对提高汽轮机运行经济性及发电效率的研究崔晓林

对提高汽轮机运行经济性及发电效率的研究崔晓林

崔晓林

（中国华电集团山东分公司莱城发电厂山东莱芜271100）

摘要：近现代以来，随者科技发展的日新月异，各行各业现代化水平不断提高，对电力行业的要求亦是逐年攀升。与此同时，相关的科研机构及单位在参与电力行业建设的过程中，也从未间断对电气汽轮机技术的研究。近几年，行业内的研究成果已经大大促进汽轮机工作效率和电厂发电效率的提高，并减少了汽轮机工作过程中的能耗，也进一步提高了汽轮机设备的安全性和可靠性。然而随着国家环保要求不断提高，对电厂排放物的要求成为了全国各电厂尤其是火力发电厂所首当其冲的问题。在重视脱硫脱硝降低排放指标的同时，重视汽轮机技术的研究和创新，致力于提高汽轮机发电效率和进一步提高经济性，对火力发电厂的长久经营和日后发展有着极为重要的意义。

关键词：电厂；汽轮机；经济性；发电效率

目前国家能源政策及电力产业结构正随着国民经济的发展和能源结构的变迁而改变。越来越多的火电机组将面临电网调峰以及消纳新能源发电的任务，这就要求机组不仅能够在低负荷下高效率运行，而且要保证低负荷运行时的安全性。

1影响汽轮机运行经济性的因素

1.1汽轮机组的通流性能

汽轮机组的通流性能是影响汽轮机组耗能的极为关键的一点，积极地对汽轮机组的通流部分进行改造可逐步实现对耗能的影响。改善汽轮机组的通流性能的主要手段包括以下两点：扩大机组内部的通流面积；增加机组进气流量。通过围绕以上两点进行的相关合理化改造，从而提高缸内效率，进而达到节能减排的目的。

1.2汽轮机的基本缸效率

目前国内外电厂所使用的汽轮机组相比较，国产的汽轮机组在实际生产中存在一定的劣势这点毋庸置疑。宗其原因，包括设备自身质量和安装维护不到位等等，种种因素综合导致了缸效率普遍低于设计时的期望值。研究发现，在使用的过程中，如果将机组的低压、中压和高压缸内效率每降低1%，机组的整体热耗率将会分别增加41、12和15kJ/kW•h。通过数据对比可以看出，这无形中增加了电厂的耗能，进而严重影响了电厂运行的经济效益。

1.3主蒸汽的压力

机组的主蒸汽压力是影响机组运行效率的关键因素之一。机组运行时，其主蒸汽压力调节过高或者过低，主蒸汽流量过高，燃烧调整不当等，都会影响到机组运行的整体效率。

1.4主蒸汽的温度

燃料完全燃烧的程度直接关系到主蒸汽温度，炉膛燃料燃烧是否充分，直接关系到能耗的高低。如果主蒸汽的温度过低，带来的后果是机组的热损耗大大增加，从而运行效率降低。运行过程中，燃料供应不足、吹入空气比重过大、喷水量大、过热器积垢等，都是导致机组进汽温度过低的原因。

1.5出力系数

汽轮机经济运行的另一个重要因素是出力系数。如果出现出力系数偏低的情况，会进一步导致机组运作状况较差，从而影响到汽轮机发电整体效率。可能出力系数偏低情况的主要的影响因素有，第一，电力负荷出现严重的波动；第二，波峰和波谷的差值太大，迫使机组为了适应电网的波动而做出调峰的行动。第三，机组调峰的频率过快或深度调峰，导致机组正常运行参数不稳。

2提高汽轮机组运行经济性的具体措施

2.1提高电厂汽轮机的真空度

在汽轮机运行中，关系汽轮机真空度的凝汽器发挥着至关重要的作用。使凝汽器处于最佳真空状态，，保证机组的真空度处于优秀状态，可以大大提升机组运行有效性。这需要我们做好以下四个方面的工作：

（1）要保证凝结器的真空密封性，积极进行严密性试验，增加试验频率和仔细程度。在实际生产中，一般每月要进行不少于两次的凝汽器灌水找漏试验，以便及时对漏点进行排查维修，保证凝结器真空密封性。（2）做好水泵运行的检查维修工作，主要是检查水温和水位是否在规定范围内，要保证水温不得超过26℃。（3）要监督管线内循环水的水质。如发现管线内存在水垢，要及时进行清洗，避免热能损耗。（4）要确保有足够的冷却面积，以保证凝结水水位正常。使机组处于最佳经济性的运行状态，同时保证其安全性。

2.2加装必要装置

节能降耗的措施之一是安装必要装置，主要包括完善导气管的密封、加装调节级叶顶汽封、改进平衡盘的汽封、加装阻气片和使用不锈合金钢管等措施。通过增加安装调节级叶顶汽封，可以降低漏气的概率和提高效率。可以通过引进新型的钟罩式密封结构或者采用材质更加可靠的密封环来完善导气管的密封，进而达到节能的目的。目前很多电厂在汽轮机改造方面，选择采用新型的蜂窝汽封、布莱登汽封，这类改造是改进平衡盘汽封的重要手段。上述的几个方法的主要目的是通过加装密封装置来提高设备的安全性和经济性，从而使得设备形成良性循环，进而实现节能降耗。

2.3提高汽轮机所需水的温度

我们知道机组运行过程中，锅炉中水的温度是由燃料量多少以及燃烧充分度决定的。当水温较低时，锅炉单位耗煤量以及用电量随之加大，这时就会降低锅炉运行效率。因此，保持锅炉水温处在合理范围内，降低耗煤量和用电量，对汽轮机工作效率提高具有关键作用。因此，要控制机组开启和停止时的水温，对锅炉加煤量和速度进行严格控制，确保一切操作符合相关规定，这样才能保证汽轮机的运行效率。可以提高锅炉水温的可行的具体措施有：定期对加高加热系统进行清理，清理水垢和其他沉淀物，可以提升供热效率，降低热损耗；加强对加高加热系统的维护，避免因不合理操作导致的程序问题；对有管道渗漏进行定期的检查，避免热管泄露，进而保证各加热器的投入率，提高运行效率。

2.4汽轮机启动、运行、停止的正确操作

汽轮机启动至并列整个过程，都应按照合理的汽轮机启动曲线进行。比如，汽轮机冷态启动的主汽压力、主汽温度和凝结器真空等参数，在汽轮机启动期间都有正常的允许范围。但是，在实际运行过程中，启动前机组都要进行长时间预热，导致并网时间被延长，增加了运行成本。对于这个问题可以有如下措施：先使用旁压先开的方式将压力维持到2.8MPa左右，然后通过手动方式对真空破坏门进行开启，使汽轮机真空维持在－60～－50kPa的范围内。这样便可以增加汽轮机进汽量，加快暖机的速度。在进行了低速暖机后，如果机组一切正常，可逐渐开大主汽门将转速升至1300RPM，并保持一定时间。通过指定检查项目和试验后，如未发现异常，便可保证汽轮机持续高效平稳运行。

在电厂汽轮机运行管理方面，主调门尽量使用顺序阀运行，并且通过定滑压试验找出最佳运行压力点，在日常运行操作中根据锅炉燃烧情况调整汽轮机进汽压力，按照新的定滑定曲线调整参数运行，保证汽轮机汽缸的高效率运行。在高负荷区域，为了维持在高水平的定压调节，可以调节喷嘴改变通流面积；在中间负荷区域，根据实际滑压曲线控制汽轮机进汽压力；而在低负荷区域，就应该使用低水平的定压调节，从而保持给水泵临界转速、燃烧、水循环工况能够得到稳定。过程中通过进行加热器水位调整试验，找出每台加热器合理的疏水水位，保证加热器端差在合理的运行范围，达到提高给水温度和减少加热器端差的目的，同时保证合适的抽汽量，保证了汽轮机热力系统的效率。

如果汽轮机出现非正常停机情况，在保证安全的前提下，机组甩负荷要按照合理的参数进行。这是为了确保各系统和设备不会因紧急停机而受损，，保护各设备的机械寿命，对机组日后的持续运行有重要作用。

结束语：

随着科技全球化飞速发展，技术水平的提高和先进理念的融入，改造汽轮机运行模式以促使其经济性能的提高至关重要。尽管就现有状况而言，汽轮机运行中仍有一些负面因素降低其经济性能的发挥，但伴着行业内对于汽轮机效率研究不断深入扩展，各发电企业仍应对未来充满信心，在不断的摸索改良进程中，逐步提高汽轮机组运行的经济性，向以电为主、产业协同、清洁低碳、安全高效的发电企业方向努力迈进，为国家发电事业多做贡献。

参考文献：

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[2]林龙.电厂汽轮机运行的节能降耗探讨[J].黑龙江科技信息.2012(04)

[3]陆必春.汽轮机主汽疏水改造及节能效果分析[J].能源技术经济.2011(08)