摘要：随着我国社会经济的迅速发展，我国人民的生活水平显著提高，对电力能源的需求逐渐增加，给电力行业的发展带来更多挑战和机遇。为提高电厂的运行效率，火电厂需要及时对汽轮机组进行节能改造，以此降低火电厂运行中的能源损耗，有效确保火电厂的经济运行，使火电厂的运行效益得到有效提高，为电力行业的稳定发展提供有利支持。
关键词：火电厂；汽轮机组；节能措施；研究；应用
1汽轮机组的运转特征
汽轮机组是火力发电厂进行生产作业的关键设备，以蒸汽为动力源，实现将热能转化成动能。相较于传统的蒸汽机来说，对外在环境的抗干扰水平高，运转效率更高，服务寿命更长。但是仍然存在一些不足，例如，汽缸变形、渗漏等，导致生产经营效率降低、能耗大、生产环境不稳定以及增强后期设备的维管工作量。汽轮机组的运转原理有以下两方面：第一，冲动作用原理。汽轮机开始运转时，迅速高温蒸汽经过运动叶片以及静止叶片汽道过程中，运动方向产生变化，立即冲击叶片，因而叶片进行运转，实现了热能向机械能的转变；第二，反动作用原理。因为蒸汽处于运动叶片构成的汽道位置时，将会发生缓慢升温、膨胀并且加速的情况，因而变动初始方向，随即为叶片提供冲动力，进而推动叶片做功。
2涉及火力发电汽轮机组能耗的主要因素
研究汽轮机组的能耗问题，不得不提到汽轮机内效率。汽轮机内效率可以直观看出汽轮机运行时的关键技术指标，是能量转换构成中的重要评价参数。具体而言，机组的效率可以分为相对内效率以及绝对内效率。蒸汽的理想比焓降不可能全部变为有用功，而有效焓降小于理想焓降，两者之比即汽轮机相对内效率。绝对内效率是相对内效率与循环热效率的乘积。循环热效率是反应热功转换的完善程度指标。蒸汽在由一种状态点开始，经过一系列的状态变化，又回到原来状态点的全部变化过程的组合叫做热力循环，简称循环。蒸汽每完成一个循环所做的净功和工质在循环中从高温热源吸收的热量的比值叫做循环的热效率。循环热效率说明了循环中热转变为功的程度，η越高，说明工质从热源吸收的热量中转变为功的部分就越多，反之转变为功的部分越少。
2.1电力负荷的起伏变化
电力从产生到输配、再到用户使用，其中要经过电力网络的一系列运行。在这一过程中，用户端的电能需求往往不是一成不变的固定值，而是随着各种因素呈现出较大的波动，这就造成了电力负荷不断的谷峰起伏，发电厂的汽轮机组为了尽可能适应这种峰谷变化必须不断调整输出状态，因此产生了额外的能量损耗。
2.2气缸效率
根据汽轮机组的工作原理可知，我国多数的火力发电厂的汽轮机组普遍存在着一定的问题，主要表现在气缸安装存在一定的技术偏差，从而造成效率较低。虽然能够满足主要的动力输出与转化功能，但运行过程中能耗较高，而且运行的稳定性较差。这一方面将会是未来汽轮机组节能减耗的重点课题之一。
2.3环境条件的影响
任何一个发电厂的运行，都需要有一个相对稳定的工作环境条件，尤其是环境温度和气压状况，直接影响到汽轮机组内煤炭等燃料的燃烧效果以及机组内水压的高低状况。在不同的温度和气压环境下，相同的设备输出的蒸汽流量也会相差很大。如果由于气压或温度等影响导致燃烧不充分，汽轮机组内的零部件会存在积垢腐蚀等严重问题。为了解决这一问题，一方面可以从外部人手，尽可能保证汽轮机的运行环境稳定。另一方面，增加气体流通性，科学计算机组内喷水量以及燃料的供应情况，合理增加空气吹人量，使得燃料充分燃烧，减少污染物的排出。
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3火电厂汽轮机组节能措施的具体应用
3.1合理调整给水温度
在汽轮机组的运行过程中，要针对加热器的水位进行有效控制，确保其处于正常的水位，使设备的正常运行得到有效保障，进一步提高能源的利用效率。在汽轮机组的运行过程中，对汽轮机的给水温度进行合理调整，能够有效减少汽轮机组运行过程的所需能量，但是也要避免给水温度过低或过高等情况，避否则将造成不必要的燃料消耗。同时，由于热量会沿着排烟通道进入空气，对锅炉的热效能造成一定影响，需要采取有效措施进行处理：①注重对汽轮机组的日常检修工作。在进行汽轮机组的检修工作时，要做好对加热器的检漏测试，做好高架筒体和水室隔板的密闭性检查，整个检查过程也要注意加热器钢管是否存在漏电问题，便于对其进行及时处理和维修。②要做好对汽轮机滑停和滑启的运行控制，保证高加水位符合平衡性要求。在进行日常维护的时候，要做好高加水位的检查工作，有效减少换热管泄漏问题的发生概率。同时，要做好换热管的清理工作，以此提高投入率，使汽轮机组的能源损耗得到有效降低。
3.2优化汽轮机的启停过程
在汽轮机的启动和停止过程中，常常会造成较大的能源损耗，对汽轮机的启停过程进行有效优化，是提高其节能效果的重要途径。在启动汽轮机的时候，需要根据相关规范和要求，对汽轮机运行参数进行监控，若是发现运行异常就要及时进行处理，使汽轮机的能源损耗得到有效降低。比如在暖管时间过长的时候，导致凝汽器的真空度和主汽门的压力高于汽轮机冷态阶段的冲转参数，进而显著提高汽轮机启动过程的能源消耗，造成一定的能源浪费问题。面对这种情况，可以在启动汽轮机的时候，选择开高低旁的方法控制主汽门的蒸汽压强，通过开启真空破坏门控制凝汽器的真空度。同时，在优化汽轮机运行过程方面，普遍都会选择“定、滑、定”的方式进行调节，使汽轮机能够在低负荷情况下，保持正常运行。在面对高负荷工况时，需要对喷嘴进行调节，通过对通流面积进行改变，使汽轮机的运行效率得到有效保障。为实现汽轮机停机过程的优化，可以采用滑参数停机方法，使锅炉机组的余热得到充分利用，有效减少能源浪费问题，使汽轮机组的节能效益得到有效提高。
3.3确保凝汽机处于最佳真空状态
在火电厂汽轮机组的运行过程中，凝汽机的主要作用就是对汽轮机的排气进行冷却凝结，使其转化成水，进而产生高空真空，使汽轮机内部的蒸汽出现膨胀。一旦凝汽机出现运行异常问题，将直接影响到汽轮机组的稳定运行，这就必须要保证凝汽机处于最佳的真空状态，有效实现火电厂的节能目标。首先，凝汽机的内部常常出现一些污垢，继而影响到传热过程的正常运行，这就要及时做好对凝汽机冷却面的清洗工作。在以往的冷却面清洗过程中，由于凝汽机的冷却面结构都是经过长时间积累后，才会出现真空情况，所以大部分时候都会选择干洗法和酸洗法。为确定凝汽机的冷却面是否出现结垢问题，需要对凝汽机冷却面清洁过程形成的信息数据进行分析。在凝汽机冷却面出现结垢情况的时候，其阻力会显著降低，所以在初步阶段可选择干洗发。其次，对凝汽机的热负荷进行控制，是提高其热效率的重要途径，可以在凝汽机喉部加装雾化喷头，利用接触式传热方法对凝汽机的洁热进行吸收，以此减少凝汽机的热负荷，使凝汽机热负荷能够处于最佳的真空状态。最后，可以在凝汽机排气缸的喉部增设加热器设备，对工业水系统和加热器入口进行连接，以此实现较好的加热操作，使凝汽机的正常运行得到有效保障。
4结语
我国的电力发展事业经过几十年的发展已经逐步走向成熟，但在当前节能环保日益受到重视的环境下，提高能源利用效率已经成为火力发电厂的主要技术研发工作之一，提高汽轮机组的能源利用率不仅仅依靠降低凝汽器的热负荷、增加真空系统的密封性合理动态调整汽轮机的进汽量等传统手段，而且要从基础做起，加强利用新型涉及工艺以及新型材料的研发，相信在不久的将来，人类利用火力发电的技术将会更加安全、高效。
参考文献：
[1]叶光磊.关于火电厂汽轮机运行节能降耗措施的分析[J].科技创新与应用，2015（36）：124.
[2]姚学彪.浅析火电厂汽轮机运转的节能降耗措施[J].石河子科技，2015（04）：23-24.
论文作者:杨通勇
论文发表刊物:《电力设备》2019年第5期
论文发表时间:2019/7/8
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