火力发电厂汽轮机组的节能降耗分析李孟阳

火力发电厂汽轮机组的节能降耗分析李孟阳

李孟阳

（中国电建集团华中电力设计研究院有限公司河南郑州450007）

摘要：推进汽轮发电机组的节能降耗是火力发电厂节能降耗的主要途径。本文从汽轮机本体、凝汽器以及机组运行模式上分析了火力发电机组高能耗的原因。并相应分析了提升汽轮机组节能降耗能力的措施，为火电机组的高效运行提供了技术支撑。

关键词：火力发电厂；汽轮机组；节能减耗

1火力发电厂汽轮机组技术分析

1.1 火电厂汽轮机组概述

发电厂汽轮机组以蒸汽为介质，将化石燃料燃烧的热能转换为供发电机旋转所需要的机械能。火电厂中的主要设备包括发电机和汽轮机，汽轮机具有高效率，使用寿命长，单机效率较大，运行稳定性高，运行事故发生率低等优点。但同时在汽轮机组使用过程中也会出现汽轮机渗透或汽缸变形等问题，影响了汽轮机组的效率。随着建设资源节约型社会的要求越来越严格，加强火力发电厂汽轮机组节能降耗已显得尤为紧迫。

1.2 火电厂汽轮机组的工作原理

汽轮机组是借助蒸汽的热能转换为做功操作的旋转机械，其主要任务是将热能转换为机械能，其工作过程主要包括冲动作用和反动作用。冲动作用主要是指高速蒸汽通过汽轮机组动叶汽道时，会对叶片造成一定的冲动力，进而推动叶片发生转动，从而产生机械做功。反动作用是指蒸汽在汽轮机汽道中发生膨胀和加速现象，并对叶片产生反冲动力从而做功。冲动过程主要利用蒸汽冲力做功，而反动过程还包括气体在动叶栅里发生膨胀反冲过程。

1.3 影响火电厂汽轮机能源消耗的因素

在火力发电厂运行的过程中，诸多因素直接影响到汽轮机的运行，同时也影响到汽轮机组的能耗。影响火电厂汽轮机效率的因素主要包括运行因素、停机因素以及设备因素，其中运行因素主要是指汽轮机运行过程中由于某项调整不当而引起汽轮机运行参数与实际负荷不符，使真空泵温升过高，进而导致汽轮机凝汽器真空度不足，增加汽轮机能源损耗。停机因素是指由于频繁的启动或停止汽轮机，或汽轮机在投入使用前存在较长的暖机时间，导致增加汽轮机组的能源消耗。设备因素是由于汽轮机日常维护不足，加之对汽轮机技术改造不重视，而导致汽轮机运行方案不合理，增加了汽轮机运行中的能源损耗。

2火力发电厂汽轮机能耗高的部位及原因

2.1汽轮机组能耗高的原因

汽轮机是火力发电厂中的一种原动机。一般情况下，汽轮机主要是与泵、发电机、锅炉以及凝汽器等设备进行配套使用。汽轮机能耗损失大的主要原因有以下两点：（1）汽轮机本身、喷嘴室以及外缸发生变形，低压缸出汽边水腐蚀，隔板汽封以及轴端汽封的漏气，调节阀油动机的提升能力不强，气阀压损大，热力系统发生泄漏等设备原因；（2）汽轮机组运行与调整，并未选择有效的优化运行方式、凝汽器真空偏高以及冷却水温度过高等都会增加能耗，从而增加火力发电厂的成本。

2.2水冷凝汽器方面存在的问题

在水冷凝汽器方面主要存在以下问题：（1）冷却水水质。如果冷却水的水质不佳，那就极易导致凝汽器的钢管出现结垢现象，从而对汽轮机排汽换热过程产生一定的影响；（2）耗水量较大。在水冷发电机组中，其多于90%的耗水量都会在冷却塔内蒸发；（3）凝汽器发生泄漏现象，冷却水会流入凝结水中进入到锅炉中，影响给水水质，造成汽水的品质超出标准，会造成锅炉水冷壁产生比较严重的结垢现象，进而会引发垢下腐蚀，引起水冷壁管爆炸或者鼓包现象。另外还会造成蒸汽中带有大量的盐分，使得流通部分以及汽轮机阀门产生比较严重的盐垢，不但会减小通流面积，而且还会降低机组的出力。除此以外，在调节汽门以及主自动汽门发生严重积垢现象之后，极易产生卡涩，进而导致机组超速。

3火力发电厂汽轮机组节能降耗措施分析

3.1保障凝汽器的真空状态

3.1.1降低凝汽器的热负荷

为了降低汽轮机组能耗，可以降低凝汽器的热负荷，这不仅可以提升整个机组的运行效率，还能够降低机组热负荷。为此，可以在排汽缸喉部和凝汽器上部位置设置好表面式加热器，这能够将表面式加热器入口和工业水系统直接相连，出口则与化学供水系统连接，这既可以保障热效率，还能够避免热负荷对凝汽器的运行产生不良影响。

在进行改造时，需要根据设备的运行要求与运行条件进行确定，这种方式存在一定的不足，会在一定程度上增加质量荷载，必须要慎重选择。

3.1.2清洗凝汽器冷却面

（1）干洗法。在机组运行过程中，需要定期观察冷却面的洁净情况，如果发现冷却面有污垢，且这些污垢疏松，可以使用干洗法进行处理，保证冷却面的清洁性。

（2）酸洗法。在污垢后期，使用干洗法是无法达到理想清洗效果的，此时，就必须要使用酸洗法，使用风机吹干冷却管，如果发现污垢硬化，严重影响到了系统的真空效果，可以适当增加酸的浓度。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，可以在其中加入一定量的铜缓蚀剂或者酸缓蚀剂。清洗温度以40℃为宜，水流速需要控制在0.1m/s，清洗方式可以选择循环冲刷方式，清洁度需要根据酸度进行测定，如果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，如果存在特殊要求，可以在其中加入工业磷酸三钠。

3.1.3保障真空系统的严密性

火力发电厂汽轮机组真空度对于系统的影响极大，真空系统必须要做到“丝毫不漏”，为此，工作人员需要定期检查真空系统与凝汽器汽侧。抽气系统设备应完好并运行正常，调整好汽轮机轴封蒸汽压力，并根据负压系统压力的变化调整好系统的运行参数。

3.2适当提高给水温度

给水温度对于锅炉燃料消耗情况有着直接的影响，如果温度较低，会增加煤炭的消耗，经济性不好，还会带来大量的烟雾，降低锅炉的生产效率，为了解决这一问题，可以适当提高给水温度。这可以采用如下的方式：

3.2.1确保高加投入率

在汽轮机组滑停与启动时，需要控制好给水温度，在启停过程中，需要解列或者投入高压加热器，如果存在违规操作，需要及时的制止。在必要的情况下，可以清洁管道内部，降低换热器管污垢位置的热应力与温差应力，避免系统发生泄漏。

3.2.2保持水位，注意检漏

加热器水位对于回热系统有着重要的影响，为此，运行中必须要保持好其水位；机组进行检修时，着重对加热器进行检查。

4结语

汽轮机组是发电厂的重要组成部分，一直以来都影响整个发电厂的节能降耗水平，同时也会影响整个社会和经济效益。而汽轮机组的构造又非常复杂，所以进行合理的节能降耗是一项非常复杂的工程，需要投入大量的人力、物力、进行改造。本文分析了影响火电机组节能降耗的因素及应对措施，为火电机组的高效运行提供了技术支撑。

参考文献

[1]鲁子晶.火电厂气轮机辅机常见故障及检修方法研究[J].机电信息,2011(36).

[2]吴琼.火力发电厂锅炉节能消耗的对策和措施[J].重庆电力高等专科学校学报,2011(01).