火力发电厂汽轮机组节能降耗问题与措施浅析

火力发电厂汽轮机组节能降耗问题与措施浅析

陈露商江东

中南电力设计院有限公司湖北武汉430071

摘要：汽轮机作为火力发电厂的主要设备之一，在机组运行过程中消耗了大量能源，严重影响了火力发电厂的高效、经济运行。因此，实现汽轮机运行中的节能降耗非常有必要。本文阐述了火力发电厂汽轮机组节能降耗问题及其措施。

关键词：汽轮机组；节能降耗；因素；措施

近年来，随着节能减排工作力度加大，节能减排问题日益凸显。汽轮机作为火力发电厂的重要机组，也是主要的耗能设备，影响着电厂的经济效益，火力发电厂应高度重视汽轮机组的节能降耗工作。如何提高能源利用率，做好汽轮机机组的节能降耗，对提高火力发电厂的经济效益，实现可持续发展具有重要的意义。因此，为了汽轮机组节能降耗，有必要采取合理的措施来降低汽轮机机组的能耗。

一、火力发电厂汽轮机组的概述

火力发电厂的汽轮机机组以蒸汽为介质，将燃料燃烧的热能转化为发电机转动所需的机械能。火力发电厂的主要设备包括锅炉、汽轮机和发电机，与原始往复式蒸汽机相比，汽轮机具有更高的效率和更长的使用寿命，它作为一种能连续工作的旋转式蒸汽动力装置，具有单机功率大、稳定性高、事故发生率低等优点。在使用过程中，三年左右才需进行一次检修，从而提高了汽轮机的利用率。同时，在汽轮机机组运行的过程中也会出现汽轮机渗透或气缸变形等问题，对机组的安全、稳定、经济运行等方面造成了不利影响，且随着社会各界对电能质量的需求不断提高，分析汽轮机组节能降耗问题、加强火力发电厂汽轮机机组的节能降耗改进已迫在眉睫。

二、影响火力发电厂汽轮机能耗的因素

电厂发电设备中，汽轮机是重要的耗能设备，其影响因素众多，由于设备在运行过程中没有及时更新换代，这就造成旧的汽轮机同一工作时间的能耗增加。汽轮机属于大功率设备，工作中承受负荷较大，与运行参数出现偏差很难发现，不能及时作出调整影响设备的运行状态。汽轮机工作状态下，以真空泵为首的某些设备容易出现故障，并且易导致凝汽器的真空度升高，从而使汽轮机的热力循环系统温度上升，效率降低，能耗自然升高。另外，由于不当操作造成的能耗过大通常是指频繁的停机和重启，或长时间的暖机过程也是汽轮机能耗增加的重要原因。

三、汽轮机运行节能降耗措施

1、严格控制给水温度。热力循环中是用燃料燃烧来加热给水，燃料在锅炉中燃烧加热水的同时也有很多热量随锅炉的排烟损失掉。若给水初始温度低，所需的燃料就更多，排烟损失也就更多，从而使锅炉的热效率下降。

1)保证高加投入率。保证高加投入率即为在汽轮机组进行滑停及滑启的过程中，及时、有效地控制给水温度。在机组启停的过程中，要及时裂解或投入高压。要避免违规操作行为的发生，采取有效的控制措施和手段保证高压水量水位的稳定性。必要时，要及时清理高压加热器中的换热管，使其能一直保持清洁，这样可有效降低换热管污垢部位的温差热力及热应力，从而避免其产生泄漏现象。

2)保持加热器正常水位运行。加热器内的水位过高会淹没换热管，降低换热面积从而使换热效率下降，同时疏水有可能倒流入汽轮机，影响机组安全运行。水位过低，蒸汽会经过疏水管进入低一级加热器放热，使低一级的加热器蒸汽放热减少，排挤了低压抽汽，使经济性下降。同时还会造成管束、阀门的冲蚀及管束振动，影响加热器的安全、高效运行。

3)加强加热器系统检漏。检修时应加强检查加热器冷却水管、水室隔板、高加筒体的严密性，发现漏点应及时堵漏。冷却水管泄露，会污染给水；水室隔板泄露会导致部分高压给水不经过冷却水管，这部分给水没有进入加热器与蒸汽换热，会造成给水温度的降低；若加热器受热面的筒体出现泄漏，会影响蒸汽与给水的换热，从而使给水温度降低。

2、保持凝汽器的最佳真空状态。冷凝器作为汽轮机的主要部件，将直接影响到整个机组运行的安全性和经济性。因此，为了确保冷凝器的安全可靠经济运行，必须首先使冷凝器处于最佳真空状态，这也是能有效减少汽轮机能源消耗的一个重要手段。

1)清洗冷却面。①干洗法。为了能准确判断冷凝器冷却表面是否洁净，唯一也是最有效的方式是比较冷凝器运行后的数据，一旦数据不同，即表明冷却表面存在污垢。而在大多数情况下，在冷却表面的早期，结构往往很松散，然后他们往往在表面上显示的泥沙淤积现象，在这种情况下，可用干洗法来清理冷却表面；②酸洗法。在污垢后期，使用干洗法无法达到理想清洗效果，此时，必须要使用酸洗法，使用风机吹干冷却管，若发现污垢硬化，严重影响到系统的真空效果，可适当增加酸的浓度。一般情况下，酸洗剂的成分是氨基磺酸，根据具体的腐蚀速率，可在其中加入一定量的铜缓蚀剂或酸缓蚀剂。清洗温度以40℃为宜，水流速需控制在0.1m/s，清洗方式可选择循环冲刷方式，清洁度需根据酸度进行测定，若连续两次测量结果一致，就表明清洗效果理想。在以上流程完成后，高位冷却塔水会反向冲刷，若存在特殊要求，可在其中加入工业磷酸三钠。

2)降低凝汽器的热负荷。为了有效提升凝汽器的热效率，可采取有效措施设法降低凝汽器的热负荷。对此，可在凝汽器的喉部加设一套装置，操作方法如下：第一种方法，可在凝汽器的喉部加设一套雾化式喷头，借助于接触式传热的作用，能有效吸收一定量的凝汽器凝结热，这样就可使一些补充的除盐汽水在凝汽器中生成一个混合式的凝汽器，从而能有效降低表面式凝汽器的热负荷，进而将凝汽器保持在一个良好的真空状态；第二种方法，将一个表面式加热器加设在凝汽器的上部与排气缸喉部间的空间内，并将此加热器的入口与工业水系统连接起来，将其出口送达到化学水系统，然后实现对生水的加热操作。尽管此方法可有效降低凝汽器的热负荷，然而其也存在一定的弊端：首先，其会增加凝汽器支撑的质量载荷；其次，由于新装的生水加热器铜管会加设在汽轮机组凝汽器冷却水铜管的上方，这样就会产生一定的气阻。所以，为了能有效解决此方法所产生的不良影响，在制定工程设计方案及施工的过程中要充分考虑实际状况，有效避开缺陷，找到行之有效的改造措施。

3)强化真空系统严密性。真空系统的定值正常关键就在于真空系统在防护的严密性，必须要保证其达到设备要求的严密性标准。在检漏工作方面适时组织对相关的设备实施定期检查是十分有必要的，这也是保证真空系统及其他设备正常工作的关键。在实际工作中，还必须注意抽气器的喷嘴存不存在堵塞或变形的问题；必须搞好汽轮机轴封蒸汽压力数值调整，按照其外在负荷的变化来实施调整；其负压系统方面的阀门也属于严密性的控制点，必须要保证其安全稳定的运行。

3、汽轮机启动、运行和停机的节能降耗处理

1)启动。通常，汽轮机启动操作后需一定时间来进行暖机处理，导致其并网耗时时间延长，这就致使启运过程中会消耗较高的电量。针对这种情况，一般会采用高低旁的操作方式对其进行处理，使主汽压力控制稳定在规定的区间范围内，以此来提升汽轮机的蒸汽量水平，提升汽轮机暖机速率，缩短汽轮机启运操作时的并网时长。

2)运行。目前，对火力发电厂的蒸汽轮机一般是溜井式的一些形式操作，采用这种操作方式，能很好地适应负荷变化，满足机组调频的要求。例如，在低负荷状态下，需使用低电平恒压调节方法，以保证在正常运行的火力发电厂锅炉的稳定和水循环；在中间负荷状态，需使用锅炉压力调节器来调节负载的加减；在高负荷的状态下，需使用喷嘴进行调整，从而保证机组的安全、高效运行。

3)停机。汽轮机的停机一般所采用的是滑参数停机方式，这种操作方式有两个十分明显的益处：①当时的锅炉仍有着较高的温度，这样能充分利用锅炉仍有的高温继续发电，不让这一高温资源浪费；②能降低相关设备的温度，使设备的日常检修工作能如期开展。

四、结语

总之，火力发电是我国重要的发电模式之一，给生产和生活带来极大的方便。而汽轮机组作为火力发电厂中的重要设备，其能耗控制就成为整个控制任务的核心，分析其影响因素，并采取有效的措施解决这一问题，有利于提升机组运行的安全性、稳定性和经济性。

参考文献

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[2]王占庆.火力发电厂汽轮机组节能降耗研究[J].中国高新技术企业，2015(27).

[3]耿真.火力发电厂汽轮机组节能降耗措施探究[J].科技经济市场,2017(11).

作者简介

陈露（1986-），女，工程师，从事火力发电厂热机专业设计工作。