電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗探討

姚海富 姚海賢

【摘 ?要】汽輪機(jī)作為發(fā)電過程中的重要設(shè)備以及耗能較大的設(shè)備，其運(yùn)行情況以及運(yùn)行效率對(duì)電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益有著重要影響，而重視并研究汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)的節(jié)能降耗措施，可以有效降低電力企業(yè)的生產(chǎn)成本、提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益，從而促進(jìn)電力企業(yè)的健康發(fā)展。在行業(yè)內(nèi)競(jìng)爭(zhēng)愈加激烈的情況下，降低運(yùn)行成本、提高經(jīng)濟(jì)效益的電廠的必經(jīng)之路，而對(duì)汽輪機(jī)采取節(jié)能降耗措施是節(jié)約成本的方式之一。

【關(guān)鍵詞】電廠;汽輪機(jī);節(jié)能降耗

隨著社會(huì)發(fā)展速度越來越快，社會(huì)對(duì)電能的需求量不斷增加，作為我國主要電力供給源的火電廠，必須不斷提高發(fā)電效率，才能滿足社會(huì)的電能需求量。在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，人們通過不斷對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行方式進(jìn)行研究，旨在提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)提升產(chǎn)能和節(jié)能減排的目標(biāo)。對(duì)汽輪機(jī)技術(shù)和運(yùn)行方式進(jìn)行改進(jìn)，可以進(jìn)一步降低能耗，提高電廠經(jīng)濟(jì)效益。在社會(huì)發(fā)展過程中，電廠發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，是整個(gè)社會(huì)運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力源泉，改進(jìn)汽輪機(jī)技術(shù)，可以提高火電廠的生產(chǎn)效率，減輕環(huán)境壓力，促進(jìn)電廠效益和社會(huì)效益的提升。

一、電廠汽輪機(jī)損耗高的影響因素

1、汽輪機(jī)中冷凝器問題

（1）電廠汽輪機(jī)中空冷凝器在運(yùn)行中，如果運(yùn)行環(huán)境風(fēng)沙較大，較長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間以后就會(huì)有大量風(fēng)沙塵土等堆積在凝汽器的翹片處，導(dǎo)致翹片管上的熱阻不斷增加，嚴(yán)重阻礙其傳熱性能和通道。當(dāng)其處在負(fù)風(fēng)壓區(qū)域時(shí)，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)吸入一定量的空氣，阻礙流通，并在一定程度上降低傳熱效果，腐蝕相應(yīng)的管道及設(shè)備。當(dāng)在冬季時(shí)，空冷凝器由于流量不均衡，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)不能正常運(yùn)行，造成運(yùn)行效率大大降低。

（2）電廠汽輪機(jī)中的水冷凝器在運(yùn)行過程中，由于冷卻水水質(zhì)差問題，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)運(yùn)行中的凝氣管產(chǎn)生比較嚴(yán)重的結(jié)垢問題，使汽輪機(jī)排汽換熱效果大打折扣。同時(shí)，會(huì)使其耗水量大，在冷卻塔中會(huì)有大約90% 的含水量被蒸發(fā);另外，凝氣器的泄漏問題也是影響汽輪機(jī)損耗高的一個(gè)因素。如果發(fā)生泄漏，會(huì)造成冷卻水進(jìn)入到凝結(jié)水中，或者進(jìn)入鍋爐中。長(zhǎng)期以往，水質(zhì)會(huì)逐漸超出限值的標(biāo)準(zhǔn)，且長(zhǎng)時(shí)間處于超標(biāo)狀態(tài)而導(dǎo)致鍋爐水冷壁發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致其發(fā)生腐蝕，使鍋爐水冷壁出現(xiàn)爆炸等一些列問題，使生產(chǎn)安全性大大降低，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失及人身安全影響。

2、汽輪機(jī)中輪機(jī)組汽缸問題。汽輪機(jī)組汽缸是電廠汽輪機(jī)的外殼，其主要作用是將大氣和汽輪機(jī)中的通流部分隔開，確保蒸汽在汽輪機(jī)中完成熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。同時(shí)汽缸和排汽、進(jìn)汽以及支撐座架等管道相連。運(yùn)行過程中氣缸內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，其熱量會(huì)向外缸輻射，這時(shí)，就需夾層汽流對(duì)其進(jìn)行冷卻。當(dāng)汽輪機(jī)啟動(dòng)冷卻后，夾層汽流則會(huì)由原來的冷卻作用變成加熱，使得汽缸工作效率影響汽輪機(jī)的能量耗損，如果這時(shí)汽缸運(yùn)行出現(xiàn)問題，其能量耗損會(huì)更大。所以，輪機(jī)組汽缸對(duì)汽輪機(jī)的熱能消耗影響是非常大的。

3、汽輪機(jī)組能源消耗高。汽輪機(jī)是電廠發(fā)電的原動(dòng)機(jī)，是非常重要的設(shè)備，它能有效實(shí)現(xiàn)電能、熱能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。汽輪機(jī)的運(yùn)行需和其他相關(guān)設(shè)備（發(fā)電機(jī)、凝汽器和鍋爐等）配合一起運(yùn)行，才能將其功能最大程度地發(fā)揮出來。汽輪機(jī)耗能高和許多因素有關(guān)，比如外缸和噴嘴室變形、軸端汽封漏氣等。汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，其低壓缸的出汽邊極易被腐蝕，給氣壓閥帶來損傷，導(dǎo)致蒸汽發(fā)生泄漏，耗能增加。此外，冷卻水溫度過高、運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷和參數(shù)發(fā)生變化等均會(huì)使汽輪機(jī)能源消耗量增加。

二、汽輪機(jī)運(yùn)行中的節(jié)能降耗措施

1、重視并改進(jìn)汽輪機(jī)的運(yùn)行操作。重視并改進(jìn)汽輪機(jī)的運(yùn)行操作，不僅可以確保汽輪機(jī)處于良好運(yùn)行狀態(tài)，并延長(zhǎng)汽輪機(jī)的使用壽命，也有助于降低能源的損耗。比如，在汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中，傳統(tǒng)方式需要一段時(shí)間的暖機(jī)流程，在一定程度上造成了能源的浪費(fèi)。運(yùn)行人員利用高低旁調(diào)整主、再熱蒸汽壓力和溫度，控制凝汽器真空略低，可以有效增加汽輪機(jī)的蒸汽量，提升汽輪機(jī)的暖機(jī)速度，從而實(shí)現(xiàn)縮短汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)間以及降低能源損耗的目的。其次，在汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)，相關(guān)工作人員應(yīng)盡量采用滑停的方式，也就是通過將蒸汽參數(shù)緩慢降低的方式，不僅可以有效降低汽輪機(jī)、鍋爐等設(shè)備的溫度，還能使鍋爐的余熱得到充分利用，從而實(shí)現(xiàn)降低能源損耗并提高能源利用效率的目的。

2、加強(qiáng)對(duì)給水溫度的控制。給水溫度對(duì)汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率有著重要影響，水溫偏低不僅會(huì)增加汽輪機(jī)組的能源消耗，還會(huì)提升熱能的損耗，從而降低能源的利用效率。所以，運(yùn)行人員應(yīng)重視給水溫度的控制工作，并通過適當(dāng)?shù)拇胧┖皖A(yù)防方案，確保給水溫度在合理范圍之內(nèi)，避免因給水溫度的降低而影響到汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率以及能源損耗。首先，應(yīng)對(duì)汽輪機(jī)組的實(shí)際需求等情況進(jìn)行綜合分析，從而規(guī)劃出科學(xué)、合理的燃料投放方案，然后利用科學(xué)的控制技術(shù)并嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行燃料投放操作，從而提高能源的利用效率并避免因操作不當(dāng)而引起的熱能損耗。其次，相關(guān)管理人員還應(yīng)制定合理的設(shè)備檢查維護(hù)制度，并定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和清理，從而確保設(shè)備的良好運(yùn)行，避免因管道泄露等問題影響到汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率。

3、重視汽輪機(jī)冷端優(yōu)化。冷端優(yōu)化主要從凝汽器及其抽真空系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)等方面著手。凝汽器不僅對(duì)汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率有所影響，還關(guān)系到汽輪機(jī)組的使用壽命，所以相關(guān)工作人員應(yīng)重視并加強(qiáng)凝汽器的管理控制工作，從而確保凝汽器的真空狀態(tài)以及運(yùn)行狀況在合理范圍之內(nèi)，不僅有助于提升汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率并降低能源損耗，還有助于降低汽輪機(jī)組的故障發(fā)生率，從而延長(zhǎng)汽輪機(jī)組的使用壽命。而要提升凝汽器管理控制質(zhì)量，需要保證操作人員具備足夠的專業(yè)技術(shù)能力以及崗位責(zé)任意識(shí)，并在凝汽器操作過程中嚴(yán)格遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，避免因不當(dāng)操作對(duì)凝汽器的組成構(gòu)件或運(yùn)行效果產(chǎn)生影響。除此之外，相關(guān)工作人員還應(yīng)關(guān)注管道內(nèi)水質(zhì)的情況，并研究制定合理的凝汽器管道清理方案，避免因管道的堵塞而影響到凝汽器的運(yùn)行效果。優(yōu)化真空泵型式，改進(jìn)真空抽氣管道布置方式，進(jìn)行循泵變頻、高低速改造或者優(yōu)化運(yùn)行方式等手段，也可以實(shí)現(xiàn)冷端優(yōu)化。

4、重視汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)以及通流部分的性能。軸封系統(tǒng)以及通流部分的性能對(duì)汽輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率有著重要影響，但是由于其結(jié)構(gòu)的原因，使得軸封系統(tǒng)以及通流部分難以在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中進(jìn)行維護(hù)。所以，相關(guān)工作人員應(yīng)在機(jī)組大修期間加強(qiáng)對(duì)軸封系統(tǒng)以及通流部分的檢查與維護(hù)工作。對(duì)于軸封系統(tǒng)的檢查維護(hù)工作，主要是檢查是否存在蒸汽外泄可能，疏水管道是否存在堵塞情況，以及是否存在供汽帶水問題等。而汽輪機(jī)通流部分的檢修工作，需要使用專用工具對(duì)隔板以及葉片進(jìn)行沖洗以及噴砂清理，然后需要檢查隔板以及葉片的腐蝕、松動(dòng)、傷痕等情況，并判斷組件是否需要更換，除此之外還應(yīng)對(duì)通流部分的軸向間隙、葉片頂部徑向間隙進(jìn)行檢測(cè)，從而確保軸封系統(tǒng)以及通流部分的性能良好，避免對(duì)汽輪機(jī)的運(yùn)行效率帶來影響。

總之，在我國電廠建設(shè)過程中，通過控制汽輪機(jī)給水溫度，維持凝汽器最佳真空，改進(jìn)汽輪機(jī)啟動(dòng)，優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行，改善汽輪機(jī)停機(jī)能夠確保汽輪機(jī)運(yùn)行實(shí)現(xiàn)更高程度的節(jié)能降耗，在一定程度內(nèi)推進(jìn)我國發(fā)電行業(yè)的發(fā)展，為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和科技水平的有效提升奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，確?，F(xiàn)代人生活需求得到更高程度的滿足，進(jìn)而有效提升我國綜合國力，使其在未來國際競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)更高優(yōu)勢(shì)。

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（作者單位：霍煤鴻駿鋁電公司電力分公司）