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摘要：为了顺应社会的发展，做好电厂的节能降耗工作十分重要。电厂属于我国经济稳定发展的重要组成部分，在市场经济体制的要求下，能源的稀缺对电厂的可持续发展也提出了更高的要求。只有做好电厂汽轮机等关键设备的节能降耗工作，才能使电厂在激烈的市场竞争下保存更强大的生存实力。同时，电厂汽轮机在运行中尚有很多不足之处，相关单位应该对汽轮机进行不断的改进及完善，最终更好的实现节能减耗，进而实现电厂经济以及社会利益双赢。本文对电厂汽轮机节能降耗的主要措施分析进行了探讨。
关键词：电厂汽轮机；节能降耗；主要措施
汽轮机的节能减耗能极大地提升电厂产能效率，增加企业收益。伴随电力行业的高速发展，汽轮机节能降耗已然一跃成时下电力公司探讨的焦点。然而，节能降耗是一条长远的道路，且有多种路径去实现，因而可由设施、管理、技术改造这些方面去多层次开展汽轮机节能减耗工作，全面地去剖析各生产环节，仔细找出节能减排进程中可能出现的漏洞，意识到这项工作的关键性，增加电厂产能收益，以期带动整个行业健康发展。
1 汽轮机的工作原理
汽轮机是把具有一定温度和压力的水蒸汽作为工质，将蒸汽的热能量转换成机械能的回转式原动机，它是一种旋转式的动力机械设备，是火电和核电的主要设备之一，用于拖动发电机发电，在大型火电机组中还用于拖动锅炉给水泵。按照热力性质分为凝汽式、轴汽式、背压式和饱和蒸汽汽轮机等类型。就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。除了凝汽式汽轮机，还有背压式汽轮机和抽汽式汽轮机，背压式汽轮机可以理解为没有低压缸和凝汽器的凝汽式汽轮机，它的出口压力较大，可以提供给供热系统或其它热交换系统。抽汽式汽轮机则是指在蒸汽流通过程中抽取一部分用于供热和或再热的汽轮机。我国发电模式以火力发电为主，而火电厂汽轮机主要使用大自然中存在的不可再生的煤炭、石油、天然气等自然资源作为燃料进行生产。首先将燃料放在锅炉中燃烧使水加热升温直至变成蒸汽，将蒸汽通过主汽阀和调节汽阀进入汽轮机内，然后再通过一系列环型安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将热能转变为机械能，通过联轴器驱动发电机进行做功发电，膨胀后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至锅炉加热器加热成蒸汽，如此循环，这就是火电厂汽轮机的生产发电过程。
2 影响电厂汽轮机损耗高的主要因素
2.1汽轮机中冷凝器问题
①电厂汽轮机中空冷凝器在运行中，如果运行环境风沙较大，较长运行时间以后就会有大量风沙尘土等堆积在凝汽器的翘片处，导致翘片管上的热阻不断增加，严重阻碍其传热性能和通道。当其处在负风压区域时，会导致风机吸入一定量的空气，阻碍流通，并在一定程度上降低传热效果，腐蚀相应的管道及设备。当在冬季时，空冷凝器由于流量不均衡，会导致汽轮机不能正常运行，造成运行效率大大降低。
②电厂汽轮机中的水冷凝器在运行过程中，由于冷却水水质差问题，会导致汽轮机运行中的凝气管产生比较严重的结垢问题，使汽轮机排汽换热效果大打折扣。同时，会使其耗水量大，在冷却塔中会有大约90% 的含水量被蒸发；另外，凝气器的泄漏问题也是影响汽轮机损耗高的一个因素。如果发生泄漏，会造成冷却水进入到凝结水中，或者进入锅炉中。长期以往，水质会逐渐超出限值的标准，且长时间处于超标状态而导致锅炉水冷壁发生结垢现象，严重情况下甚至会导致其发生腐蚀，使锅炉水冷壁出现爆炸等一系列问题，使生产安全性大大降低，造成巨大的经济损失及人身安全影响。
2.2汽轮机中轮机组汽缸问题
汽轮机组汽缸是电厂汽轮机的外壳，其主要作用是将大气和汽轮机中的通流部分(转子、喷嘴等)隔开，确保蒸汽在汽轮机中完成热能转换成机械能。同时汽缸和排汽、进汽以及支撑座架等管道相连。运行过程中气缸内部会产生很高的温度，其热量会向外缸辐射，这时，就需夹层汽流对其进行冷却。当汽轮机启动冷却后，夹层汽流则会由原来的冷却作用变成加热，使得汽缸工作效率影响汽轮机的能量耗损，如果这时汽缸运行出现问题，其能量耗损会更大。所以，轮机组汽缸对汽轮机的热能消耗影响是非常大的。
2.3汽轮机组能源消耗高
汽轮机是电厂发电的原动机，是非常重要的设备，它能有效实现电能、热能和动能的转化。汽轮机的运行需和其他相关设备(发电机、凝汽器和锅炉等)配合一起运行，才能将其功能最大程度地发挥出来。汽轮机耗能高和许多因素有关，比如外缸和喷嘴室变形、轴端汽封漏气等。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆汽轮机运行过程中，其低压缸的出汽边极易被腐蚀，给气压阀带来损伤，导致蒸汽发生泄漏，耗能增加。此外，冷却水温度过高、运转负荷和参数发生变化等均会使汽轮机能源消耗量增加。
3 电厂汽轮机节能降耗的主要措施分析
3.1提高好凝结器真空性能
凝结器是汽轮机中的重要组成部分，凝汽器真空性能对汽轮机的运行有着严重的影响。所以，提高凝结器真空性能，是保证汽轮机正常、安全运行的重要举措。具体应从以下方面着手：一是确保汽轮机机组具有良好的封闭性，这是保证凝结器真空性能的基础条件。了解凝结器真空状态后，采用灌水方式检查凝结器是否存在泄漏情况，若是存在必须及时进行处理。二是对水泵运行状态、水温、水箱水位等情况进行严格的检查并加以控制，确保处于合理范围之中，实现水的循环利用，做好水垢清理，以此保证凝结器真空性符合要求。三是严格检查并控制循环水水质，若是循环水水质中存在大量水垢、杂质，就必定会危害到凝结器的正常运行，所以，为了避免该情况出现，就需要定期对水质进行观测，并及时对管道中的水垢进行清理，从而保证管道较高的换热效率。
3.2给水温度控制
汽轮机中的给水温度与燃煤用量和燃煤效率有着密切关联。若是汽轮机中的给水温度不符合要求，就会导致汽轮机中的给水温度量增加，进而使得排烟量上升，造成大量的热损失，因此，控制好汽轮机给水温度非常重要。严格按照规范要求控制好燃煤添加量与添加速度，以此，确保给水温度始终处于合理范围内。及时对高压管道进行清洗，确保管道内无污垢，以此保证供热效率。同时，加强管道建成，确保管道不存在泄露，避免热能的损失。进行供热漏点检查前，必须保证下水室封闭性良好。加强汽轮机给水温度控制，是降低能耗，保证汽轮机安全运行的重要内容。
3.3 对汽轮机的启动、运行和停机程序进行控制
电厂可通过加强对汽轮机的启动、运行以及停机进行控制，让汽轮机在提升工作效率的同时，还能有效降低能源的消耗。通常情况下，汽轮机启动所需的冷态气压值在2.5~3.0MPa；凝汽器真空压力在- 50~40KPa 范围内;温度在270℃ ~300℃之间。其启动过程中需先预热，所以能源消耗会增加，发电成本也会提高。对此，在启动汽轮机时，应采用先开旁压方式，让其压力维持在2. 0MPa 上下，在此条件下，再打开真空门，让其真空压力值控制在合理范围内。之后通过增加蒸汽量的方法提升暖机速度，将汽轮机启动时间缩短。在电厂汽轮机运行中，要想在维持锅炉中水循环良好的条件下，提升燃料效率，达到节能降耗目标，可通过定、滑、定方式实现这一目标。通过这种方式，能在汽轮机机组负荷稳定性不好的情况下，实现汽轮机一次性成功调频需要，提升汽轮机机组能源使用率。一般情况下，汽轮机只有在检修时才能停机，所以，停机过程中，电厂相关人员应对其各关键部位进行细致且全面的检查，并根据实际情况和使用需求设置准确、合理的相关参数，确保汽轮机停机时其他设备不会由此受损，使其使用寿命延长。对汽轮机的启动、运行和停机进行科学合理控制，提高其工作效率，实现节能降耗目标。
3.4 优化调整汽轮机作业
通常以定-滑-定的顺序操作汽轮机，这样可确保系统高效作业之外，节省工作能耗，应当在作业形式上想办法改进，像增大流转截面等，若系统负荷过低，则可选择低水平恒压控制手段，实现水泵轴瞬时转速、燃烧、水流动这些环节的平稳运行。较之中间负荷，理当联系现实条件去控制负荷，保证气阀门始终在滑压条件下作业。此外，理当降低加热器差值，适当调整设施水位，并在系统高负荷作业的情况下，一定程度增加汽轮机主气温和压力，以实现提升水温和产出的目标。慢速预热结束之后，先检查机组所有设施就绪，然后慢慢开启主气路提速，运行40-80 分钟，核查油温、油流、压差这些参数正常与否，同时查看泵作业是否合格，监听系统内有无摩擦，由此去判断接下来如何安排工作。
3.5 汽轮机设施改进
展开汽轮机组内设施革新工作也是节能减耗的关键手段之一，而机组内凝汽器便是整个单元最为重要的一环，能极大程度地改善汽轮机作业效果，因而一定要展开汽轮机组革新工作，可考虑由凝汽器真空状态、循环水温度及差值几点来革新，减少汽轮机修筑次数，节省其关闭耗时，达到节能减耗。其中，可利用曲线判断拟定汽轮机各项参数。国内冷态启动时，一般保持压力始终处2.5-3.0MPa，封顶不超过400℃。因其开启耗时过多，加大了电厂电耗，阻碍了机组正常运作。
3.6 定期清理高压管道
当高压管道内部的水呈现低温状态时，则需要大量的燃料来对管道进行加热，在加热的过程中将会产生大量的烟，所以一部分的能量会注定浪费。由此可见，水温的高低调节优化工作很有可能会对燃料是否充足有着十分密切的关系。因此，在对水温加热过程中要适当考虑燃料是否合理和适量，并对高压管进行合理的分析和管理，从而让热传递效率和汽轮机供热功率保持较为不错的水平。
3.7 密封系统优化形式
汽轮机在运行过程中，热能的损耗是不可避免的事情。所以，为了能够让汽轮机的效率达到较高的目标，就应该利用一定的方式将热能的损耗降到最低。而降低热耗的最好方式，则是让汽轮机保持一定的密封性。除此之外，还要对凝汽器和相关阀门等设备做出相应的要求。
3.8 回热加热器优化
给水回热加热是从汽轮机的某些中间级抽出部分做过功的蒸汽，送入回热加热器中加热锅炉给水的过程，与之相对应的热力循环称之为回热循环。回热加热的作用是为了提高锅炉的给水温度，使工质在锅炉内的平均吸热温度提高，提高了热经济性，并且回热抽汽没有进入凝汽器，使汽轮机的凝气流量减小，减小了冷源损失，提高了汽轮机的效率。所以回热加热器在火电发电机组中有着重要的作用。优化汽轮机的不同级别抽汽，当抽汽压力变高时，该级抽汽能级将会更高。
总之，随着电厂及发电技术水平的快速发展，对于汽轮机节能降耗提出了更高的要求。当然汽轮机节能降耗问题涉及范围较广且非常复杂，因此需要在实践工作中，不断优化和改良现有汽轮机设备，在提升其安全性能和可靠性能的基础上，综合考虑，全面分析，制定具体可行的节能降耗策略，确保水温能够处于理想的状态，同时在汽轮机的控制环节中加强管理并定期检测，以稳固汽轮机节能降耗的成果，最终为企业可持续发展和综合竞争力的形成奠定基础和保障。
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论文作者:李永强
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2018/12/28
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