电厂汽轮机损耗及运行优化措施

电厂汽轮机损耗及运行优化措施

刘玉龙

大唐石门发电有限责任公司

摘要：随着经济社会的发展，居民对电力资源的需求不断扩大，为了满足人们对经济增长的电力需求，国家不断建设电力工程。火电厂作为电能生产的场所，在生产过程中需要耗费大量的煤炭资源、水能、电能，大量燃烧煤炭产生了二氧化碳和硫化物，不仅污染空气，而且影响发电效率。当前国家大力建设资源节约型、环境友好型社会，火电厂作为电力生产企业，必须积极响应国家号召，降低火电厂发电运行的资源损耗。

关键词：电厂汽轮机；汽轮机损耗；运行优化

中图分类号：TM621 文献标识码：A

1电厂汽轮机运行的概况

汽轮机通常有将蒸汽热能转化为机械功的作用，工作原理如下：汽轮机首先接收锅炉的蒸汽，然后再通过冻液及喷嘴的作用，就能够将蒸汽提供的热能转化为汽轮机的机械能，最后与发电机完成连接，从而实现发电的功能。一般汽轮机需在启动后使之转数达到符合其工作的合理数值，并将主机的温度严格控制在一定范围之内（通常为300~400℃之间），主汽的压力也须维持在2.5~3.5MPa之间，再运用定滑式的方法来对各种负荷下的工作开展一系列的工作^[1]。但需要注意的是，锅炉内水的循环情况需保持良好，且燃烧的状况也需保持在相对稳定状态，而这时通常要采用定压调节的方式维持下去。因而这个过程中就涉及到汽轮机运行的节能降耗，只有对整个运行过程施行优化措施，其最终的节能降耗目标才可以实现。

2汽轮机损耗高的原因

2.1机组的结构设计存在缺陷

与世界发达国家相比我国的汽轮机机组水平还存在明显差距。较为突出的表现在机组的结构设计还有不少缺陷，有些问题甚至严重制约着汽轮机工作效率的提升。如针对通流面的设计上我国现有技术水平还有很大不足，不能很好地改善设备的温度密闭性，直接造成了大量能量无故流失，没有发挥汽轮机的应有作用。

2.2热力系统设计存在不足

汽轮机有着自身复杂的组织结构，一旦某个组织出现问题就难以将很多功能发挥出来，使节能降耗的目标很难实现。热力系统设计如存在不足，不仅会影响汽轮机的工作效率甚至还会带来不少安全隐患，进而产生一系列的工作故障。而处理这些故障并非易事，因为机械的构造极为复杂，成功修复需大量人力、物力、财力，这样不仅使机器工作效率大大降低，而且也带来不必要的经济损耗。但在现阶段我国的热力系统设计的确还有很大的提升空间，值得业界高度重视^[2]。

2.3空冷凝器工作欠缺稳定

汽轮机中有一个非常重要的组成部分——空冷凝器，这是换热设备中的一种，一旦其稳定性出现问题就很容易导致对外界环境影响的抵抗力出现严重下降。特别是在出现风沙情况时极易给空冷凝器的排热带来阻碍，使得热传导性出现严重问题，从而影响汽轮机的正常运转。事实上空冷凝器工作欠缺稳定的情况在我国还广泛存在，如不加以解决电厂汽轮机节能降耗就只能沦为空谈。

2.4汽轮机出力系数

按照汽轮机的工作原理，汽轮机将蒸汽热量转换机械能，机械能带动汽轮机运转发电。蒸汽热量的转换直接关系到汽轮机的发电效率，一般而言，蒸汽热量转化率越高，则汽轮机运行效率越高；如果蒸汽热量转换率更低，则需要更多的机械能才能带动汽轮机的运转。汽轮机将高温高压蒸汽穿过固定喷嘴喷射到叶片上，带动装有叶片排的转子转动。高温高压蒸汽穿过固定喷嘴时会损失部分热量，蒸汽温度和压力无法达到喷射前的热量值，叶片转子长期高负荷运行，可能导致转子出现疲劳裂缝，离心力产生的松动现象，从而导致转子运行效率低，进一步增加机组的损耗^[3]。

3 汽轮机运行优化的措施

3.1进一步优化机组的热力系统

汽轮机的热力系统发挥着十分重要的作用，尤其对汽轮机运行的经济效用有着决定性作用。在机器开展正常工作时，如果要求能尽最大可能减少不必要的能量消耗，就一定要想办法对现有的热力系统进行科学优化。但科学优化的过程并非容易，因为热力系统本身涉及的技术就极为复杂，且需要非常的技术人员参与到其中。

一般热力系统优化包含两大关键步骤 ：一是减少能量内漏；二是及时在机器运行过程中解决能量的外露问题。这需要制定合理的方案，尤其需注意的是要严格按照系统的布置及系统管道的正常走向做出正确选择，这样才能避免能量的不必要损耗，实现汽轮机运行中的节能降耗目标。对于高加的疏水一定要随时根据情况加以调整，特别是对水位的调整要根据计划进行实验性运行以便随时纠正偏差，进而调整直至达到最佳水准^[4]。此外，在进行上述工作时也不能忽略热力系统阀的日常维护工作，且对整个系统要有专人进行维护、排查，确保每一个环节都能处于正常工作状态。

3.2进一步优化冷凝器

冷凝器是确保汽轮机正常运行的重要前提。机组在日常运行过程中就一定要切实开展优化工作，可利用凝汽器的直空抽气系统辅之以优化。在理想状态下，应当在真空环境下进行内部优化，这样做非常利于提升机组运行效率并提高热力循环的工作效率。对凝汽器的优化主要有三方面：改变冷却水的温度、提升真空的密闭性、减少热负荷。在这个过程中需特别注意定期检查，即要定期对真空系统的连接处、各大阀门进行认真检查，及时发现问题并解决问题，确保冷凝器能够在长时间内都处于正常工作的状态。

3.3进一步强化汽轮机设备的日常管理

电厂的正常作业关系到企业的社会效益和经济效益，做好电厂汽轮机的节能降耗工作有利于提升节能降耗的管理效率。可见，建立一套科学的电厂管理制度对于加强内部管理有着极为关键的作用。第一，电厂企业要在日常工作中严格落实节能降耗的管理工作，并在电厂内部建立科学的、标准化的管理制度以确保节能降耗工作有条不紊的展开。只有制度先行，才可能最终实现节能降耗的最终目标；第二，汽轮机设备是一个较为复杂的设备，因而需进一步强化日常管理及维护，确保设备能够在机器生命期内稳定运行，满足实际生产的需求；第三，任何一个企业都需建立相应的责任制度，对于电厂企业同样如此，因而一定要将责任落实到具体的人头上，强化责任意识与安全意识，确保电厂的安全生产有序开展，减少不必要的损失^[5]。

3.4优化汽轮机的出力系数

由于我国区域经济不平衡，各地的用电量也存在季节性、区域性的差异，导致电力负荷在夏季和冬季用电量出现高峰期，春季和秋季出现低谷期。因此，需要及时调整汽轮机的运行参数，以免造成汽轮机低负荷运行增加汽轮机的损耗。火电厂可以根据居民用电规律，调整汽轮机的运行参数。在用电高峰期，进一步优化汽轮机的工作效率，提高蒸汽热值，从而满足机组高负荷运行要求。在用电低谷期，则可以降低其蒸汽压力和温度，减少蒸汽热量损失，避免汽轮机低负荷高参数运行。

结语

在生态环境恶化和能源枯竭的背景下，节能减排已经成为全球各国的共识。火电厂需要进一步优化机组的热力系统，有效控制冷凝器的真空度，避免真空度下降，影响到汽缸的有效焓值，进一步强化汽轮机设备的日常管理，优化汽轮机的出力系数，确保汽轮机的安全、稳定运行，提高汽轮机的运行效率。

参考文献

[1]李勇，朱珠凤，赵婉君.汽轮机辅机的节能降耗措施[J].化工设计通讯，2019，45(12):234-235.

[2]余堃.现代热电厂汽轮机及其辅机设备节能降耗的研究[J].应用能源技术，2019(12):24-26.

[3]王丽萍，于湛铭，辛胜利.汽轮机辅机节能改造简述[J].东北电力技术，2019，40(12):50-53.

[4]李连友.电厂锅炉运行中节能降耗技术的应用策略探讨[J].工程技术研究，2019，4(22):102-103.

[5]郝巨虎.某热电厂凝汽式汽轮机改背压机项目分析[J].机电信息，2019(33):69-70.