火电厂汽轮机节能降耗措施浅议

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摘要：近年来，火电厂汽轮机高消耗的问题引起了煤炭行业的高度重视。如何践行生态低碳发展理念，落实节能降耗措施成为亟需解决的问题。以此为主题展开探讨，首先介绍了火电厂汽轮机的特点，指出火电厂汽轮机节能降耗的重要性，其次深入分析了火电厂汽轮机能耗的影响因素，具体包括汽缸设备、汽轮机温度和压力、电力负荷、人为因素，最后从诸多角度详细探讨了火电厂汽轮机节能降耗的有效措施，以期能够达到更好的节能效果。

关键词：火电厂；汽轮机；节能降耗；内部节能；外部节能

随着生态可持续发展理念的提出，中国各行各业都在推出节能减排行动。火力发电这种传统式电能生产供应形式，占据比例高且煤炭消耗量大，因此更应当对火电厂汽轮机重要部位采取节能降耗措施，调整优化汽轮机结构，使汽轮机处于最佳运行状态，形成科学有效的节能降耗运营模式，真正做到为社会经济的健康发展保驾护航。

1火电厂汽轮机概述

汽轮机在工作过程中借助蒸汽实现能量的转换，通过反应将热能转换为机械能用于火电厂发电。火电厂汽轮机具有以下几个主要特点：a)稳定性和连续性较好。稳定性好体现为其自动化程度较高，可代替人工进行危险操作，工人的安全系数大幅度提高；连续性好主要是其单机功率较大。b)耐久性较好。设备利用率高，耐久性较好，日常的故障维修次数较少，使用周期较长。c)汽轮机的热经济性能较好，热效率较高[1]。

2火电厂汽轮机节能降耗的重要性

社会经济的发展需要煤炭、电力等能源辅以支撑，但大多数不可再生资源面临枯竭，无法满足社会发展的需求。提倡火电厂对汽轮机实行节能降耗，这样一方面可以提高能源利用率，缓解能源紧张的局面，迎合火力发电仍然是中国发电的主要方式的大体趋势；另一方面，符合国家倡导的生态可持续发展理念，转变经济增长模式，避免出现温室效应、雾霾、酸雨等环境污染问题，真正体现环境保护责任担当。

3火电厂汽轮机能耗的影响因素分析

火电厂汽轮机能耗的影响因素可从四个角度进行分析。

3.1汽缸设备汽缸设备作为汽轮机的重要组成部分，可以起到阻隔空气的作用。但目前相关的汽缸生产制造技术较为落后，导致关键的参数值———汽缸效率高于实际运行值，加大了能源的消耗。

3.2汽轮机温度和压力

若汽轮机温度、压力等外在条件匹配，则可以在一定程度降低能源消耗，但极难控制。若空气吹入比例过高，汽轮机温度值不符合标准，则会滋生积垢，加大能耗。相应的低水压会出现燃烧不充分、蒸汽流量增长、汽轮机气压下降的状况。温度和压力调整的重点是关注加热器和空冷凝汽器装置，保证加热器的正确操作与维护，防止泄漏堵管、水温降低。要避免空冷凝汽器装置处于负风压区域，及时清理凝汽器内的风沙，使其翘片管热阻不至于过高[2]。

3.3电力负荷

电力负荷变化幅度较大，稳定性较低。这就要求调整汽轮机参数和结构，以适应电力各阶段峰值，在调整阶段能源消耗无疑会加大。

3.4人为因素

人为因素方面主要是指专业技术人员的巡视、检查与维护工作。专业技术人员要结合实际情况对汽轮机的凝汽器、汽轮器启停过程等进行改善调整，进而降低汽轮机的运行风险和能源消耗。

4火电厂汽轮机节能降耗有效措施

随着电力资源需求量的急剧增加，火电厂行业内部的竞争越来越激烈。同时，能源价格不断提升，火电厂的生产成本也随之增加。汽轮机及其相应的热力系统在构成方面较为复杂，因而要实现汽轮机的节能降耗，就需要加强管理。

4.1内部节能降耗措施

4.1.1维持凝汽器最佳真空状态。凝汽器在汽轮机安全运行、节能减排过程中发挥着关键的作用。借助凝汽器可冷却凝结排汽，为后续做功提供低压环境。维持凝汽器最佳真空状态十分关键，可从以下几个方面落实。a)降低凝汽器热负荷。降低凝汽器热负荷的具体做法有两种：(a)选择在凝汽器上部与排汽缸喉部之间位置设置表面式加热器，目的是入口连接工业水系统，出口连接化学供水系统。这种做法虽具有提高热效率、降低热负荷的优势，但需考虑汽阻使载荷增大的问题。(b)安装雾化喷头于凝汽器喉部位置，主要起加快蒸汽凝结、缓解热负荷及提高真空度的作用。b)清洗冷却面。清洗凝汽器冷却面的方法主要有两种，分别为干洗法和酸洗法。干洗法适用于清理初期形成的疏松淤泥，要注意对比运行前后的数据差异，从而判断冷却面是否干净。酸洗法适用于清理后期沉淀硬化污垢，具体步骤是：利用质量分数为5%的氨基磺酸和适量渗透剂、铜缓蚀剂等成分循环冲刷凝汽器，清理效果通过酸度来判定。若两次连续的酸度相同，证明清洗度高。然后开始下一步骤———加入工业磷酸三钠（Na3O4P）反向冲刷高位冷却塔。c)严密防护真空系统。提高真空系统的严密性，真正达到“严防死守”、丝毫不漏的效果。需要定期对凝汽器真空系统进行检漏，加强对关键部分，即喷嘴、轴封、负压系统的阀门等关键部分的检查，例如检查喷嘴是否变形，轴封蒸汽压力数值的调整状况，法兰的紧实程度等。d)降低冷却水温。冷却水的温度主要受循环水系统设备运行影响，因此，火电厂应开展水塔设备的维护工作，做好喷嘴、配水槽、填料等重要部位的维护、保养跟踪记录。对于出现的水塔设备问题，应及时报备与处理，以免影响冷却效果[3]。4.1.2提高给水温度。若给水温度较低，会导致煤炭消耗和热损增加，锅炉生产效率却下降的后果，因此，提高给水温度极为重要，具体有以下两种做法：(a)保证高加投入率，具体为加强汽轮机启停之时对水温的控制。通过进行投入、解列高压、调整违规操作、管内清洁等，保持高压水量、水位的稳定性。(b)机组大、小修时对加热器采取检漏措施，对铜管进行漏点检查，对水室隔板、高加筒体进行密封性检测。同时还要始终保持加热器处于正常水位运行[4]。4.1.3汽轮机启动。运行和停机的节能降耗a)汽轮机启动。汽轮机启动过程中将真空压力值维持在65～70kP之间，这样做的好处在于能够加大汽a轮机蒸汽量、加快暖机速度及控制胀差值，提升启动效率。b)汽轮机运行。为满足汽轮机机组一次调频的需求，运行中最好采用定-滑-定的方式。对于高低负荷区域定压问题，这里要着重强调一下。高负荷区域可采用喷嘴进行调节，低负荷区域可采用低水平的定压调节，从而提供稳定的水循环和燃烧过程。要在汽轮机低负荷区域的中间部分，通过滑压操作、关闭气门等控制锅炉压力值，达到增加或减少负荷的目的。与此同时，汽轮机高负荷运行过程中，一方面会提高主汽压力和温度，为加热器的高效率工作创造条件。另一方面要强调合理调整加热器的水位，将加热器端差控制在最低范围，还要意识到维持凝汽器水位正常的重要性。若凝汽器水位过高，易造成凝结水超过软管，致使凝结水加深冷却，造成机组冷源损失。c)汽轮机停机。汽轮机机组要采用滑参数进行停机操作，这样不仅可以保持锅炉高温状态，还可以降低其他设备的温度，便于开展设备检修维护工作。

4.2外部节能降耗措施

4.2.1治理阀门内漏治理阀门内漏刻不容缓。a)要从设计上把关，保证阀门的设计能够满足设备性能需求；b)注重阀门的质量把关，选择市场中声誉、口碑好的阀门品牌；c)加强对安装人员的培训，使其能够顺利安装阀门，并依托专业人员进行检漏测试和有效调整，以保证阀门的稳定使用。4.2.2加强技术改造对汽轮机进行技术改造要认清以下几点：a)全面了解汽轮机结构性能，选取匹配的技术进行改造；b)认清技术改造的主要对象为凝汽器，其在提高汽轮机运行效率、节能降耗、降低发电经济成本方面作用明显；c)调整汽封间隙，选择合适的汽封型号，进而防止蒸汽泄漏，汽机通流效率下降[5]。

5结语

进入21世纪后，需认识到火电厂汽轮机节能降耗运行对经济、生态等多方面的有利影响。但由于温度、压力、设备等多方因素的影响，汽轮机能源消耗量增加。为此，需要认清现实因素，并采取科学、合理的手段对汽轮机进行节能降耗。要采取维持凝汽器最佳真空状态、提高给水温度、调整汽轮机启停过程、加强技术改造等措施有效降低火电厂汽轮机能耗，提升火电厂汽轮机运行安全性和节能效果。

参考文献：

［1］叶光磊.关于火电厂汽轮机运行节能降耗措施的分析［J］.科技创新与应用，2015(36)：124.

［2］王洪沾.火电厂汽轮机运行节能降耗措施的优化［J］.中国高新科技，2019(11)：98-100.

［3］姚学彪.浅析火电厂汽轮机运转的节能降耗措施［J］.石河子科技，2015(4)：23-24.

［4］林长春.关于电厂汽轮机节能降耗的研究与探讨［J］.节能，2019，38(6)：26-27.

［5］任皓雪.电厂汽轮机运行的节能降耗探讨［J］.资源节约与环保，2019(3)：28.

作者:刘文豪 单位:晋控电力同兴山西发电有限公司