门开关的控制，避免出现节流损失问题，实现机组在非额定工况下运行效率的提升。此外，针对目前所采用的复合型配汽方式，容易在负荷较高的情况下表现出较高的运行效率，但是在低负荷工况下则容易产生较大的节流损失问题。这就需要对其配汽方式进行优化来提高其运行的经济性。
针对其配汽方式来说，由于在低负荷工况下进行汽轮机启动时容易在采用节流调节方式时造成四个阀门同时启动的现象，而且在一定的负荷作用下还会导致其中部分阀门的关闭，从而转换为顺序阀调节方式。在此种调节方式下可以在90%以上负荷工况下保证其较高的运行效率。但是为了避免或者减少由于阀门调节方式转变而造成的损失，则需要控制其滑行参数，也就是在控制阀门开度不动的同时，在负荷改变时可以调节蒸汽压力，而此时也由于采用顺序阀调节方式而造成较大的损失。
最后就是针对上述问题来说，在优化上述配汽方式的过程中，就是将上述两阀式调节方式转换为单阀-顺序阀-单阀的三阀式调节方式，通过此种方式，不仅可以实现对调节级强度的优化，而且可以实现对滑压运行曲线的优化。这主要是由于针对前者来说，由于采用两阀式调节时，在具有较大的瞬间负荷的状态下会对其调节级强度具有较高的要求，这也增加了机械负担并造成了更高的能耗。而改变调节方式之后，可以针对汽轮机的负荷转变来进行适应性的调节，也就是针对负荷来采用三阀方式进行分担，具有较低的调节级强度和较小的能耗。而针对后者来说，由于三阀式调节方式的流通能力比较高，而且具有较强的调节能力，可以根据负荷的不同来实现圆滑的转变，这也显著降低了转变瞬间的能耗。
6结语
汽轮机作为燃煤电厂的重要设备，其在运行中也容易由于故障、运行维护管理、设计以及冷端温度和真空控制等运行因素而导致出现能源浪费的问题。因此针对上述问题，文章针对汽轮机本体、汽轮机的冷端以及汽轮机的运行提出了相应的改造和优化措施，以满足燃煤电厂的节能降耗的要求。
参考文献：
[1] 陈露. 发电厂汽轮机运行节能降耗策略研究探讨[J]. 中国高新技术企业, 2017(3):77-78.
[2] 张嵘. 发电厂汽轮机运行节能降耗策略研究探讨[J]. 内燃机与配件, 2017(12):84-85.
论文作者:王桂秋
论文发表刊物:《科技新时代》2019年8期
论文发表时间:2019/10/12
标签：汽轮机论文; 方式论文; 电厂论文; 节能降耗论文; 燃煤论文; 凝汽器论文; 效率论文; 《科技新时代》2019年8期论文;