论汽轮机在运行中如何节约能源

高建春

摘 要：随着社会经济的日益发展，人们对电力的需求也逐渐增多，但是由于我国资源有限，节能降耗成为电力业内关注的最主要问题。文章主要研究热电厂中的汽轮机运行，通过分析汽轮机运行机理等，研究如何使其在运行中的能量耗损量降到最低，提出建设性意见和方案，达到电力行业可持续发展的目标。

关键词：汽轮机；运行管理；节能降耗

能源市场在日益激烈的竞争环境中，热电厂之间的竞争也愈演愈烈，如何提高经济效益，便成为热电厂急需解决的主要问题之一。热电厂的运作是一个化学能转化成热能和电能的过程，在此过程中，会有大量的能量消耗，节能降耗是提高热电厂整体效益的关键，而提高能源的转换效率，则是热电厂节能的主要手段。在电厂的运作中，汽轮机发挥了重要的作用，同时汽轮机的能源消耗也很大，因此本文从汽轮机的运行着手，研究汽轮机在运行中如何节约能源，减少损失，对热电厂总体收益的增加有重要的作用。

1 汽轮机工作机理

1.1 汽轮机运行机理

汽轮机是能够将蒸汽热能转换为机械能，被应用于拖动发电机发电。是火电和核电的主要设备之一，它运行效率高、功率大、运行较为平稳、使用时间长。它的工作原理为：蒸汽流在一定温度和压力情况下经过稳定的喷嘴，并在喷嘴中不断扩张，不断消减蒸汽的压力和温度，提高其流动速度，从而完成蒸汽热能与动能的转换，汽轮机之所以会发出较大的功率，是源于其中不间断的高速蒸汽流动，蒸汽在单位面积中可以通过巨大的流量。也正是因为汽轮机的高效运作，才导致其耗能较大。

1.2 汽轮机工作过程

蒸汽机的类别很多，按其运行机理可分为：反动力和冲动式汽轮机；

2 汽轮机的能耗分析

2.1 汽轮机组能耗比較高

引起汽轮机组较高的能量消耗原因主要有两方面：汽轮机本身的喷嘴室和外缸比较容易变形，轴的两端汽封和隔板的汽封存在严重的漏气现象，低压缸出汽边容易受水的腐蚀，热力系统较容易发生泄漏状况，汽轮机组本身就存在严重的泄漏现象；在机组的调整作业方面，过高的冷却水温度、较高的凝汽器真空、实际的运作负荷和相应的参数不完全对应、没有应用优化的运行技术及方式，这些都会增加汽轮机的能量耗损，从而加大热电厂的经营成本。

2.2 空气冷凝器存在缺陷

凝汽器的胶球清洗装置很多性能较容易受沙尘和风的影响，沙尘会大量积聚在翅片管，从而使得翅片管的热阻增加，凝汽器的传输热量的性能恶化，引起机器通道的堵塞。在负风压地区，风机吸入的空气量相对较少，使得凝汽器中的热气不能够顺畅的流动。另外，凝结水的溶氧超标时，能够加速设备和管道的腐蚀，凝汽器在冬季较容易出现流量不顺畅和大量凝集问题，严重影响汽轮机的运行。

3 节能降耗措施

提高凝汽器的真空度可以降低汽耗、热耗，提高汽轮发电机的运作效率。具体节约能源和降低损耗的方法归结如下。

3.1 保持凝汽器的最适宜真空

汽轮机最常用的凝汽器为表面式。维持凝汽器的最适宜真空，既可以提高机组的做功能力，又能够减少燃料量，进而让机组更加经济的运作。在机组正常运作情况下，维持凝汽器最适宜的真空应该采取以下措施：一是保持良好的严密性。保障两周一次的严密性试验，包括漏水试验等。若在检查中发现真空系统不够严密，影响到机组的真空，应该立即查找不严之处，进行维修护理。二是对射水泵及时进行作业维护，包括水位是否在正常范围内，水温高低情况，若出现异常，及时换水，维持池水温度不超过25℃。三是对水的品质应加强监督管理，及时对凝汽器进行除垢，定期对胶球进行清洗，从而提高凝汽器铜管的换热效率。四是凝结水的水位要保持在正常水位范围内，凝结器空间随着凝汽器水位的升高而减少，冷却面积也随之减少，凝汽器真空度下降。

3.2 适当提高给水温度

给水温度与锅炉燃料量变化和锅炉燃烧有着紧密的联系，若是给水温度低，锅炉供电煤的损耗会增加，同时排烟的热能也会加大，热消耗会同时增大，从而减小锅炉效率。要对加热装置充分利用，来提高给水的温度。经大体估算，给水温度每提高1 ℃，电厂的耗煤率就会减小0.2%左右。提高给水的详细措施如表2所示。

3.3 合理管理高压调门

机组运行要求尽量减少调节阀门的节流损失，提高汽轮机的效率。通常阀门的节流损失在阀门接近全关或接近最大流量时达到最小。顺序阀门控制方式下，只有一个高压调节阀进行开度调节，其余的阀门保持全开或全关，这样减少了节流损失，提高机组热效率。经过运行计算得出，#3、4机组在120 W负荷以下是，目标值设为114，#1、2高压调门全开，#4高压调门全关，由#3高压调门来调节；负在120 W以上，目标值设为120，#1、2、3高压调门全开，由#4高压调门来调节。可以达到减少节流损失，提高机组效率。

3.4 汽轮机运作及停止

一是汽轮机的运作。汽轮机的运行方式为定-滑-定，在比较低的负荷下为了保障给水泵轴临界转速的限制、燃烧的平稳性、锅炉中水的循环情况，从而应用低水平的定压调节；喷嘴调解则应用于高负荷区域，为了保障高效率的机组选择使用变换通流面积的措施；在中间区域的压力区应用一个或两个现来调整汽门闭合处于滑动和压力的工作情形，与此同时加减负荷则是靠锅炉调整压力来实现。汽轮机的此种运行方式能够很好的适应负荷的改变，可以提供机组一次调频的需求，这种方式之所以可以减少节流的耗损，是因为仅有一个调节汽门没有完全开启。汽轮机在较高压力工作时，应该合理范围内提高主汽压力和温度，从而为加热器有较高的利用率做出保障，加热器水位也应该在合理范围内做出调整，降低加热器两端的差距来提高给水温度。凝汽器本身除氧能力下降也是影响机组效率的关键因素。有些钛管完全处于凝结水中，是由于凝汽器中存在过高的凝结水，凝结水在持续冷却过程中造成超冷状态，从而增加机组冷却的源头损失，据统计大约1℃过冷减少对应0.5%的机组热耗率降低。因此，维持正常的凝汽器水位，对汽轮机的运行调整起到非常重要的作用。二是汽轮机的停止。汽轮机采用滑参数用来正常停机或是非计划停机，不仅能够完全利用锅炉的剩余热量发电，又能够使汽轮机和锅炉装置的温度降低，有助于对装置进行检修。

4 结语

节能降耗在热电厂运作中起到关键的作用，能够提高资源利用率，减少企业成本，降低对空气的污染程度，实现热电厂能源的可持续性发展，是一种全新的经济发展模式。热电厂的汽轮机实行节能降耗后能够大大提高本厂的各项收益，促进电厂的经济发展，汽轮机的节能降耗措施主要有保持凝汽器的最适宜真空、适当提高给水温度、汽轮机的运行管理等。由于节约能源和降低损耗方案有多种，不仅仅对于汽轮机工作方面的调整和改进，要定期对热电厂中所有的机器进行维护，总结经验，避免能量耗损，降低发电成本，为企业创造更加客观的效益。

参考文献

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