提高電廠汽輪機(jī)效率與經(jīng)濟(jì)性研究

安 然

（山東省環(huán)能設(shè)計院股份有限公司，山東濟(jì)南 250100）

提高電廠汽輪機(jī)效率與經(jīng)濟(jì)性研究

安 然

（山東省環(huán)能設(shè)計院股份有限公司，山東濟(jì)南 250100）

電力與人們?nèi)粘Ｉa(chǎn)生活息息相關(guān)，同時也是提升人們?nèi)粘Ｉ钯|(zhì)量的關(guān)鍵部分之一。以當(dāng)前電廠汽輪機(jī)運(yùn)行效率為基礎(chǔ)，結(jié)合近年來的工作經(jīng)驗，提出如何提升電廠汽輪機(jī)運(yùn)行效率及其經(jīng)濟(jì)性。

電廠；汽輪機(jī)；運(yùn)行效率；經(jīng)濟(jì)性

我國社會發(fā)展帶動了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，絕大部分行業(yè)與前些年相比都有所進(jìn)步，對能源的需求也呈現(xiàn)出幾何式增長。我國能源的整體利用效率與世界先進(jìn)國家相比低11%左右，火電廠效率僅為發(fā)達(dá)國家的33%，所以如何提升電廠汽輪機(jī)效率及電廠的經(jīng)濟(jì)性，已經(jīng)成為相關(guān)工作人員迫切需要解決的問題。

1 汽輪機(jī)重?zé)岈F(xiàn)象發(fā)生原因闡述

1.1 汽輪機(jī)的選擇

電廠發(fā)電機(jī)組工作效率主要受制于發(fā)電負(fù)荷率以及機(jī)組自身的發(fā)電效率兩個方面。傳統(tǒng)的單級汽輪機(jī)葉片和葉輪強(qiáng)度有限，導(dǎo)致蒸汽于汽輪機(jī)內(nèi)焓降發(fā)生縮減。

多級汽輪機(jī)和單級的汽輪機(jī)相比較來看，多級汽輪機(jī)單位功率的成本、占地面積、建筑體積都明顯縮減，這兩個方面有明顯的減少，機(jī)組整體發(fā)電量提升也較為明顯。因為受到汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速的影響，想要在最佳的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行，就需要保持多級汽輪機(jī)單級焓降數(shù)值處在較小的范圍內(nèi)，焓降數(shù)值越小，葉片轉(zhuǎn)速越大。

蒸汽壓力、溫度等不同，都會對多級汽輪機(jī)產(chǎn)生影響。工作人員可以在廣義的范圍內(nèi)對蒸汽初始的壓力情況進(jìn)行調(diào)整，保證溫度參數(shù)的合理性，還要控制熱循環(huán)，讓熱循環(huán)的效率始終處在最佳的狀態(tài)下。按照不同情況，對汽輪機(jī)組進(jìn)行選擇。

1.2 重?zé)岈F(xiàn)象研究

多級汽輪機(jī)如果發(fā)生重?zé)崆闆r，會影響到設(shè)備的正常使用。如果上級焓降受到損失，則比熵會明顯提升，導(dǎo)致后面的焓降越來越大。前一級別比焓的損失情況會對后續(xù)的焓降情況產(chǎn)生影響，即為重?zé)岈F(xiàn)象。多級汽輪機(jī)內(nèi)部存在重?zé)岬那闆r，所以相比之下前一級比焓的實際損失情況會直接表現(xiàn)在其后方。多級汽輪機(jī)全局效率要明顯超出不同級的平均效率。重?zé)嵯禂?shù)就是汽輪機(jī)不同級別焓降數(shù)值和汽輪機(jī)自身焓降情況的一種比差值。通過分析重?zé)嵯禂?shù)表達(dá)式發(fā)現(xiàn)，重?zé)嵯禂?shù)的值與汽輪機(jī)組效率之間成正比。因為想要從根本上提升重?zé)嵯禂?shù)，就必須要保證多級汽輪機(jī)熱損失情況，降低其余各個級別的機(jī)械效率。多級汽輪機(jī)工作效率有所提高，才能從根本上提升不同級別的內(nèi)效率。

1.3 汽輪機(jī)進(jìn)排氣阻力問題

常見的問題包含汽輪機(jī)進(jìn)氣損失問題、排氣損失問題等。汽輪機(jī)進(jìn)氣和汽輪機(jī)排氣兩個部分產(chǎn)生損失，最主要的原因集中在下述幾個方面。首先是因為蒸汽沿著管道的方向流動，并在流動的過程中發(fā)生摩擦。如果蒸汽流動需要轉(zhuǎn)向，則會產(chǎn)生一定量的局部損失。蒸汽流動渦流損失也是相對常見的一種損失模式。

1.4 進(jìn)氣壓力損失問題

目前常見的多級汽輪，蒸汽進(jìn)氣過程很容易產(chǎn)生能量損失，而且這種能量損失難以規(guī)避。蒸汽在進(jìn)入到工作艙的過程中，需要途徑主汽閥、調(diào)節(jié)閥以及蒸汽室。經(jīng)過不同的設(shè)備會產(chǎn)生不同程度的壓力損失，降壓最嚴(yán)重的環(huán)節(jié)是蒸汽在進(jìn)入到主汽閥的過程中，其次是調(diào)節(jié)閥。蒸汽通過上述設(shè)備必然會承受一定的壓力損失，節(jié)流過程的壓力比較大，閥門前后壓力下降十分明顯，能量損失也相對較大。所以從該角度來看，進(jìn)氣損失屬于蒸汽進(jìn)入到汽輪機(jī)工作室中的一種壓力損失表現(xiàn)形式，并利用比值的方法來表示蒸汽流通過前后壓力情況。

1.5 排氣壓力損失問題

排氣壓力通常均代指了蒸汽于排氣管道流通過程中，可能產(chǎn)生的各種壓力損失情況，主要構(gòu)成要素分成管道內(nèi)部管阻的壓力以及撐起渦流、蒸汽自身流動轉(zhuǎn)向方面的阻力等。計算出多級汽輪機(jī)其在末級蒸汽出口方面的壓力，綜合多級汽輪機(jī)凝氣器出口壓力，通過計算的方法來得出最終的排氣壓力損失情況。對壓力的具體損失情況進(jìn)行分析，利用壓力來為排氣做工，通過擴(kuò)壓等形式來轉(zhuǎn)變汽輪機(jī)排氣氣體動能情況，將排氣氣體動能轉(zhuǎn)變成為壓力能源，最大程度地補(bǔ)償排氣管道運(yùn)行壓力損失情況。

汽輪機(jī)在排氣時，其初始壓力會影響到整體排氣壓力，并導(dǎo)致排氣壓力出現(xiàn)損失。整個過程中，汽輪機(jī)組再熱機(jī)組的機(jī)組初始壓力會發(fā)生變化，但是這種壓力變化只會對焓降值產(chǎn)生影響，并不會影響到汽輪機(jī)組運(yùn)行功率以及汽輪機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。蒸汽排氣狀態(tài)下壓力損失一般都會由汽輪機(jī)自身的初始參數(shù)來決定。從今年來工作開展的情況來看，多級汽輪機(jī)可以大量利用各種熱回收蒸汽發(fā)生器，來提供足夠量的汽輪機(jī)動能，讓汽輪機(jī)可以始終都處于連續(xù)作業(yè)的狀態(tài)。

2 結(jié)束語

通過總結(jié)近年來多級汽輪機(jī)重?zé)岈F(xiàn)象的產(chǎn)生原因，判定重?zé)崃吭谄啓C(jī)能量中損失比率較大，所以如何高效率的利用重?zé)崃?，已?jīng)成為提升電廠經(jīng)濟(jì)效益的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。在發(fā)電廠建設(shè)初期，分別對比多級汽輪機(jī)和單級汽輪機(jī)二者的優(yōu)勢與劣勢，并分析電廠多級汽輪機(jī)進(jìn)氣位置與排氣位置的損失情況，全面實現(xiàn)電廠節(jié)能改造，為電廠獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 程友良，楊星輝，韓富強(qiáng).不同波形填料對冷卻塔出塔水溫及電廠機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響[J].水電能源科學(xué)，2015，（2）：187-191+175

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[3] 王家勝，王惠凌，李俠.提高汽輪機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性途徑的分析與探討[J]. 貴州電力技術(shù)，2008，（2）：24-25.

Study on Improving the Efficiency and Economy of Steam Turbine in Power Plant

An Ran

Electricity is closely related to people’s daily production and life，and it is also one of the key parts to improve people’s daily life quality.Based on the current operating efficiency of power plant steam turbine，combined with the work experience in recent years，how to improve the efficiency and economic efficiency of power plant steam turbine.

power plant；steam turbine；operating efficiency；economy

TM621

A

1003–6490（2017）10–0071–01

2017–07–20

安然（1982—），男，山東淄博人，工程師，主要從事熱電聯(lián)產(chǎn)相關(guān)的鍋爐、汽輪機(jī)系統(tǒng)及節(jié)能環(huán)保方面的設(shè)計研究與應(yīng)用。