摘要：火电厂汽轮机组的节能减耗对于行业乃至整个社会的发展都具有重大的意义，用科学有效的方式节能减耗可以使社会经济稳步发展。然而寻求节能减耗的过程不可能一蹴而就，这必定是一个循序渐进的过程。因此我们应该不断探索新的科学有效地方式，根据实际情况制定方法和对策，在不断的实践中检验真理。对现有的汽轮机组等设备进行优化升级，提高它的性能，最大的发挥起作用。同时也要完善监测方式，提高相关人员的工作素养，减少故障、规避事故，为火电厂汽轮机组的高效工作贡献力量。
关键词：火力发电厂；汽轮机组；节能降耗
引言
目前，在汽轮机节能降耗领域推出多种各具特点的新技术与新方法，收到了可观的经济效益和社会效益。相信随着自动化技术、智能控制技术的不断发展，同样也随着节能减排理念的不断推广，火电厂的能耗水平必然会得到进一步的优化与改善，为我国的工业生产和百姓用电提供更可靠的保障，实现电厂经济以及社会利益双赢。
1发电形式
电厂建设过程中，需要充分应用一次能源，对其进行科学转化，以电能形式输出。在社会不断发展过程中，我国发电形式也出现了很大程度的变化，在我国传统发电厂建设过程中，通常将燃煤作为发电的主要能源，但是，煤矿资源属于不可再生资源，同时会造成一定程度的污染，在现代人生态意识不断提升和我国发电技术发展过程中，水电、风电、核电等新型发电方式的合理应用能够在很大程度上推进我国生态环境建设，作为清洁能源，现代人对太阳能应用逐渐加强重视，各个国家也开始应用太阳能进行发电。。
通常情况下，火力发电厂需要在对煤进行加工之后将其送入锅炉燃烧，锅炉内的水随着煤的燃烧逐步升温，形成高温高压过热蒸汽，过热蒸汽对汽轮机叶片造成一定程度的冲击，使其开始转动，从而带动发电机进行发电作业。火力发电厂主要将大量可燃物燃烧，首先由化学能转化为蒸汽内能，随后进一步转化为机械能，最后形成电能，如果不能对其进行科学有效的处理，会在一定程度内污染大气环境。
2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护工作量。
3火力发电厂汽轮机组情况概述
3.1火电厂汽轮机组主要特点
火电厂设备的两大主机为汽轮机和发电机。汽轮机组，顾名思义它以蒸汽为工质，把热能转化为机械能，以此供应发电机的发电需求。
1.热效率高
在汽轮机组中，供热机组的热效率可达80％，凝汽式机组的综合效率也有40％，热效率非常高，可以给发电机提供持续能量。
2.使用寿命长
汽轮机组的使用寿命长，耐用，燃烧材料的小差异并不会造成太大的影响，因此可以选用价格比较低廉的材料，也能正常提供热量。
3.稳定性高
汽轮机组的稳定性高，因此在机组的运行中，出现安全事故的可能性比较低，使用寿命也长。一般情况下维修周期长达三年，少维修将带来更高的设备利用率。
4.单机功率大
火电厂的汽轮机组可以做到持续工作，工作效率并不会降低，因此汽轮机组的单机工作效率也很大。
5.热经济性高
由于汽轮机组的功率高，能耗小，制造的热量也很高，因此的热经济性也比较高。
3.2火电厂汽轮机组工作原理
火电厂的汽轮机都属于持续做功的回旋机械，它在产生蒸汽之后可以将热能转化为机械能给发电机提供能量，在此过程中主要涉及到两种原理：
1.冲动作用原理
冲动作用原理指的是在汽轮机中的高速蒸汽通过叶汽道时产生的气流会推动叶片转动，这样一种由于气流方向发生改变之后产生的冲动力将产生机械功。其基本特点是只有叶片的方向发生了改变。
2.反动作用原理
与冲动作用原理相似的是，反动作用原理也是由热蒸汽通过叶汽道时发生的作用，进而推动叶片旋转做功。不同之处是蒸汽在叶道中发生的是膨胀与加速现象，这样产生的力使叶片做功。
4能耗影响因素的总结与研究
4.1汽缸的工作性能
汽缸是汽轮机内的主要零部件之一，在发电流程中起到了密闭隔断的作用，将蒸汽封闭在机组内部，进而通过蒸汽热能带动机组做功转，实现热能到机械能的转换目标，因此在气缸的外周配套有多种类型的管道，实现排汽、进汽以及回热抽汽等工序任务。在发电的过程中，汽轮机内缸与内部蒸汽直接接触，因而有大量的热能传导至缸壁，继而辐射传导至外缸，成为了主要的热能消耗因素。因此在设备的设计方面，在两层之间设置夹层气流，以减少该类能耗。
4.2运行机组通流性
汽轮机组的工艺流程需要保障蒸汽的顺利流通，从这一角度分析，流通效率越高，在此过程中出现的能耗就越小，从而实现良好的节能效果。根据长期的实践经验来看，良好的通流性是对于火电厂汽轮机组的顺畅运转，实现各个工艺环节的无缝衔接是非常重要的，需要科学的调整运行机组内的通流面积以及汽流量，从而实现提高汽轮机缸内工作效率和做功水平的目标。
4.3工作环境的影响
对于火电厂汽轮机组的工作效率与能耗水平起到影响的环境因素主要包括气压与温度两种。在汽轮机组的工作过程中，汽轮机的汽缸会在燃料持续供应的情况下，产生更大的喷水量和空气比重，这些环境因素的改变将会带来明显的热能消耗的提高，从而影响汽轮机组的做工效率。
5汽轮机组节能降耗优化措施
5．1机组运转状态调整
发电厂节能工作主要应在加强运行管理和设备改造等方面采取措施，由于设备改造需要工期长、投资大，大部分需要在大修期间完成，虽然节能效果较为明显，由于受时间、费用限制不能及时实现。管理降耗则是在现有设备系统的基础上，根据试验结果和运行经验，制定可行的操作措施来挖掘潜力，在日常操作中加强运行调节来实现节能降耗的目的，具有费用少、见效快、效果好等优点。
主要有以下三方面：第一，采用滑参数停机模式。以汽轮机组的运作特征为基础，采用滑参数停机模式，可以保持机组内部零件的正常温度，发挥锅炉余温，减少热能损失的同时，还可以加大电力需要，避免加大机组运转维护负担；第二，灵活运用不同的运行模式。在机组自身稳定的情况下，尽量使用定滑模式，当机组处于低负荷运转状态时，采用低程度定压方式，为了确保锅炉能够稳定、安全地燃烧，可以结合优良的水循环系统。另外，还应当给予配汽模式以重视，合理控制喷嘴状态，确保机组的运转状态。第三，控制真空压力数值。在机组开始启动运行时，将真空压力调整至－80～－85kPa的范围内，迅速提高汽轮机的蒸汽量，减少升温时间，提升开机速度，实现降能。
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5.2控制汽轮机给水温度
在汽轮机的运行过程中，汽轮机水温对汽轮机的运行有直接的影响。水温越高，汽轮机消耗的能源越少，排放量也会减少。水温降低时，汽轮机消耗的能源会增多，排放量也会增加。因此，在电厂汽轮运行过程中，运行人员应对水的温度进行控制，调整加热器的水位，确保端差在正常范围内。因此，运行人员要关注加热器的水位，保证其处于正常位置。此外，还要利用机组检修时间，对各加热器进行有效清理，对钢管进行定期检查，明确钢管密封性，保证换热效果。还有采取合适的保温材料，一方面达到散热的目的，另一方面也能减少热的损失。还需要定期清理汽轮机本体疏水系统，避免出现堵塞事故。
5.3积极做好维护工作
在实际的操作过程中，运行人员应严格依据规程规定以及操作票流程进行汽轮机的开机和操作，同时实时监控主、辅机的运行状态，精确控制汽轮机组的各项运行参数，确保设备处于最佳运行状态，降低能耗。设备管理人员应该积极为汽轮机组的维护管理工作，建立对应的维护管理、检测修理措施，开展定期检测管理作业，及时排除一切安全隐患。
5.4控制阀门内漏
阀门内漏是汽轮机组运行中容易造成故障的外部原因之一。不仅容易影响运行效率，还有可能会造成事故。因此，在控制阀门内漏的过程中时需要从设计初始就严把关，严格遵守相关的技术标准，从而保证阀的质量过硬，性能有保证。其次当企业在进行阀的采购时要选择质量过关的阀，不能使用假冒伪劣质量不过关的产品投入生产。而企业的相关检修人员也应该恪尽职守，按时按规定进行检修，保证阀的运行正常，及时更换破损或不能使用的阀，减少阀门内漏的情况出现，保证设备的稳定运行。
5.5汽轮机组改造
当新的技术革新时，汽轮机组的节能减耗功能也将越来越强大。优化的主要方面为结构优化和设备优化，通过提高新设备的性能来提高运行效率，从而减少发电能耗。同时重视凝汽设备的改造，减少运行故障的出现，进一步提升效率。应该根据自身情况，当科学技术不断提高时，引进优化之后的设备进行工作。
5.6改进汽轮机的启动
①需要进行设备启动时间的合理规划，启动过程中合理安排各辅机运行方式，降低辅机耗电率。
②需要确保汽轮机启动时，具有更高的安全性，为了对其进行更高程度的保障，在设备启动之前需要全面检查汽轮机，同时还需要针对汽轮机运行机制和内部构造进行有效的启动预判，确保能够提前发现汽轮机启动时可能对其启动时间造成影响的各项因素。同时，为了实现启动时间的进一步控制，还需要科学处理疏水系统，通过有效增加疏水点数量，实现暖管时间的有效缩短，进而使汽轮机启动时间得到有效缩短[3]。除此之外，运行人员需要在冲转汽轮机过程中充分进行暖机，在一定程度内提升汽轮机各部分温度，实现暖机时间的有效控制，进而节省启动时间，在机组并网之后，还需要尽快按要求接带负荷。
③需要确保合理进行疏水排放。在机组启动时，为了确保有效降低汽水排放量，必须更为有效的应用凝疏管道。在此过程中，运行人员需要通过应用开高低压旁路方式控制汽轮机压力，同时还需要手动降低凝汽器真空，确保汽轮机压强能够最大限度满足作业需求，从而实现暖机速度的有效提升。对汽水进行更为有效的回收利用，以此为基础进行决策，确保其合理性和经济性。
5.7保持凝汽器的最佳真空状态
提升真空系统的严密性。真空系统的严密性保护是十分重要的，关乎真空系统能否维持在一个稳定的数值内，尽量做到丝毫不漏，这就要求相关运行人员查看运行参数，定期进行比对，检修人员定期检查真空系统和凝汽器是否发生泄露，一旦出现就必须尽快解决。
降低冷却水温。根据机组负荷、环境温度、开式水温、真空等情况及时启停循泵，调整循环水系统。坚持凝汽器循环回水微负压运行原则，通过调整凝汽器循环水回水蝶阀开度，保证凝汽器循环水回水微负压运行，降低循环水泵电机电流。调整闭式循环水系统，使其水温处于良好状态，保证冷却效果，定期的检查和维护是非常有必要的。及时记录各个部位的工作状态，并且进行记录和及时的处理。
5.8合理配置参数，对热力系统运行状态进行优化
对于任何工艺设备而言，其合理的参数配置都将显著提高该设备的运行表现，汽轮机热力系统同样需要在该环节进行科学的优化，借助各种监测工具，以及长期的实践经验，实现最佳的参数组合，不仅可以提高汽轮机的整体性能，还可有效减少能量的额外消耗，提高整体的节能效果。为了实现这一目标，需要灵活根据热力系统的位置以及管道走向进行优化与调整，确保将热能损耗降低至最低水平；优化中压外下缸以及高压外下缸的疏水系统和高加疏水方式，确定最佳的参数组合。
5.9改善汽轮机的停机
我国在应用汽轮机过程中，无论是由于故障导致停机还是正常状态下停机，在进行停机作业时普遍选择使用滑参数停机，通过科学应用该种方法能够确保更为有效的应用汽轮机，对锅炉余热进行更为充分的应用，能够确保在实现节能的同时进行更为迅速的降温，确保能够对汽轮机进行更为及时的检修。
6其他节能提效治理策略
强化生产过程的节能管理，重视生产环节的节能控制。从燃料、水、蒸汽进汽轮发电机做功发电，每一环节都应采取最为合理的节能方案，运行人员应努力提高运行水平，积极推进节能技术的创新，探索最优化的节能燃烧方式，加强运行工况的随时调整，在降低煤耗的同时，控制好汽温汽压两大指标，保证蒸汽品质良好。尽量提高锅炉给水温度，降低汽机排汽温度，维持经济的凝结器真空，合理调节好用汽用电负荷等等，从而全面提高运行的经济性。
加强设备缺陷管理，加大节能技改和技术创新力度。对存在能耗问题的设备及时进行改造或消缺，以提高其工作效率。淘汰或更新一些陈旧或能耗高的设备，大力引进一些先进的节能设备。
重视日常的设备检查，对于一些阀门的漏水、漏汽、漏油，或者一些管道的保温不好等现象应进行全面及时的消除，以减少各种能量及资源损失，最大限度地保证设备健康、经济地运行。
结束语
电力消耗一直是中国这样一个工业大国正在面临的重要议题，随着近些年我国经济的飞速增长，电力消耗也水涨船高。而作为我国电能的主要提供者，火力发电厂将不断提升发电量以应对社会日益增长的需求。近些年来，为响应国家关于可持续发展的号召，火电厂需节约非可再生资源，因此火电厂汽轮机组的节能减耗方法越来越获得相关研究人员的重视。如何科学有效地进行最大限度地节能减耗、提升使用效率、优化火电厂汽轮机组的运行、获得更高的经济效益等是我们面临的主要问题。
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论文作者:王坤
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/13
标签：汽轮机论文; 机组论文; 汽轮论文; 火电厂论文; 节能论文; 蒸汽论文; 设备论文; 《电力设备》2019年第3期论文;