電廠汽輪機及其輔機設備的節(jié)能技術研究

常峰

摘要：文章分析汽輪機節(jié)能增效的可行性，以及影響電廠汽輪機及其輔機設備能耗因素，提出了電廠汽輪機及輔機設備節(jié)能技術的有效途徑，以供參考。

關鍵詞：電廠汽輪機；輔機設備；節(jié)能技術

1引言

發(fā)電廠中的汽輪機及其輔機是其內(nèi)部具有較高能耗的組成部分，在目前我國對發(fā)電廠的節(jié)能減排要求不斷提高的形勢下，就需要對影響其能耗較高的原因進行分析，在確定其從經(jīng)濟和技術方面具有采用節(jié)能技術進行改造和改進的可行性之后，就需要對其進行調(diào)整來提高發(fā)電廠汽輪機及其輔機設備，乃至整個發(fā)電廠節(jié)能減排效果的提升。

2汽輪機節(jié)能增效的可行性分析

在目前我國汽輪機技術快速發(fā)展和提高的同時，熱效率也取得了顯著的提高，而且目前也在對能源消耗進行減少的同時，實現(xiàn)了汽輪機能源轉換效率和節(jié)能減排能力的提升，相對來說具有較為成熟的技術。而且在長時間運行中也表現(xiàn)出具有較高可靠性和安全性的特點。因此，從技術上對汽輪機進行改造來實現(xiàn)節(jié)能增效是可行的。此外，在目前我國多數(shù)發(fā)電廠進行汽輪機改造和創(chuàng)新的過程中，投入的成本也遠低于對新型汽輪機進行采購和安裝所需要的費用，而且經(jīng)過技術改造之后的汽輪機也實現(xiàn)了對能耗的有效控制。因此來說，從經(jīng)濟層面上對汽輪機進行節(jié)能增效改造和創(chuàng)新也具有一定的可行性。

3影響電廠汽輪機及其輔機設備能耗因素分析

3.1汽輪機本體方面的能耗問題

在對發(fā)電廠汽輪機組進行節(jié)能降耗診斷時，容易出現(xiàn)汽輪機各汽缸都無法實現(xiàn)內(nèi)效率達標的問題，而且此問題在低壓缸中最為顯著；此外還有汽輪機通流時出現(xiàn)的溫度與壓力值都相對較高的問題；還存在軸端、平衡盤以及不同等級的通流汽封性能較差的問題。在存在上述問題時，就會導致在發(fā)電廠汽輪機組運行中出現(xiàn)熱耗率與設計值存在較大差異的問題，這主要就是由于汽輪機缸效率比較低而引起的，表現(xiàn)為整個汽輪機組的煤耗過高。

3.2水冷凝汽器中的能耗問題

首先就是所用的冷卻水水質(zhì)比較差的問題。在冷卻水中還有一定量的雜質(zhì)，不僅會在凝汽器運行中容易出現(xiàn)鋼管壁結垢的問題，而且會降低汽輪機的排汽換熱運行效率；其次就是具有較大的耗水量。主要表現(xiàn)在目前的發(fā)電廠汽輪機組中，大部分的水在機組運行中在冷卻塔中被蒸發(fā)消耗掉，不僅如此，在蒸發(fā)消耗這些水的同時也帶走了大量的熱量，造成了水資源以及熱能等資源和能量的嚴重浪費問題；最后就是凝汽器的泄漏問題。凝汽器發(fā)生泄漏問題不僅會導致冷卻水進入鍋爐中而降低鍋爐給水質(zhì)量以及汽水質(zhì)量，導致出現(xiàn)鹽分超標以及酸性增加等問題。此外，凝汽器運行中還容易出現(xiàn)調(diào)節(jié)汽門以及主動汽門的嚴重積垢問題，這就會導致調(diào)節(jié)汽門和主自動汽門卡澀而導致機組超速的問題。

3.3熱力系統(tǒng)方面的能耗問題

發(fā)電廠汽輪機組的熱力系統(tǒng)運行中比較容易出現(xiàn)的問題和故障主要有以下幾點：一是冷卻端的設備配置不夠齊全，而且表現(xiàn)出凝汽器真空度不足的問題；二是出現(xiàn)回熱系統(tǒng)的加熱差值過大的現(xiàn)象，導致出現(xiàn)加熱器運行水溫出現(xiàn)異常的問題；三是對疏水系統(tǒng)的設計不夠合理，出現(xiàn)閥門的明顯內(nèi)漏問題；四是機組熱力系統(tǒng)的結構比較復雜，重點是存在較多的冗余而導致內(nèi)漏事故概率的增加以及能耗的增加。

4電廠汽輪機及輔機設備節(jié)能技術的有效途徑

4.1汽輪機組本體優(yōu)化措施

一是對汽輪機組及其設備的安裝質(zhì)量進行把握和控制。尤其是在汽輪機組安裝中進行通流部分間隙的嚴格控制，而且在汽輪機組運行檢修中也要針對此指標來進行重點檢查和調(diào)整。二是針對汽輪機組葉片的改進優(yōu)化。不僅為了降低汽輪機組運行中的二次流損失來實現(xiàn)熱效率的提升，需要對傳統(tǒng)的葉片采用新型高效變截面扭曲型葉片進行替換，而且采用整圈自鎖阻尼型長葉片來對原有的動葉進行代替，實現(xiàn)末級葉片運行安全性的提升。三是對汽封結構進行改進。不僅為了對漏汽損失進行降低而將原有的高壓葉片頂部兩齒平汽封形成改進為四齒高低齒汽封結構，而且為了對動葉頂部間隔以及對漏汽量進行減小，對低壓末級以及次末級動葉頂部進行汽封的增加，實現(xiàn)各級效率的提升。四是對缸體進行改進。就是為了實現(xiàn)對各缸工作效率的提升而優(yōu)化改進各級內(nèi)缸以及靜葉。此外，還為了減小漏汽損失，對高壓進氣管進行彈性密封改造。五是對調(diào)節(jié)級進行改進。就是為了對漏汽損失進行減少，不僅適當增加葉頂汽封齒數(shù)量而且選擇高效平衡動葉并對動葉圍帶結構進行改良，而且還為了對二次損失進行降低，還要在對靜葉進行選擇時使用子午端壁型線的靜葉。

4.2降低冷卻水溫

發(fā)電廠汽輪機組目前主要采用的冷卻水循環(huán)方式有開式循環(huán)和閉式循環(huán)兩種方式，對于前一種方式來說，冷卻水的水溫主要與外界的自然條件因素有關系，但是對于后一種方式來說，不僅會受到外界自然條件因素的影響，而且還受到設備運行情況的影響。因此為了確保冷卻水水溫滿足要求，不僅需要定期對冷卻水溫度以及影響冷卻水溫度的影響還有水質(zhì)進行檢查，還要根據(jù)實際情況來決定是否要采用一定的藥品來對水質(zhì)進行改善。此外，在冷卻水塔運行中如果出現(xiàn)故障時也會導致出水口溫度的升高，這就需要在冷卻水塔運行中要嚴格執(zhí)行和落實維護責任制度，對水塔內(nèi)部的填料、噴嘴以及排水槽等運行情況進行定期檢查，避免由于發(fā)生局部堵塞問題而導致冷卻效率下降的問題。

4.3確保凝汽器的最佳真空狀態(tài)

為了確保汽輪機運行中凝汽器可以保證其真空度處于最佳狀態(tài)來確保排汽冷卻凝結成水的效率，以及為了增加做功而確保汽輪機內(nèi)部的蒸汽發(fā)生膨脹比大氣壓低來實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，就需要采取以下措施來確保凝汽器的真空狀態(tài)：一是對冷卻面進行定期清理，確保冷卻面具有最佳的傳熱效果。二是對凝汽器的熱負荷進行科學適量降低來使其熱效率有效提升，此外，還可以通過將霧化式噴頭安裝在凝汽器喉部位置的方式來對部分凝汽器凝結熱進行有效吸收。

5結語

在目前我國有關部門對發(fā)電廠的節(jié)能降耗要求在不斷提高的情況下，需要分析發(fā)電廠中的汽輪機及其輔機設備采用節(jié)能技術開展節(jié)能減排工作的可行性，然后針對影響汽輪機及其輔機設備運行能耗過高的原因進行分析，并針對不同的因素提出了相應的技術改造以及運行優(yōu)化措施。此外，還要在此基礎上提高工作人員的專業(yè)水平并發(fā)揮其創(chuàng)造力，不斷推進發(fā)電廠汽輪機及其輔機設備的節(jié)能技術應用與創(chuàng)新，促進發(fā)電廠節(jié)能降耗工作的持續(xù)開展。

參考文獻

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[2]俞磊. 燃煤電廠鍋爐和汽輪機以及輔機部分的節(jié)能技術分析[J]. 科技資訊，2018，16（1）：37-37.

（作者單位：大唐陜西發(fā)電有限公司灞橋熱電廠）