摘要：我国社会发展带动了国民经济发展，绝大部分行业与前些年相比都有所进步，对能源的需求也呈现出几何式增长。我国能源的整体利用效率与世界先进国家相比低11% 左右，火电厂效率仅为发达国家的33%，所以如何提升电厂汽轮机效率及电厂的经济性，已经成为相关工作人员迫切需要解决的问题。
关键词：电厂；汽轮机；运行效率；经济性
21世纪以来，资源短缺和浪费的问题引起越来越多的关注，社会各界呼吁节能降耗，以保证社会的可持续发展。电能是现在生活中不可或缺的能源，无论是企业的生产还是人民的生活都离不开电能，但随着行业内竞争态势的激烈，能源价格的上涨使得电厂的生产成本越来越高，为了保障电价的稳定，电厂必须提高发电效率，并通过节能降耗措施，降低成本，以提高发电厂的生产效益。汽轮机是发电站的三大主机之一，也是电能产业中消耗能量较大的机器，因此要着重关注汽轮机节能降耗的可行性，通过采取措施，降低损耗，保障企业的经济效益。
1 汽轮机中的重热现象
1.1 汽轮机选择
电厂发电机组工作效率主要受制于发电负荷率以及机组自身的发电效率两个方面。传统的单级汽轮机叶片和叶轮强度有限，导致蒸汽于汽轮机内焓降发生缩减。
多级汽轮机和单级的汽轮机相比较来看，多级汽轮机单位功率的成本、占地面积、建筑体积都明显缩减，这两个方面有明显的减少，机组整体发电量提升也较为明显。因为受到汽轮机转速的影响，想要在最佳的转速下运行，就需要保持多级汽轮机单级焓降数值处在较小的范围内，焓降数值越小，叶片转速越大。
蒸汽压力、温度等不同，都会对多级汽轮机产生影响。工作人员可以在广义的范围内对蒸汽初始的压力情况进行调整，保证温度参数的合理性，还要控制热循环，让热循环的效率始终处在最佳的状态下。按照不同情况，对汽轮机组进行选择。
1.2 汽轮机重热
如图1所示，为多级汽轮机中的重热发生情况。图中等压线间的比焓降随比熵的增大呈单调递增趋势。在前一级的焓损失而形成的比熵的变大，使后一级的比焓降将变大；即前一级的比焓损失在后面逐渐得到利用，这就是重热现象。
图1蒸汽的H-S变化示意图
1.3 重热优化
从重热系数的表达式可以看出，其值越大，则汽轮机组的效率越高。因为重热系数的提高的前提是多级汽轮机存在热损失，其各级的机械效率降低。多级汽轮机的效率的提高最为有效的路径为提高各级的内效率。
2 提高电厂汽轮机效率与经济性的方法策略
2.1 控制好汽轮机
供给水温度汽轮机供给水温度与汽轮机使用的燃料数量有着密切关联，供给水温过低，就会增加燃料数量，使得排烟量增加，这样就会造成大量热能损失，从而降低了燃料利用率。所以，控制好汽轮机供给水温度非常重要，是确保汽轮机正常、高效运行的重要举措。这就要求火电厂工作人员必须严格按照要求控制好水温，严格按照要求操作汽轮机，做好汽轮机维护保养工作，避免汽轮机发生故障。此外，还应定期对汽轮机加热器中的水位进行检查，确保水位保持正常，确保加热器没有漏点，密封性良好。若是在检查中发现有漏点或是密封性不良，则必须迅速采取措施进行处理，这是保障设备正常、安全运行的重要内容。
2.2 增强运行管理
汽轮机在运转时能够采取定—滑—定的运行方法，也就是说在高负荷地区，不采用喷嘴调节的方式，而通过改变流通面积的方式来维持机组的高效率运转。而在低负荷地区，主要应该采用较低水平的稳压来进行调节，从而维持水泵轴边界转速、燃烧情况的稳态。在中间负荷地区，按照现实情况，通过给锅炉调节压力来增减负荷，以保证汽门的开关在滑压的运转状态。汽轮机在高负荷运转时，可以适当增加其主汽的温度和压力，从而增加汽轮机给水的温度和投入效率，降低加热器的端差，并且可以对加热器的水位进行适当地调整。在低速状态下进行暖机后，将主汽门的转速逐步加大至1400ＲPM，并且维持40－80分钟，此时对以下几点进行检查：（1）汽轮机中油的位置、温度、压强、流速等；（2）油泵辅助设备的运行状况；（3）汽轮机各个部分的膨胀状况；（4）上缸和下缸的温度之差是否低于50度；（5）检查机组里面是否有摩擦的声音出现。
2.3 背压式汽轮机的热电负荷平衡
所谓的热电负荷平衡，实质上就是应用背压机组的一个最关键的问题。相关人士主观认为只需汽与电的企业都可以运作一套背压机组，因为地方电网电价相对较高，背压机组发电成本较低的缘故。总结长期的实践经验，认为应用背压机组的企业务必具有以下两类条件：一是耗汽与耗电同步进行；二是汽、电负荷相对均衡化，并且变动幅度较小。在小型背压机组发电进程中，应该正确理解平衡与平稳的内涵，平衡可以被视为一个经济性问题，平稳则被理解为一个波动性问题。众所周知，背压式汽轮机是在高温、高压、高速环境下运行的，若数次启动机组，那么在温差变化幅度较大的情况下，背压式汽轮机的转子、汽封、轴瓦等构件磨损的可能性均会有不同程度的增加，并且在频繁性的启停环节中，操作事故出现率也上升，对个体生命安全性构成威胁。
若背压机组热电负荷平衡性缺乏，那么机组的经济效能就会被埋没，为了处理背压机组热电负荷不平衡的问题，可以采用以下几种措施：
（1）面对工业布设合理性缺乏，用热单位零散化的情况，科学分配热能就非常困难，再加上地方电网规模较小，电压稳定性缺乏，并网运转难度较大以及，弧网运转时电负荷又无法伴随热负荷整改的区段或单位，最好不要采用背压式汽轮发电机组。（2）若地方电网运行安稳，背压机组最好和电网同步运转，那么机组可以参照本企业的热负荷曲线运转，由电网承担电负荷量的整改任务。（3）构建热电站，推行集中式供热模式。在应用背压机组的过程中，适度增设一定容量的凝汽式机组；背压机组参照热负荷曲线运作，凝汽机组充当调整电负荷的角色。（4）严格编制本企业的热负荷曲线图样，全面贯彻落实以蒸汽量设定电能的规划。
2.4 排气压力损失
在多级汽轮机中，排气压力损失是指排出的蒸汽在排气管流动过程中的压力损失，主要由3部分因素构成：1）管道管理阻力；2）蒸汽涡流；3）蒸汽流动转向。其排气压力损失为：△pc=p'c-pc，一般来说，△pc=（2%~6%）pc。汽轮机在排气时，其初始压力会影响到整体排气压力，并导致排气压力出现损失。整个过程中，汽轮机组再热机组的机组初始压力会发生变化，但是这种压力变化只会对焓降值产生影响，并不会影响到汽轮机组运行功率以及汽轮机组的运行状态。蒸汽排气状态下压力损失一般都会由汽轮机自身的初始参数来决定。从今年来工作开展的情况来看，多级汽轮机可以大量利用各种热回收蒸汽发生器，来提供足够量的汽轮机动能，让汽轮机可以始终都处于连续作业的状态。
通过总结近年来多级汽轮机重热现象的产生原因，判定重热量在汽轮机能量中损失比率较大，所以如何高效率的利用重热量，已经成为提升电厂经济效益的关键环节之一。在发电厂建设初期，分别对比多级汽轮机和单级汽轮机二者的优势与劣势，并分析电厂多级汽轮机进气位置与排气位置的损失情况，全面实现电厂节能改造，为电厂获取更多的经济效益。
参考文献：
[1]林龙.电厂汽轮机运行的节能降耗探讨[J].黑龙江科技信息，2012.
[2]陆必春.汽轮机主汽疏水改造及节能效果分析[J].能源技术经济，2011.
[3]陈松威.电厂汽轮机高效节能与经济性改进潜力研究[J].现代物业，2012.
论文作者:董梅
论文发表刊物:《电力设备》2017年第33期
论文发表时间:2018/4/17
标签：汽轮机论文; 机组论文; 电厂论文; 负荷论文; 汽轮论文; 压力论文; 蒸汽论文; 《电力设备》2017年第33期论文;