火力发电厂汽轮机组的节能降耗措施探讨

朱静+王磊+郝娜+刘骞+刘凯+聂文娟+臧藏

摘 要：汽轮机组是火力发电厂生产运营的关键设备，然而汽轮机组在运行过程中需要耗费大量能源，影响了火力发电厂的经济效益。在节能减排大背景下，火力发电厂应高度重视汽轮机组的节能减耗，结合汽轮机组的运行要求，有针对性地采取节能减耗措施，降低汽轮机组的能耗，提高汽轮机组运行的稳定性和节能性，实现可持续发展。文章简要介绍了火力发电厂汽轮机组，分析了火力发电厂汽轮机组能耗影响因素，阐述了火力发电厂汽轮机组节能降耗有效措施。

关键词：火力发电厂；汽轮机组；节能降耗；措施

中图分类号：TK269 文献标志码：A 文章编号：2095-2945（2017）23-0054-02

近年来，我国经济快速发展，各领域电力能源消耗較大，火力发电厂为了满足社会发展对于电力能源的需求，需要不断提高生产量。为了进一步节约不可再生能源，必须加强汽轮机组的节能降耗措施，优化汽轮机组运行工况，调整其运行状态，科学、有效地进行节能降耗处理，提高汽轮机组的运行效率，实现更好的经济效益。

1 火力发电厂汽轮机组概述

汽轮机组在火力发电厂中主要以蒸汽作为工质，将热能转换为机械能，用于供应发电机发电。汽轮机组实际运行使用中具有以下特点：其一，稳定性较高，汽轮机组在实际应用中稳定性较高，不容易发生运行事故；其二，自动化水平高，日常维护检修较少，设备利用率较高；其三，汽轮机组运行可以保持良好的连续性，其单机功率较大；其四，使用寿命较长，稳定性和耐久性较好，对于燃料的使用要求较低；其五，热经济性能较好，热效率较高。

2 火力发电厂汽轮机组能耗影响因素

2.1 通流性

火力发电厂汽轮机运行时，通流性对于汽轮机组的蒸汽做功有着直接影响，如果通流性不足，会导致汽轮机组耗费大量的能源。若汽轮机组运行时，能够有效改善其通流面积和气流量，从而提高汽轮机组缸内效率，可以使汽轮机组能耗大大降低。

2.2 气缸效率

当前很多火力发电厂的汽轮机组安装和管理维护落实不到位，根据汽轮机组设计标准，在实际应用中其气缸效率往往会明显低于设计标准，因此我国火力发电厂汽轮机组的气缸效率远远低于国际水平。气缸效率降低会直接影响汽轮机组运行中的能源消耗，这使得汽轮机组能耗大幅度增加。

2.3 出力系数

出力系数是汽轮机组运行中的一个关键指标，其直接影响着汽轮机组的能耗。电网运行时，在不同时间段电力负荷往往发生较大变化，电力峰谷起伏。而汽轮机组运行过程中往往需要适应这种波动的电力负荷，在调整运行时需要消耗大量能源。

2.4 气压与温度

火力发电厂的汽轮机组运行时，周围环境的气压与温度对于其运行效率有着直接影响。若汽轮机组水压较低又无法及时调整燃料燃烧，这使得汽轮机组蒸汽流量也会大大增大，使得机组蒸汽气压降低，运行效率下降。同时，锅炉运行时，若吹入空气比重提高、燃料供应不足、喷水量增大，造成锅炉受热面出现严重积垢，这使得整个机组需要消耗大量热量，其运行效率不断降低。

3 火力发电厂汽轮机组节能降耗有效措施

3.1 降低机组停机、运行和启动能耗

根据火力发电厂生产运营要求和汽轮机组运行特点，在停机操作时，可以选择滑参数停机操作，一方面，这种操作可以为汽轮机组的维护检修提供方便，降低汽轮机组内部相关装置温度；另一方面，汽轮机组停机时，锅炉温度还较高，通过利用锅炉的持续高温状态，有助于为发电提供帮助。汽轮机组实际运行过程中，主要利用定-滑-定方式，若汽轮机组运行负荷较低，最好设定低水平定压模式，确保锅炉燃烧稳定性和建立良好的水循环。同时，对给水泵轴转速进行有效控制，合理调节喷嘴，避免汽轮机组在高负荷区运行，进一步降低汽轮机组能耗，提高运行效率。另外，汽轮机组启动时，主要通过开高、低旁方式，维持其运行压力，然后切换手动操作，控制真空压力数值处于65～70kPa范围，在短时间内快速增加汽轮机组蒸汽量，机组温度迅速升高，从而有效缩短汽轮机组启动时间，降低能耗。

3.2 提高给水温度

给水温度较低，一方面会增加锅炉燃料燃烧量，另一方面会使锅炉排烟量温度升高，产生较大的热能损失，造成锅炉生产效率下降，为了降低汽轮机组能耗，应注意提高给水温度。

3.2.1 注意检漏操作

在检查加热器铜管时，重点检查水室隔板和高加筒体的密封性，特别注意水室隔板的漏点情况，若水室隔板加工焊接质量较差，很容易出现漏点，而高压给水往往会影响给推动水和蒸汽之间的热量交换，使得给水温度不能快速提升。若受热面筒体的密封性较差，会导致蒸汽阻塞，大大减少给水热量。为了确保回热系统的稳定、正常运行，使加热器保持正常水位。若凝汽器水位较高，凝结水往往会发生冷却变化，造成汽轮机组冷源产生较大损失。

3.2.2 保持高加投入率

高加投入率是指汽轮机组滑启和滑停时，对给水温度进行有效、及时地控制。汽轮机组启停时，及时投入高压或者裂解，有针对性地进行操作控制，规范操作使用，保持稳定的高压水量水位。在条件允许的情况下，对高压加热器换热管进行仔细清理，保持干净清洁，降低换热管积垢区域的热应力和温差热力，防止发生泄漏现象。

3.3 使凝汽器保持最佳真空状态

凝汽器运行过程中，排汽通过凝结和冷却转化为水，在汽轮机组中形成高度真空状态，蒸汽不断膨胀，持续做功。凝汽器是汽轮机组的关键部分，其运行状态对于汽轮机组的运行效率有着直接影响，所以为了确保凝汽器的安全性和经济性，尽量使凝汽器保持最佳真空状态，从而降低汽轮机组能耗。

3.3.1 降低凝汽器热负荷

汽轮机组运行过程中，凝汽器热负荷降低，能够有效提高汽轮机组运行效率和热效率，根据火力发电厂运营要求和汽轮机组运行特点，采取有效方法，降低凝汽器热负荷。其一，在凝汽器喉部设置雾化喷头，利用热传输方式雾化喷头可以吸收蒸汽凝结热，使除盐水和雾化喷头构成混合凝汽，凝汽器热负荷降低，形成最佳真空状态。其二，在凝汽器上部和排气缸喉部之间设置加热器，连接工业水系统和加热器出口部位，提高加热器的高热效率，使凝汽器运行热负荷不断降低。在凝汽器整改过程中，应根据汽轮机组应用条件和运行要求，选择最佳的方法，降低凝汽器热负荷，减少汽轮机组能耗。endprint

3.3.2 降低冷却水温

循环水系统运行过程中往往不受外界因素影响，并且其运行状态对于冷却水温度有着直接影响，若冷水塔设备存在异常问题，会使得出口温度不断提高，严重影响其冷却效果，所以为了避免发生这种问题，应安排专门的工作人员定期对水塔设备进行维护检查，特别是对水槽填料状态进行准确记录，做好歸档登记，一旦出现问题，应做好合理有效的处理。

3.3.3 增强真空系统严密性

为了确保真空系统处于定值状态，应增强真空系统严密性，严格防护真空系统，安排专门工作人员仔细检查凝汽器和真空系统是否存在泄漏问题，一旦发现泄漏问题，及时进行处理解决，确保真空系统的严密性。同时，工作人员应密切注意抽气器喷嘴，避免喷嘴发生变形和堵塞。结合外部负荷变化情况，合理、及时地调整汽轮机组轴封蒸汽压力，并且严格控制和检验负压系统阀门，防止其发生松动。

3.3.4 清洗冷却面

汽轮机组凝汽器冷却面出现大量污垢时，凝汽器冷却管阻力会大幅度增加，这直接影响了凝汽器安全、正常运行，所以应仔细清理冷却面，可以采用酸洗法和干洗法，若凝汽器冷却面污垢无法采用一般方法清洗，可以采用酸洗法，酸洗剂选用浓度为5%的氨基磺酸溶液，然后添加铜缓释剂、酸缓释剂和氢氟酸，有效控制清洗水温使其处于40摄氏度，合理调节水流速度，采用循环冲刷方法，结合清洁度测定标准，科学控制酸度大小，然后通过高位冷却塔水进行反向冲刷操作。并且向凝汽器中灌入除氧器热水，然后通过风机加热吹干冷却管内部，使冷却面污垢硬化，最后再通过冷水反复冲洗，将冷却面污垢有效去除。若凝汽器冷却面存在污垢，会使得凝汽器运行参数数据发生异常。冷却面初期形成污垢时，采用干洗法对凝汽器冷却面进行仔细清洗。

4 结束语

火力发电厂运营生产过程中，汽轮机组运行能耗较大，使得经济效益降低。为了提高汽轮机组的节能性，必须高度重视其节能降耗，根据汽轮机组运行特点和能耗特征，有针对性地采取有效方法和措施，优化汽轮机组运行，不断降低汽轮机组能耗，保障汽轮机组安全、稳定运行，全面提高经济效益。

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