摘要：发电厂在进行电力生产期间要应用燃料来发电，由于燃烧的燃料量多，所以作为电能生产过程中重要设备的汽轮机，在运行时易发生的能源消耗量大问题不可忽视，该问题长时间存在导致发电厂的电能生产成本较高，基于此文章对发电厂汽轮机运行期间的耗能现状进行了概述，提出了几方面有助于设备运行节能降耗效果实现的对策。
关键词：发电厂；汽轮机；节能；降耗；策略
1发电厂汽轮机运行耗能现状
发电厂汽轮机运行期间，存在着较为严重的耗能问题，导致大量燃烧燃料利用率较低，浪费严重，总结发电厂汽轮机耗能问题类型，主要为：汽轮机本身，汽轮机与其他发电机组共同运行期间，如果出现设备结构本身的外缸变形、汽封漏气（轴端）、气压阀损坏所致的蒸汽泄漏、喷嘴室变形、冷却水温度高、运行参数异常等情况，便会导致汽轮机工作时所需的能源较多；冷却塔，如果冷却塔在应用过程中出现了喷孔、喷头无法匹配及喷头塞住等异常时，便会导致塔内回水温度远高于标准温度，进而使得汽轮机工作时的排汽温度出现异常改变，增加了汽轮机运行所需的能源消耗量；汽轮机凝汽器，当汽轮机该装置运行工作时作业环境中存在着较多的沙尘，那么凝汽器经过长时间的运转，便会出现沙子、灰尘在装置翘片处的大量堆积情况，进而随着凝汽器运行时间的延长，使得翘片处会生成较大的热阻，无法正常传热，便增加了能源消耗量，并且若冷凝管道内凝集有较多含有溶氧的凝结水时，会对管道传热效率造成干扰，使得汽轮机在能耗较高的情况下，出现工作效率低的问题。
2电厂汽轮机结构组成及其工作原理
一般火力发电厂中使用的汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功，具有单机功率大、效率高、寿命长等优点。汽轮机的本体结构分为固定部分和转动部分两大类。其中，固定部分包括气缸、滑销系统、隔板、喷嘴、汽封、轴承等一些固定零部件；转动部分主要包括主轴、叶轮、叶片、拉筋、围带等紧固件。汽轮机的工作原理是将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械，将来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。
3影响汽轮机运行时的节能降耗效率的因素分析
3.1汽轮机主蒸汽压力和温度的影响
汽轮机主蒸汽压力和温度的变化对汽轮机的运行效率有着重要影响，当主蒸汽压力下降时，会导致主蒸汽流量增加，从而增加了汽轮机组的蒸汽损耗，若主蒸汽压力过高，虽然会提升汽轮机组的运行经济性，但也有可能导致汽轮机组过负荷，并造成喷嘴和叶片的损坏，从而威胁到汽轮机组的运行安全。而主蒸汽温度降低，会导致末级叶片的湿度增加，不仅会带来湿气损耗并降低汽轮机组运行效率等影响，还会加剧末级叶片的冲蚀作用，从而影响到汽轮机组运行的安全性。
3.2凝汽器端差的影响
凝汽器端差受诸多因素影响，其中最重要的就是凝汽器真空。凝汽器真空下降会对汽轮机组运行效率带来重大影响，而导致凝汽器真空下降的原因有很多，比如，冷却水温由于环境影响而升高；凝汽器管束等结构受脏污影响而降低了传热效果；冷却水供给中断或水量不够而引发的冷却水温升高等。而凝汽器真空低所带来的影响主要有：排汽压力升高使得焓降减少，不仅会降低汽轮机组的运行效率，还会导致排汽流量减小，从而影响到末级叶片的运行以及增加末级叶片的损坏几率。
3.3汽轮机出力系数
汽轮机在正常运行的过程中，汽轮机出力系数对其具有十分重要的影响。从我国耗电量的情况来看，电力系统在夏季时，整体的耗电量变动会相对较大，由此产生了大量的电力负荷，从而形成了电力峰值。汽轮机组在正常运转的过程中，就必须根据电厂负荷发生的变化，对汽轮机组进行及时有效的调整。另外，空气冷却器也会对电能消耗产生较大的影响，如果汽轮机组受到风沙堵塞或者溶氧量超标的现象，那么就会在一定程度上降低汽轮机组的运行效率，从而导致不必要的电能消耗情况发生，增加能源的消耗。
3.4汽轮机缸效率
汽轮机缸效率，主要指的就是汽轮机将其他形式的能源转换为电能所产生的效率，称之为汽轮机缸效率。影响汽轮机缸效率的因素分为多个方面，而且，在汽轮机实际应用的过程中，如果缸效率出现下降的情况，那么汽轮机的耗能也会由此增加。通俗来讲，就是汽轮机的耗能同缸效率之间呈现正比的关系，并且，随着汽流面积的不断增加，其汽流量也会由此增加，进而达到节能减排的目标。
3.5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。
4汽轮机运行中的节能降耗措施
4.1加强对给水温度的控制
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。
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4.2机组运行方式调整
为了对汽轮机组的节能降耗进行研究，必须利用高科技的手段来研究，不断创新发展，以汽轮机的通流为研究对象，对其运行环节进行优化，例如启动、运行和停机等运行状态对汽轮机组的影响，主要影响分为三个方面：第一，利用滑参数停机。运行人员要根据汽轮机的运行特性采用滑参数停机方式，这样可以保证汽轮机零部件的温度，利用锅炉的剩余的温度来减少热能的损失，可以避免降低电机组的运行效率。第二，采用不同的运行方式。汽轮机带负荷运行时，尽量使用“定-滑-定”的变压运行模式。如果汽轮机运行处于低负荷状态时，要采用低程度的定压调节方式。汽轮机在高负荷运行时，应采用合理的配汽模式，控制喷嘴在合理的工作状态，提高汽轮机热效率。第三，真空压力值。机组在开始运行时，为了立刻提高汽轮机的蒸汽数量，必须把真空压力数值调整到较低的范围之内，这样就能够控制升温的时间和速度，有效实现降能标准。
4.3改进汽轮机的启动
（1）安排合理有效的启动计划，汽轮机的启动需要提前制定合理的规划，提前预测各种问题的可能性，有疑难问题的要根据科学有效的方法进行解决，计划是否成熟决定着汽轮机启动是否顺利。（2）保障启动时操作安全问题，需要全保汽轮机启动时，必须为汽轮机做一个全方位的检查，想要把启动时间得到控制，必须设置相应的疏水设备，这样就会通过有效的系统方案，疏水的数量就会大幅度增加，暖管的时间就会减少，还要提前把汽轮机预热，提升温度，让暖管在有效的时间内得到解决，从而降低了汽轮机的启动时间。（3）保障疏通排水设备，在汽轮机组将要启动的时候，要使用凝疏管道，利用开高压、低压的方式来掌握汽轮机组的压力，保证凝汽器在真空的状态下，在最大限度之内完成工作，这样会使汽水的排放量降低，汽轮机组的温度就会得到有效的上升。
4.4油封系统优化
要想真正起到节能减排的效果，还应优化油封系统。首先，对火电厂汽轮机油封系统进行优化的目的是为了隔绝外部空气的干扰，进一步提高汽轮机隔绝外界空气的能力，有效实现与蒸汽系统的完美结合。其中轴端汽封我们又可以称之为汽轮机轴封，在它的作用下不仅可以减少汽轮机蒸汽泄漏，还可以有效防止内部的高能位工作介质和低能位相互混淆。其次，油封系统对整个汽轮机安全稳定运行十分重要，但是它往往比较容易损坏，一旦发生不良问题很有可能使其发生漏气。因此，要想确保其正常稳定运行必须对其进行优化。随着科学技术的飞速发展油封系统优化技术也得到逐步提升，很大程度上提高了汽轮机的密封性和安全性，从而提高汽轮机运行效率以及现节能减排的目的。
4.5建设燃煤机组脱硫工程
建设燃煤机组脱硫工程是火电厂建设中不可缺少的环节，它对整个汽轮机稳定安全运行也有积极促进作用。为此，火电厂在建设燃煤机组脱硫工程时除了要结合自身实际情况实施作业外，还应积极配置合适的脱硫设施，而对于100MW以上的发电机组也要制定科学合理的管理计划，并明确各个岗位人员的责任和管理范围，进一步将各个发电机组的管理工作全面落实相关责任人头上，同时基于我国火电厂发展脱硫工程仍然处于发展阶段，可以申请适当的国家补资金来支持自身工作，从而使火电厂燃煤机组脱硫工程建设顺利高效进行，最终全面提高汽轮机运行效率和质量。
4.6加热系统技术改造
一般可以通过调整高压加热器的投入率进行控制。汽轮机在正常的开关过程中，是严格按照标准规范进行操作的，及时地增加或减少高压加热器。汽轮机维护工人需要及时维护设备状态，避免不必要的能量消耗。同时，还要保持高压加热器水位的稳定性，及时清理管道内的积垢，增加热量的传热效率。加强高压加热器的维护工作，定期检查加热器冷却水等设备的气密性，避免由于泄漏造成高压给水无法通过冷却水管，导致给水温度过低而出现能源损失。
4.7重视汽轮机冷端优化
冷端优化主要从凝汽器及其抽真空系统、循环水系统等方面着手。凝汽器不仅对汽轮机组的运行效率有所影响，还关系到汽轮机组的使用寿命，所以相关工作人员应重视并加强凝汽器的管理控制工作，从而确保凝汽器的真空状态以及运行状况在合理范围之内，不仅有助于提升汽轮机组的运行效率并降低能源损耗，还有助于降低汽轮机组的故障发生率，从而延长汽轮机组的使用寿命。而要提升凝汽器管理控制质量，首先需要保证操作人员具备足够的专业技术能力以及岗位责任意识，并在凝汽器操作过程中严格遵守相关标准和规范，避免因不当操作对凝汽器的组成构件或运行效果产生影响。其次，相关工作人员应定期对凝汽器的真空密封性、管束情况等状况进行检查，并重视对凝汽器水位的观测，确保凝汽器的冷却面积能够满足相应需求，从而确保凝汽器的正常运行。
4.8重视并优化除氧器的运行调整
除氧器是汽轮机系统中的重要设备之一，对汽轮机的运行安全以及运行效率有着重要影响。所以，相关工作人员应重视除氧器的检测维护工作，其检修内容主要包括：填料的检查，安全阀门、各汽水阀门的性能以及是否存在泄露点等安全隐患，除氧器各焊口的厚度检测并进行水压测试，以及对除氧器水箱进行清理、除锈和刷漆等操作，从而确保除氧器的性能符合汽轮机运行需要。
结语
目前，我国资源相对较为匮乏，电厂汽轮机的节能降耗研究具有十分重要的意义，有利于促进电厂自身的可持续发展。我国电厂汽轮机节能降耗工作的开展，取得了较为理想的效果，但是相对而言，汽轮机的节能降耗工作相对较为复杂，具有一定的综合性，涉及多个方面的内容。在研究分析节能降耗的具体措施时，需要对影响因素进行系统的考虑，结合电厂实际的情况，站在技术以及管理的方面，推动电厂节能降耗工作的顺利开展，促进电厂综合效益的有效提升。
参考文献：
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[3]井旺.加强电厂汽轮机运行的节能降耗的策略研究[J].山东工业技术，2018（21）：220.
论文作者:李川
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/12/2
标签：汽轮机论文; 汽轮论文; 凝汽器论文; 机组论文; 效率论文; 蒸汽论文; 节能降耗论文; 《电力设备》2019年第15期论文;