摘要：近年来，随着社会经济的飞速发展，人们对于电能的需求越来越多，这就要求火电厂不断提高发电效率，满足节能减耗的要求。目前，市场竞争较大，人们不断研究汽轮机的运行方式，希望通过提高汽轮机的效率来提高发电效率，从而有效开展节能减耗的工作。就高超超临界汽轮机的发展以及节能降耗效能研究，有助于提高火电厂的节能减排能力和竞争力，使其发展前景越来越好。本文基于节能降耗的重要性，阐述了汽轮机技术发展，并就高超超临界汽轮机节能降耗措施和效果进行了分析研究。
关键词：高超超临界汽轮机；节能降耗；措施
1电厂汽轮机的节能降耗
1.1汽轮机节能减耗原因
我国拥有丰富的煤炭资源，其为生产、生活提供了充足的能源。随着我国人口数量的不断增多，煤炭消耗速度加快。对于火电厂来说，煤炭的消耗更是越来越多，火电厂对于煤炭的使用并不充分，有许多被浪费掉，根据现状，国家提出节能降耗的要求。
1.2汽轮机节能降耗的重要性
汽轮机是带动电厂生产运行的主要设备，也是热电厂做到能源控制的关键所在。在我国电力行业发展的过程中，经过相关企业、单位的专家、技术人员等的不断研究探索，在汽轮机的节能减耗方面取得了很大的成绩，技术水平得到了很大的提高，使得对电能的使用效率取得了很大的提高，大大的降低了对于电能的无端消耗损失，在保证了电厂的正常运行的同时也达到了节能降耗的目标，促进了电厂的持续稳定的发展，创造出了更高的经济效益。
2汽轮机技术发展
根据汽轮机的技术进步历程分析得知，经济性方面实现1%的进步都属于一项重大的技术攀升，所以，一般情况下汽轮机技术和产品等级判定中，会将蒸汽参数作为重要依据。在低压、中压到亚临界、超临界的发展过程中通常以压力参数为重要参考；超超临界是以600℃温度作为重要标志；下一轮新的高超超临界则是将压力提升到35MPa、或温度700℃等级作为重要参数。鉴于汽轮机所受的温度影响比较广泛，同时与高温材料关系密切，所以通常根据材料的温度等级把汽轮机的技术和产品发展划分成三个重要阶段。
第一个阶段以高温CrMoV及12Cr材料为基础，其产品发展延续了近百年的历史，最高温度达到566℃，压力最高达到超临界24．2MPa。
第二个阶段是采用了先进铁素体材料的超超临界参数，其温度达到600～625℃，压力25～30MPa。该阶段有10%Cr和9%Cr两个温度等级的材料。近10多年的研究表明，面对为提高抗氧化性能而增加Cr，与为提高强度稳定性，保证强化相而降低Cr的矛盾，除非在寻求新强化相或抗氧化元素方面取得突破，采用高温耐热钢材料汽轮机的极限温度不会超过625℃等级。
以2003年的我国超超临界示范项目———华能浙江玉环电厂4×1000MW为起步，我国火电设备进入了应用先进铁素体材料的超超临界技术和产品的发展里程。至今10%Cr、600℃(再热温度最高610℃)材料的汽轮机在我国已有近10年的运行业绩。625℃的9%Cr钢大型锻件已通过质量论证，并进入可采购订货状态，但世界上至今尚无机组的运行业绩。STP正在设计、制造中压转子采用9%Cr材料，温度参数为600℃/620℃的机组。高温先进铁素体材料对机组性能提高的贡献为1.7%～2.5%。
我们将第三个阶段的参数定义为大于35MPa和/或温度700℃/720℃，该里程碑的相应高温材料的发展重点是Ni基合金。相比超临界和25MPa/600℃超超临界，参数提高的节能减排效益巨大，分别为8.2%和6.5%。该里程碑的产品可称为高超超临界(HUSC或AUSC)。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3高超超临界汽轮机效率的提升
对于汽轮机通流部分的设计，综合高效率叶栅成型技术、计算机优化技术，以及叶片制造的数字化这3个领域的最新技术成果，建立了一个先进的通流叶片整体自动优化设计系统。这个系统可以按照热力参数、给定的轴向尺寸限制，自动地完成整个通流部分叶片级的设计，自动形成所需的数据文件、制造图和生产路线。结构上的优化就在于没有进汽蒸汽管道，阀门直接和汽缸相连；全周进汽的斜置静叶，没有蒸汽室；没有法兰外伸端的小直径圆筒型高压内缸；也无水平中分面的圆筒型外缸，取消了传统机型中强度处于极限状况的水平中分面高温螺栓结构；而且高压缸中间级的内冷结构起到了降低温度和使内外缸分别承担压差的作用，也能大幅度降低内外汽缸的工作应力。其具有独特结构的机型可以明显的降低蒸汽从进口到出口的每一段流动过程中的流动损失，提高汽轮机的效率。
冷端优化技术虽然跟高温高压参数没有直接的关系，但因为汽轮机的排汽损失占整个汽轮机出力的1．5%-3%，冷端的优化还是决定汽轮机效率高低的关键技术之一。因为冷端不涉及昂贵高温材料的使用，因此高超超临界机组的冷端优化更偏向于选取较低的背压；二次再热使得总体增加一个再热缸，在轴系总体缸数不变的条件下，使可以选配的低压缸数减少一个。除此之外，采用尽可能多的使机组效率得到提高的先进技术也是提高性价比的重要措施。
4汽轮机节能的增效改造
汽轮机组及其附属系统运行时，影响经济性和稳定性的因素较多，分析原因之后可以执行以下改造措施：
（1）将汽缸原梳齿式汽封换成其他更加科学、密封性效果更好的新型汽封(如：布莱登汽封、刷式汽封、侧齿汽封)，同时对各汽封间隙进行合理调整，可以显著提高汽轮机各汽缸的运行效率。
（2）在低压缸排汽通道内部合理位置和角度上安装一定数量的“排汽导流板”，可有效降低机组低压缸排汽通道汽场分布不均匀的程度，会干扰低压缸排汽二次涡流场的形成，显著增强低压缸排汽扩压能力和凝汽器换热效率，进而提高汽轮机组的运行经济性。
（3）用内壁光滑的大型热压一体弯头更换掉低压缸导汽管原装焊接“多节型”弯头，是解决汽轮机低压缸导汽管局部阻力大、蒸汽流动损失大的有效手段。
（4）需要定期对汽轮机组真空系统做严密性实验，积极查找“负压”系统泄漏点并及时消漏；重新设计凝汽器的水封筒高度，能够有效地减少凝汽器真空泄漏量，降低凝结水的溶氧量。
（5）坚持定期在凝汽器水侧投放胶球，加强循环水质监督，在凝汽器循环水入口安装“旋转式二次滤网”装置，都能有效避免其换热管束的堵塞、结垢。
（6）还要提高对阀门内漏治理的重视程度。对汽轮机组各热力系统普遍存在的阀门内漏缺陷，应该采取更换、研磨、涂镀、堆焊、车削等手段，集中、有效地治理阀门内漏，以提高机组热能利用率。
5结束语
综上所述，在我国节约能源、降低消耗的号召下，电力企业汽轮机的运行状况是达到节能降耗目标的关键，高超超临界汽轮机应用发展中的节能降耗技术技术更新改造是电力企业能在激烈的市场竞争中立足的重要保障，因此，应加大研究力度，创新技术应用，提高节能降耗效益，为企业发展提供良好环境。
参考文献：
[1]向阳.对热电厂汽轮机节能降耗措施的相关研究[J].城市建设理论研究(电子版),2017(28):109.
[2]朱静,王磊,郝娜,刘骞,刘凯,聂文娟,臧藏.火力发电厂汽轮机组的节能降耗措施探讨[J].科技创新与应用,2017(23):54-55.
[3]刘明飞.电厂汽轮机运行的节能降耗[J].化工设计通讯,2017,43(04):201-202.
[4]宋阳.简论汽轮机节能技术的应用及优化改造措施[J].黑龙江科技信息,2017(05):76.
论文作者:宗鹏飞,郭金闯,亓磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第6期
论文发表时间:2018/7/9
标签：汽轮机论文; 节能降耗论文; 机组论文; 临界论文; 材料论文; 温度论文; 凝汽器论文; 《电力设备》2018年第6期论文;