汽輪機本體的節(jié)能改造

楊莉

摘 要：隨著經(jīng)濟的發(fā)展，改革開放進程的加快，汽輪機行業(yè)占據(jù)一席之地，而火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)重要的一部分是汽輪機的節(jié)能改造，汽輪機的使用為國家進一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，而新材料和新技術(shù)在體絕緣中的應(yīng)用為加快汽輪機的發(fā)展提供了路徑。本文主要描述了汽輪機葉片角的調(diào)整和優(yōu)化、動態(tài)、靜態(tài)的調(diào)整，以及葉片的腐蝕等。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;汽輪機節(jié)能改造

引言

在對汽輪機運行進行分析的基礎(chǔ)上，從汽輪機的安全性能、運行能耗、流量效率三個方面進行了分析，提出了設(shè)備、真空系統(tǒng)和汽輪機結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造方法。

一、中國火力發(fā)電廠汽輪機運行情況

汽輪機在中國火力發(fā)電廠的應(yīng)用始于上世紀(jì)50年代。所有的蒸汽渦輪機都已經(jīng)開發(fā)和制造。但隨著我國能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和天然氣的短缺，燃?xì)廨啓C的發(fā)展已近10年的歷史。隨著國家能源戰(zhàn)略的調(diào)整，燃?xì)廨啓C進入了快速發(fā)展的道路，并逐步實現(xiàn)了汽輪機的國產(chǎn)化。近年來，隨著運行單元的逐漸老化，許多火電廠都利用績效管理系統(tǒng)來提高現(xiàn)場檢修的速度，從而提高設(shè)備的精確脈沖率，加強狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和劣化分析，以應(yīng)對突發(fā)情況。在高標(biāo)準(zhǔn)的形勢下，加強設(shè)備維護，加大設(shè)備技術(shù)改造，消除汽輪機機組運行，提高安全風(fēng)險勢在必行。

二、汽輪機運行分析

（一）汽輪機的安全性能

考慮到汽輪機的安全性能，汽輪機中的擋板容易發(fā)生變形和破損。在實踐中，它很可能會引起動態(tài)汽輪機和靜態(tài)汽輪機之間的摩擦。如果擋板損壞，容易發(fā)生裂紋，危及整個汽輪機的安全。因此，在實際操作中存在碰撞和摩擦，導(dǎo)致動葉片的鉚釘磨損更加明顯。汽輪機末端葉片在運行過程中容易脫落，造成安全隱患。由于軸承泄漏量大，汽輪機外高壓缸泄漏嚴(yán)重，汽缸內(nèi)的水?dāng)y帶現(xiàn)象十分容易。此外，汽輪機底部軸承的振動頻率較大，容易影響汽輪機組的正常運行。如果軸承振動過大，容易發(fā)生供油不足現(xiàn)象，造成瓦燒現(xiàn)象。

（二）汽輪機運行能耗

在汽輪機運行能耗方面，200MW機組的熱耗和煤耗均高于中國汽輪機的平均水平。其中，影響汽輪機運行能耗的主要原因有很多。首先是汽輪機鍋爐的熱效率。汽輪機的熱效率不僅是決定汽輪機能耗的因素，也是保證汽輪機正常運行的重要保證。如果鍋爐的熱效率過高，會增加汽輪機的能耗，但如果鍋爐熱效率低，汽輪機就不能正常運行，因此正確掌握鍋爐的熱效率是非常重要的。其次是汽輪機調(diào)節(jié)閥和輸水系統(tǒng)的密封性。汽輪機調(diào)節(jié)閥的密封性不夠。不合理的結(jié)構(gòu)或過多的間隙容易導(dǎo)致較大的泄漏損失。當(dāng)汽輪機泄漏嚴(yán)重時，會降低汽輪機的熱效率，使汽輪機的能耗在運行過程中增加。此外，動態(tài)間隙的寬度和節(jié)流閥的損耗將影響汽輪機的能耗。

（三）渦輪流動效率

對于汽輪機運行效率，主要考慮的是汽輪機葉片的施工。目前，中國汽輪機葉片輪廓是由蘇聯(lián)汽輪機葉片輪廓重構(gòu)而成的。其主要缺點是汽輪機熱性能差，在運行過程中汽輪機葉片磨損較大，長時間使用后汽輪機運行效率降低。此外，長期使用汽輪機會使子午線表面不光滑，特別是汽輪機低壓缸，其增加了渦輪機單元產(chǎn)生的流量損失，并增加了能耗損失。在該過程中，膨脹角不斷擴大，低壓缸底部容易發(fā)生脫流，使渦輪葉片頂部磨損，空氣損失嚴(yán)重。

三、汽輪機組節(jié)能降耗措施

（一）內(nèi)部措施

保持冷凝器的最佳真空度。在凝汽式汽輪機機組中，凝汽器作為表面換熱器是機組運行的重要組成部分。汽輪機的排汽將通過冷卻水冷凝成水，并在冷凝器中形成高真空，從而使蒸汽在汽輪機中的蒸汽膨脹大大低于大氣壓力，大大提高了工作能力（每加薪1%）。蒸汽真空，單位負(fù)荷可增加1%。凝汽器真空是影響汽輪機各參數(shù)的汽輪機輸出和煤耗率的主要因素，是影響機組安全經(jīng)濟運行的重要指標(biāo)。目前，火電廠普遍存在著真空度低的問題，影響了機組的經(jīng)濟效益。由于調(diào)節(jié)不當(dāng)和設(shè)備存在的問題，凝汽器的真空度直接影響整個機組的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟運行。因此，在機組的正常運行中，必須保持冷凝器的最佳真空度。

（二）提高給水溫度

（1）控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)的給水溫度，保證高壓加熱器的投入率。首先，必須保證水暖率符合規(guī)章制度;其次，必須嚴(yán)格按照規(guī)程控制機組的啟停;第三、加強運行維護，避免操作不當(dāng);第四、保持高壓加熱器水位，穩(wěn)定高壓加熱器。高壓換熱管在時間上消除了內(nèi)外溫度和熱應(yīng)力引起的沉淀物之外，還有效地延長了溫度，提高了高壓加熱器的輸入率。

（2）保證加熱器水位的正常運行。除氧器是一種混合加熱器，它起到加熱冷凝水、脫鹽水和從水中除去氧氣的作用。除氧器的質(zhì)量直接影響鍋爐的正常運行。如果水中的氧不被清洗，會造成結(jié)垢、省煤器和水冷壁結(jié)垢。許多火電廠冬季都有很高的加熱壓力，導(dǎo)致除氧器水溫較低，導(dǎo)致鍋爐給水溫度較低。因此，及時調(diào)整除氧器運行，充分保證除氧效率和給水溫度，可以大大提高發(fā)電廠的經(jīng)濟效益。

（3）加熱器泄漏應(yīng)與機組維護一致。首先，及時檢查加熱器管道的泄漏情況，檢查水室艙壁和高汽缸的密封性能，發(fā)現(xiàn)泄漏點及時消除。其次，保證水室隔板的焊接質(zhì)量，避免高壓供水的“短路”。第三，如果汽缸的密封能力不好，也會影響給水溫度。

（三）提高渦輪效率

（1）提高汽輪機的設(shè)計、制造和安裝水平。在汽輪機運行過程中，要不斷學(xué)習(xí)先進國家的汽輪機技術(shù)，選擇素質(zhì)較高的安裝隊伍，提高員工自身的技術(shù)和質(zhì)量，以減少噴嘴損失、蒸汽損失等。

（2）在結(jié)束一天工作后，每個企業(yè)都會留有值班人員，防止意外事故的發(fā)生。其中，值班人員在值班過程中，應(yīng)嚴(yán)格看好汽輪機的各種情況，包括其參數(shù)、蒸汽壓力、溫度、蒸汽壓力等等。為了減少這些現(xiàn)象的發(fā)生，以及減少汽輪機蒸汽的損失，在汽輪機應(yīng)用過程中，盡量減少汽輪機流道結(jié)垢的現(xiàn)象，降低汽輪機負(fù)荷和效率，以確保汽輪機的正常運行。

四、結(jié)束語

隨著能源供需關(guān)系的不斷發(fā)展，我國對大型耗能行業(yè)的能耗和汽輪機組的節(jié)能改造加大了力度，不僅可以降低汽輪機的能耗，而且可以提高汽輪機組的熱效率，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的，為企業(yè)帶來實際經(jīng)濟效益。

參考文獻(xiàn)

[1]鄭錫開.發(fā)電廠汽輪機運行節(jié)能降耗策略研究[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（20）：82–83.

[2]姜浩. 350MW汽輪機節(jié)能改造經(jīng)濟性研究和熱耗分析[D].華北電力大學(xué)，2015.