福建福清核电有限公司 福建福清 350318
摘要：汽轮机组在核电厂的运行过程中，是消耗能源的主要部分，由于汽缸、真空泵的运转效率不高，再加上凝汽器的热量交换表现不足、换热面有污垢等的影响，从而使得核电厂汽轮机组具有非常高的能源损耗情况，因此节能提效的治理研究与分析工作继续深入地进行。所以，如何提升汽轮机的运行效率并降低运行损耗，从而实现运行成本与能源的节约，是电力企业以及相关技术人员都应重视并研究的课题之一。
关键词：汽轮机；节能降耗；措施
引言
汽轮机调节控制系统（简称 GＲE）是核电厂汽轮机调节控制的核心，其主要功能是控制汽轮机转速、并网带载、功率运行。并网带载就是将汽轮机带上最小负荷。根据法国的 P320 TGC SV2 + 系统设计，汽轮机并网带最小负荷逻辑为开环控制，并网带最小负荷蒸汽需求会受到实际网频变化的影响。
1、核电厂汽轮机的概述及工作原理
汽轮机是一种借助蒸汽热能做工的机械，其是利用冲动作用和反应作用的原理。将来自锅炉的具有一定温度、压力的蒸汽经主汽阀和调节汽阀进入汽轮机内，依次经过一系列环形安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将其热能转换成推动汽轮机转子旋转的机械能，通过联轴器驱动发电机发电。膨胀做功后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至加热器、经给水送往锅炉加热成蒸汽，如此循环，也就是蒸汽的热能在喷嘴栅中首先转变为动能，然后在动叶栅中再使这部分动能转变为机械能。
2、影响汽轮机能量的关键因素分析
2.1、温度、压力等因素
核电厂汽轮机运行效率主要受温度和压力的影响。通常来讲，气缸在工作过程中的燃料燃烧情况会对温度产生较大的影响，空气的吹入量、水的喷入量是对温度造成影响的主要原因，当水的喷入量超过正常标准时，会使气缸的压力加大，不利于汽轮机运行，增加供电煤耗。在这种情况下，一旦燃料的供应不能得到满足，温度就无法达到要求，从而使加热器出现积垢，气缸的工作效率就会受到影响，汽轮机的能量损耗也会因此而加大。如果吹入的空气量不足，则气缸的压力会因此降低，而燃料如果不能充分燃烧，就会使气缸的气压过小，这种情况同样会影响气缸的工作效率，从而加大汽轮机的能量损耗。
2.2、加热器效率下降的影响
如果汽轮机加热器在使用或维护过程中存在操作不当，会导致加热器出现泄露管束较多以及堵管几率过高等问题，都会使加热器进出水温升变小，从而使加热器的效率下降，而加热器运行效率下降又会导致给水温度的降低，最终出现汽轮机组煤耗增加的情况
2.3、凝汽器冷凝系统结垢或者循环水不足
凝汽器在生产过程中主要的工作部分是冷凝管，而循环水的水质不高会使汽轮机组在工作的过程中沉积一层厚厚的污垢，这会减少冷凝管内部的流通面积，导致冷凝管的冷却效果下降，汽轮机的排汽压力上升，排汽压力上升最终导致汽轮机效率下降。甚至当排汽压力达到一定的极限后，整个机组就需要被迫停机处理。本厂对于循环水采用的方法为一台机组两台循环泵，使用海水进行冷却。导致汽轮机组冷凝问题的原因有很多，如循环水中断或不足，海水水位变低，海水温度变高，海水的海藻、微生物多等。
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3、核电厂汽轮机能耗降低的措施
3.1、冷却水降温
给水温度对汽轮机组的运行效率有着重要影响，水温偏低不仅会增加汽轮机组的能源消耗，还会提升热能的损耗，从而降低能源的利用效率。所以，运行人员应重视给水温度的控制工作，并通过适当的措施和预防方案，确保给水温度在合理范围之内，避免因给水温度的降低而影响到汽轮机组的运行效率以及能源损耗。首先，应对汽轮机组的实际需求等情况进行综合分析，从而规划出科学、合理的燃料投放方案，然后利用科学的控制技术并严格按照相关标准和规范进行燃料投放操作，从而提高能源的利用效率并避免因操作不当而引起的热能损耗。其次，相关管理人员还应制定合理的设备检查维护制度，并定期对设备进行检测和清理，从而确保设备的良好运行，避免因管道泄露等问题影响到汽轮机组的运行效率。
3.2、凝汽器换热面清洁度的提高
微生物污染、设备污染和无机盐的污染等都是造成核电厂汽轮机组的能源损耗较大的主要影响因素，污垢的问题会在很大程度上，导致凝汽器的端面压力差加大、冷却管发生腐蚀和泄漏、冷却水真空度降低等问题，这都会造成能源损耗量的增加，为此可通过以下几项措施进行处理：第一，检修过程中如果发现水室端盖、水室隔板、管板衔接处等胶球聚集的死角，可以通过加装导流板来改变此处的水流方向，从而避开死角；第二，可以通过对执行机构的限位进行调整来确保球装置的栅网板关闭到位；第三，可将一台循环水泵安装在胶球清洗前，通过循环水压力的增大来增加胶球的通行能力；第四，可以用不锈钢管来替代铜管，有效解决冷却管结垢的问题。
3.3、汽轮机供水温度的调控
汽轮机对燃料的耗费与汽轮机供水温度有直接关系，如果供水温度低，就需要增加燃料数量，这样排烟量也会增加，在这个过程中就会消耗大量的热能，燃料的利用率就会降低。因此，汽轮机供水温度的监控很关键，是保证汽轮机能够高效、快速运行的重要措施。这对核电厂工作人员也提出了更高的要求，他们需要严格根据规定使用机器、定期维修汽轮机，避免汽轮机出现其他问题。同时，还需要对汽轮机中加热设施进行监测，保证水位处于正常位置，保证加热器具有良好的密封性，一旦在检查中发现设施出现密封性不良的情况，要及时采取相应措施，确保机器平稳运行。
3.4、优化汽轮机的启停过程
和汽车启动、停下的原理类似，汽轮机在启动和停下的过程会损耗柴油，同样地，汽轮机在停止运行时也会损耗柴油，所以，如果有方法对汽轮机的启动、停止过程进行优化，则汽轮机在运行时对于能量的损耗将会减低。具体对汽轮机在启动、停止运行的优化措施是：首先在汽轮机运行之前，对汽轮机的运行进行监控，对各参数进行调试，当主汽门压力过大时，汽轮机对能量的损耗会加大，因此在启动汽轮机时，可以采取开高低旁的方式来有效减少其对能量得损耗。对于汽轮机停止运转时，采取的优化措施为滑参数停机，这种方式能够充分利用锅炉中的余热，利用余热进行发电，充分利用了能量，减少了能量的损耗，同时有效降低了汽轮机在停止工作时各个参数的温度，在很大程度上延长了机器的使用寿命。
结束语
汽轮机作为发电过程中的重要设备以及耗能较大的设备，其运行情况以及运行效率对电力企业的经济效益和社会效益有着重要影响，而重视并研究汽轮机运行时的节能降耗措施，可以有效降低电力企业的生产成本、提高核电企业的经济收益，从而促进核电企业的健康发展。所以，在实际生产过程中，核电企业以及相关工作人员应充分了解汽轮机的运行原理，然后结合实际情况对汽轮机的运行状况进行测评，并通过多方面的技术措施和改进方案对汽轮机运行过程中的能源损耗问题进行控制。
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论文作者:陶赏,王栋立
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年13期
论文发表时间:2019/10/8
标签：汽轮机论文; 汽轮论文; 核电厂论文; 机组论文; 温度论文; 加热器论文; 措施论文; 《建筑学研究前沿》2019年13期论文;