火電汽輪機(jī)節(jié)能技術(shù)方向淺析

吳志榮

【摘 要】隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展，電力工業(yè)水平也取得了較大提高。節(jié)能、環(huán)保、高效成為衡量當(dāng)前電力工業(yè)是否健康發(fā)展的重要指標(biāo)之一。汽輪機(jī)是火力發(fā)電的關(guān)鍵部件之一。作用是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電目的。在節(jié)能減排大背景下研究汽輪機(jī)當(dāng)前工作中存在的主要問(wèn)題，并提出相關(guān)的節(jié)能技術(shù)方向及措施，以期對(duì)汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能目標(biāo)提供借鑒。

【關(guān)鍵詞】火電 汽輪機(jī) 節(jié)能技術(shù) 措施

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的健康持續(xù)發(fā)展，電力工業(yè)水平也取得了較大提高。節(jié)能、環(huán)保、高效成為衡量當(dāng)前電力工業(yè)是否健康發(fā)展的重要指標(biāo)之一。但有關(guān)數(shù)據(jù)表明我國(guó)電力裝機(jī)構(gòu)成中，火力發(fā)電約占全部裝機(jī)比例高達(dá)76%，其中燃煤機(jī)組占火力發(fā)電總量比例更是高達(dá)98%，這不禁讓我們想到燃煤發(fā)電消耗了大量資源，還給環(huán)境和運(yùn)輸帶來(lái)了巨大壓力。因此，大力提高火電廠節(jié)能減排技術(shù)就是重中之重。汽輪機(jī)是燃煤發(fā)電過(guò)程當(dāng)中的關(guān)鍵部件，它能否實(shí)現(xiàn)更加高效、節(jié)能、環(huán)保對(duì)于充分利用資源、保護(hù)環(huán)境、提高生產(chǎn)效率等方面具有重要意義。

1火電汽輪機(jī)工作現(xiàn)狀解析

1.1汽輪機(jī)設(shè)計(jì)缺陷

火電汽輪機(jī)的啟動(dòng)關(guān)閉和功率變化是通過(guò)調(diào)節(jié)閥開(kāi)度的變化來(lái)實(shí)現(xiàn)的，主要是通過(guò)控制進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽流量或蒸汽參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。作為汽輪機(jī)進(jìn)汽機(jī)構(gòu)的重要組成部分，調(diào)節(jié)閥氣動(dòng)性能是否良好直接決定著汽輪機(jī)的工作效率。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥內(nèi)產(chǎn)生非定常流動(dòng)現(xiàn)象不僅隨機(jī)性強(qiáng)，而且極其微妙和敏感。運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)很難準(zhǔn)確捕獲發(fā)生流固耦合現(xiàn)象的根源所在，?；囼?yàn)又難于真實(shí)重現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。正是這些原因，調(diào)節(jié)閥?；O(shè)計(jì)欠缺實(shí)測(cè)和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，更談不上掌握其內(nèi)部流動(dòng)規(guī)律，限制了相似理論的應(yīng)用。顯然，從模型設(shè)計(jì)、加工、試驗(yàn)到數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到真實(shí)調(diào)節(jié)閥工作狀態(tài)的實(shí)物設(shè)計(jì)完成，整個(gè)過(guò)程不僅周期長(zhǎng)花費(fèi)大，而且存在不少的不確定性，改進(jìn)調(diào)節(jié)閥設(shè)計(jì)方法是十分必要的。

1.2運(yùn)行效率低

汽輪機(jī)的運(yùn)行效率與氣壓、出力系數(shù)、溫度等因素有著直接的關(guān)系。在燃燒調(diào)整不到位的情況下，蒸汽流量變大可能導(dǎo)致汽輪機(jī)機(jī)組壓力變小，對(duì)汽輪機(jī)正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。再加上熱氣積垢會(huì)增加能量損耗，使得運(yùn)行效率降低。

1.3凝汽器性能較低

凝汽器主要用于汽輪機(jī)動(dòng)力裝置中，將汽輪機(jī)的排汽冷凝成水供鍋爐重新使用外，還能在汽輪機(jī)排汽處建立真空和維持真空。也關(guān)系著汽輪機(jī)的工作效率高低。而當(dāng)空氣漏入凝汽器當(dāng)中時(shí)，會(huì)使排氣壓力及溫度升高，造成汽輪機(jī)組工作效率降低，甚至造成機(jī)組的大幅度振動(dòng)，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使汽輪機(jī)被迫停止工作。

同時(shí)，在汽輪機(jī)工作中的循環(huán)水有可能使傳熱設(shè)備出現(xiàn)水垢，而水垢會(huì)降低傳熱系數(shù)，影響汽輪機(jī)工作效率。

1.4能量流失嚴(yán)重

汽輪機(jī)主要作用是將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)為為機(jī)械能。如果能將絕大多數(shù)熱能轉(zhuǎn)為機(jī)械能那就說(shuō)明汽輪機(jī)工作效率是優(yōu)異的。這個(gè)過(guò)程主要是：一是在噴嘴中將蒸汽的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。但是蒸汽通過(guò)噴嘴中隨著溫度的變化會(huì)造成熱能的損失，造成能耗降低。二是在動(dòng)葉中將動(dòng)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。蒸汽在動(dòng)葉中的能量轉(zhuǎn)化和在噴嘴中的轉(zhuǎn)化相似。但是在各個(gè)過(guò)程中存在著一定的能量損失，比如噴嘴損失、動(dòng)葉損失、余速損失、葉高損失、扇形損失、部分進(jìn)汽損失等。這都會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)在將熱能轉(zhuǎn)為機(jī)械能時(shí)造成大量損失。

2節(jié)能技術(shù)措施選項(xiàng)

2.1優(yōu)化設(shè)計(jì)

借鑒熱力系統(tǒng)節(jié)能等有關(guān)理論對(duì)熱力試驗(yàn)或熱平衡查定數(shù)據(jù)進(jìn)行全面診斷和優(yōu)化分析，發(fā)現(xiàn)熱力系統(tǒng)及其設(shè)備存在的主要缺陷，分析能損分布具體情況，然后根據(jù)分布情況確定節(jié)能潛力的大小，優(yōu)選技術(shù)改造方案，為節(jié)能工作提供科學(xué)依據(jù)。找出合理的節(jié)能技術(shù)改造方案，是進(jìn)一步推廣熱力系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)的重要途徑。也是熱力系統(tǒng)節(jié)能診斷和優(yōu)化改造技術(shù)發(fā)展的新方向。

2.2 提高流通效率

汽輪機(jī)當(dāng)中蒸汽流通效率對(duì)整個(gè)機(jī)組的效率發(fā)揮著重要作用。所以提高機(jī)組的通流效率就是實(shí)現(xiàn)節(jié)能的方向之一?？梢酝ㄟ^(guò)降低低壓缸的排汽壓力，再熱器減溫水量及減少系統(tǒng)的內(nèi)外泄漏等都會(huì)顯著提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，降低供電煤耗率。機(jī)組供電煤耗越低，管理水平越高，變動(dòng)成本就會(huì)控制得越好。

2.3充分利用損失能量

有關(guān)數(shù)據(jù)表明通過(guò)凝汽器由循環(huán)冷卻水流失的熱量一般占輸送總能量的15%以上，有的甚至高達(dá)25%以上，這造成了能量的極大浪費(fèi)，所以研究將熱量轉(zhuǎn)化為其他利用形式就顯得尤為必要，這將會(huì)大大改善火電廠的能量利用效率?？梢钥紤]將流失的熱能充分利用，比如建立相關(guān)的設(shè)施，為居民供暖。

2.4及時(shí)清理水垢

在火電廠汽輪機(jī)工作過(guò)程當(dāng)中，冷卻水會(huì)被循環(huán)使用。但是必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的處理之后才會(huì)當(dāng)作冷卻水使用。這個(gè)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的水垢阻礙傳熱正常進(jìn)行。所以必須進(jìn)行清理水垢環(huán)節(jié)。首先要做到定期檢查。主要是制定一個(gè)周期對(duì)水垢產(chǎn)生量進(jìn)行檢查。其次就是進(jìn)行除垢作業(yè)。培訓(xùn)專業(yè)人員進(jìn)行操作并定期清理。最后要聯(lián)合不定期檢查的方法防止水垢的堆積，以免影響汽輪機(jī)正常運(yùn)行。同時(shí)還可以采取將一定濃度的無(wú)機(jī)殺蟲(chóng)劑放在冷卻用水口處，防止微生物繁衍。從而實(shí)現(xiàn)冷卻用水有效利用。

2.5整合科研

科研水平的高低直接決定了相關(guān)設(shè)備在實(shí)際運(yùn)作當(dāng)中的最高水平，因此要想實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)更加節(jié)能更加高效就必須大力提高科研水平。一方面火電廠和相關(guān)高等院校、科研院所等科研機(jī)構(gòu)建立專項(xiàng)研究團(tuán)隊(duì)，對(duì)當(dāng)前汽輪機(jī)運(yùn)作現(xiàn)狀、存在問(wèn)題及改進(jìn)的方向進(jìn)行專業(yè)技術(shù)攻關(guān)，在理論上實(shí)現(xiàn)突破。另一方面是擴(kuò)大現(xiàn)有火電有關(guān)課題的交流機(jī)會(huì)，可以成立汽輪機(jī)研究協(xié)會(huì)，聘請(qǐng)相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜页鲋\劃策，同時(shí)火電廠也將汽輪機(jī)現(xiàn)實(shí)存在問(wèn)題進(jìn)行交流，實(shí)現(xiàn)信息對(duì)稱。

隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，人們的生活方式已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了電子化。衣食住行越來(lái)越電子化。電顯然已經(jīng)融入到生活當(dāng)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)。但火電依然是我國(guó)電力的主要來(lái)源，大量的煤炭資源換來(lái)了我們方面的生活。如何實(shí)現(xiàn)煤炭資源高效利用是當(dāng)務(wù)之急。汽輪機(jī)節(jié)能方向研究就迫在眉睫。一方面要大力提高節(jié)能技術(shù)的有關(guān)研究，提高技術(shù)水平。另一方面每個(gè)人要樹(shù)立節(jié)約用電的良好意識(shí)，建立節(jié)約型社會(huì)。這些目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)就需要相關(guān)人員進(jìn)行堅(jiān)持不懈的努力，積極的開(kāi)展探索實(shí)踐，從而實(shí)現(xiàn)資源利用率的提高，推動(dòng)節(jié)約型社會(huì)的建立。

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