张宏旭
陕西榆林能源集团横山煤电有限公司 陕西省榆林市 719300
摘要：文章介绍火电厂汽轮机运行节能降耗的必要性以及可行性，分析其热力系统存在的问题以及运行中的能损问题，不仅针对这些问题提出了相应的处理对策，此外,还提出了其他有效的汽轮机运行节能降耗措施。
关键词：发电厂；汽轮机；节能降耗
1引言
目前世界各国对环境保护的重视程度在不断增加，针对火电厂提出的环保标准也在不断提高，我国也针对火电厂提出了超低排放的要求以及机组能耗的最低要求。具体地说就是要满足燃煤发电机组的能耗在310g/kW·h以下的要求，而且对于机组容量在600MW以上的机组还提出了更加严格的300g/kW·h以下的要求。为了满足上述要求就需要针对目前火电厂汽轮机组能耗高的原因来寻求相应的节能降耗的有效措施。
2汽轮机概述
针对目前火电厂中汽轮机组运行能耗较高以及上述机组能耗的要求，需要从技术以及经济方面来对其节能降耗的可行性进行分析。一是从技术方面来说，早在上个世纪我国就开展了诸多改进和创新工作来降低其运行中的能耗，并且提升其热效率及能源转换效率，此外也在汽轮机组运行安全稳定性提高方面起到了重要作用。从技术层面上，我国已经具备了针对火电厂汽轮机组进行节能降耗技术改造以节能的基本条件。二是从经济方面，在对火电厂汽轮机组进行节能降耗技术改造前，需要对技术改造的资金投入与成本收益进行分析，尽量确保收支均衡，在满足技术改造的节能降耗要求的基础上尽量提高技术改造的经济性。
3热力系统存在的问题和影响，汽轮机的热力系统的能损分析
3.1水冷凝汽器中的问题
对于开式循环冷却的湿冷机组，首先就是所用的循环冷却水水质比较差的问题。在冷却水中还有一定量的杂质，不仅会在凝汽器运行中容易出现钢管壁结垢的问题，而且会降低汽轮机的排汽换热运行效率；其次就是具有较大的耗水量。主要表现在目前的火电厂汽轮机组中，大部分的水在机组运行中在冷却塔中被蒸发消耗掉，不仅如此，在蒸发消耗这些水的同时也带走了大量的热量，造成了水资源以及热能等资源和能量的严重浪费问题；最后就是凝汽器的泄漏问题。凝汽器发生泄漏问题不仅会导致冷却水进入锅炉中而降低锅炉给水质量以及汽水质量，导致出现盐分超标以及酸性增加等问题。此外，凝汽器运行中还容易出现调节汽门以及主自动汽门的严重积垢问题，这就会导致调节汽门和主自动汽门卡涩而导致机组超速的问题，甚至汽轮机叶片出现结垢积盐现象。
3.2汽轮机本体方面的问题
在对火电厂汽轮机组进行节能降耗诊断时，容易出现汽轮机各汽缸都无法实现内效率达标的问题，而且此问题在低压缸中最为显著；此外还有汽轮机通流时出现的温度与压力值都相对较高的问题；还存在轴端、平衡盘以及不同等级的通流汽封性能较差的问题。在存在上述问题时，就会导致在火电厂汽轮机组运行中出现热耗率与设计值存在较大差异的问题，这主要就是由于汽轮机缸效率比较低而引起的，表现为整个汽轮机组的煤耗过高。
3.3热力系统方面的问题
火电厂汽轮机组的热力系统及其辅助设备在运行中一旦出现故障不但会影响汽轮机组的正常以及安全运行，而且还会降低机组运行的经济效益。而其中的热力系统运行中比较容易出现的问题和故障主要有以下几点：一是冷却端的设备配置不够齐全，而且表现出凝汽器真空度不足的问题；二是出现回热系统的加热差值过大的现象，导致出现加热器运行水温出现异常的问题；三是对疏水系统的设计不够合理，出现阀门的明显内漏问题；四是机组热力系统的结构比较复杂，重点是存在较多的冗余而导致内漏事故概率的增加以及能耗的增加。
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4解决上述问题的技术方法及措施
针对本体方面问题的措施。本体方面有汽封形式，进行检修工艺的改造；汽轮机本体监测测量系统等，这些方法主要解决的是汽缸温差大和汽缸变形等问题。对于热力系统方面问题的措施。简化系统和设备；优化管路的连接；消除阀门外漏并且尽可能减少内漏；合理的布局便于以后检修。全面改造疏水系统通过合并，取消，改变流向来减少其热损失；改变操作方式及阀门配置防止发生泄漏。对冷端系统的处理。其目的是优化冷端系统达到最大的经济性，在一定负荷和循环水进口的温度条件下。
5火力发电厂汽轮机组节能降耗的其他措施
5.1降低冷却水温
火电厂汽轮机组目前主要采用的冷却水循环方式有开式循环和闭式循环两种方式，对于前一种方式来说，冷却水的水温主要与外界的自然条件因素有关系，但是对于后一种方式来说，不仅会受到外界自然条件因素的影响，而且还受到设备运行情况的影响。因此为了确保冷却水水温满足要求，不仅需要定期对冷却水温度以及影响冷却水温度的影响还有水质进行检查，还要根据实际情况来决定是否要采用一定的药品来对水质进行改善。此外，在冷却水塔运行中如果出现故障时也会导致出水口温度的升高，这就需要在冷却水塔运行中要严格执行和落实维护责任制度，对水塔内部的填料、喷嘴以及排水槽等运行情况进行定期检查，避免由于发生局部堵塞问题而导致冷却效率下降的问题。
5.2汽轮机组本体优化措施
一是对汽轮机体及其附属设备的安装质量进行把控。尤其是在汽轮机组安装中进行通流部分间隙的控制，而且在汽轮机组运行检修中也要针对此指标来进行重点检查和调整。二是针对汽轮机组叶片的改进优化。不仅为了降低汽轮机组运行中的二次流损失来实现热效率的提升，需要对传统的叶片采用新型高效变截面扭曲型叶片进行替换，而且采用整圈自锁阻尼型长叶片来对原有的低压磁末级拉筋型动叶进行代替，实现末级叶片运行安全性的提升。三是对汽封结构进行改进。不仅为了对漏气损失进行降低而将原有的高压叶片顶部两齿平汽封形成改进为四齿高低齿汽封结构，而且为了对动叶顶部间隔进行减小以及对漏气量进行减小，对低压末级以及次末级动叶顶部进行汽封的增加，实现各级效率的提升。四是对缸体进行改进。就是为了实现对各缸工作效率的提升而优化改进各级内缸以及静叶。五是对调节级进行改进。就是为了对漏汽损失进行减少，不仅适当增加叶顶汽封齿数量而且选择高效平衡动叶并对动叶围带结构进行改良，而且还为了对二次损失进行降低，还要在对静叶进行选择时使用子午端壁型线的静叶。
5.3确保凝汽器的最佳真空状态
为了确保汽轮机运行中凝汽器可以保证其真空度处于最佳状态来确保排汽冷却凝结成水的效率，以及为了增加做功而确保汽轮机内部的蒸汽发生膨胀比大气压低来实现节能降耗的目的，就需要采取以下措施来确保凝汽器的真空状态：一是对冷却面进行定期清理，确保冷却面具有最佳的传热效果。二是降低科学冷凝器的热负荷,以有效地提高其热效率。此外，还可以通过将雾化式喷头安装在凝汽器喉部位置的方式来对部分凝汽器凝结热进行有效吸收。
6结语
在从技术层面以及经济层面对火电厂汽轮机组进行节能降耗改造的可行性进行分析之后，对目前火电厂中汽轮机组热力系统存在的问题和影响，汽轮机的热力系统的能损进行分析，并针对水冷凝器、汽轮机本体以及热力系统运行中存在的问题，提出了要降低冷却水温、改造和优化汽轮机组本体、确保凝汽器处于最佳真空状态等节能降耗措施来提高火电厂汽轮机组的运行效率、降低其运行能耗，满足国家相关部门对火电厂汽轮机组提出的节能降耗的要求。
参考文献：
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[2] 唐先勇. 燃气发电厂汽轮机运行过程中节能降耗的实现[J]. 技术与市场，2016（9）：21-22.
[3] 伊国义. 基于等效热降法的HDHS 发电厂汽轮机热力系统经济性分析[D]. 吉林大学，2015.
论文作者:张宏旭
论文发表刊物:《科技新时代》2019年2期
论文发表时间:2019/4/10
标签：机组论文; 汽轮论文; 汽轮机论文; 火电厂论文; 节能降耗论文; 凝汽器论文; 系统论文; 《科技新时代》2019年2期论文;