發電廠汽輪機及其輔機設備節能技術

郝宗凱，夏冰

（中國電能成套設備有限公司，北京 100080）

中國能源的消費量比較大，雖然能源資源較為豐富，但是人均占有量卻比較低，能源分布也不夠合理，這就使得能源利用率相對較低，能源浪費問題比較嚴重，這就使得單位產值能耗比較高，損耗也較為嚴重，嚴重制約了國民經濟的可持續發展。汽輪機技術逐步完善在一定程度上提升了汽輪機及其輔機設備的熱效率。在經濟大環境與市場經濟推動下，電力行業面臨節能增效上的壓力，需要全面提升發電廠汽輪機及其輔機設備的運行效率，盡可能降低能源方面的消耗，逐步提升其社會效益與經濟效益。

1 汽輪機及其輔機設備節能增效可行性分析

1.1 技術角度

從目前來看，中國現有汽輪機技術經過長期實踐運行以及技術發展，汽輪機及其輔機技術較為完善，這在一定程度上提升了熱效率，在確保降低能耗基礎上，全面提升汽輪機及其輔機的能源轉化率，對提升節能減排能力具有至關重要的作用。經過技術改造，在一定程度上提升了汽輪機及其輔機的安全性與可靠性，為創新發電廠汽輪機及其輔機設備的節能技術提供有效技術支撐。

1.2 經濟角度

發電廠汽輪機及其輔機設備節能技術在創新過程中，針對創新后成本收益進行更加合理、科學的評估，避免對技術創新盲目追求，或者是改造后并沒有達到節能減排目的，此外，技術創新還需要滿足高效益、低成本經濟指標。從目前來看，大多數大電廠改造以及創新汽輪機及其輔助設備，同新式汽輪機相比，投入成本相對較低，經過了技術改造以及技術創新后，有效控制汽輪機及其輔機設備的能耗。遠期來看，發電廠對創新和改造汽輪機及其輔機設備節能技術具有非常高的經濟可行性。

2 汽輪機及其輔機設備的影響能耗因素

2.1 能耗因素

汽輪機氣缸是相對封閉、性能良好的氣室，阻斷氣缸內的氣體和外界的空氣，同時將蒸汽轉化成機械能。氣缸內缸和外缸間存在著空氣夾層，工作過程中，熱輻射作用促使內缸熱能向外缸傳遞，夾層內氣流在某種程度上實現氣缸預加熱，為氣缸內的工作效率提供保障。汽輪機及其輔機設備工作過程中，氣缸內噴水量直接影響氣壓與溫度。熱能持續供應的狀態下，噴水量和空氣之間比重逐漸增加，這就使得熱能消耗也逐漸增加，汽輪機及其輔機設備工作效率處在比較低的工作狀態，熱能損耗問題也比較嚴重。蒸汽壓力與溫度變化也會影響汽輪損耗，實際操作過程中，需要保證鍋爐冷水壁與過熱器內部保持清潔狀態，同時汽輪機輔機管線路合理性與封閉性也需要保證。

2.2 調整因素

汽輪機及其輔機設備的運行調整合理性對整體節能降耗有效性產生直接影響。汽輪機及其輔機設備在運行調整過程中主要包含6個方面的問題。（1）未優化循環水運行方式，進而未及時維護二次濾網，最終造成了堵塞，或者是真空泵冷卻水的溫度過高等造成凝汽器真空偏高。（2）機組啟停時，若是暖機時間的調整不夠恰當或者是調整過長也容易產生機組跳閘，這就使得機組由于頻繁的開機停機而造成能耗增加。（3）機組由于運行調整不夠恰當造成了各項參與和實際負荷之間存在不符情況，這就使得能耗增加。（4）一部分并沒有應用新型技術或者是參與改造舊機組，比技術創新機組的能耗高。（5）凝結水泵的運行方式不夠合理，由于未合理進行環節調整促使汽輪機及其輔機設備的運行能耗隨之增加。（6）加熱器的水位設定方面不夠合理，或者是由于水位設定過高，或者是水位設定過低。

3 汽輪機及其輔機設備的節能途徑

汽輪機及其輔機設備經過長時間的運行后，在不同程度上出現能耗增加問題，需要不斷增加汽輪機及其輔機設備節能技術改造工作，設置有效運行方案，全面提升汽輪機及其輔機運行的有效性，最終達到增效降排目的。

3.1 改造鍋爐水泵

汽輪機及其輔機設備改造節能技術時，需要針對原能耗較高鍋爐水泵換成能耗相對較小上水泵。啟動機組前或者是鍋爐汽水系統的上壓試驗過程中，可以選擇能耗相對較小的上水泵上水，鍋爐點火后則需要完成升壓后啟動電泵，這樣有利于降低汽輪機及其輔機能耗。

3.2 改造凝結器系統

汽輪機及其輔機正常工作時，蒸汽做功屬于蒸汽降溫、蒸汽降壓過程；正常來看，壓力越低，蒸汽做功越多，那么凝汽器內壓力需要保持在最佳真空的狀態，這樣能夠為汽輪機及其輔機設備做功效率提供保障，這樣不僅能夠實現減少煤耗的目的，還有利于提高機組經濟效益。首先，高精度實驗凝汽器的真空嚴密性，為了能夠提升凝氣設備工作過程中真空系統嚴密性，那么就需要定期針對凝氣設備真空嚴密性開展高精度試驗，一旦出現凝汽器真空不合格時，需要及時維護以及及時堵漏。其次，對循環水的水質進行嚴格控制。工作人員需要嚴格監控循環水水質，這樣能夠規避凝氣管銅管之內產生水垢，對換熱效果產生影響，例如定期檢查膠球的清洗系統，諸如對膠球清理系統定期檢查，對膠球清洗系統運轉情況進行查看，為膠球清理系統的工作效率提供保障。一旦發現形成了水垢，需要及時清洗并且為換熱效果提供保證。此外，定期的清查以及維護循環水泵，定期清理與沖洗旋轉濾網與二次濾網等，保證循環水的水質，提升換熱效果。最后，對抽氣設備定期維護。工作人員需要定期檢查抽氣器的水箱水溫，保證抽氣器工作水箱處在正常水溫，確保抽氣器工作水箱的水溫保持在26℃以下。

3.3 改造汽水系統

汽輪機及其輔機設備在改造節能技術時，需要盡可能提升溫水使用率，促使再熱蒸汽溫度、主汽溫度等同相關設計值盡量接近，同時還需要提升蒸汽壓力，提升蒸汽做功高效性。汽水品質對汽輪機節能降耗具有直接影響，若是汽水的品質比較差，那么不僅容易造成汽輪機在流通部分出現結垢問題，還對汽輪機工作效率產生影響，甚至不利于汽輪機安全運轉。工作人員需要逐步提升汽水霧化的效果，合并設計補水方式，這樣能夠有效規避出現凝結水溶氧過多的問題等等，最終提升汽車的品質，提升汽輪機的工作效率。

3.4 改造加熱系統技術

發電廠汽輪機熱力系統主要借助煤燃實現加熱給水，煤處在燃燒加熱水的過程中，不僅會造成一部分熱量損失，還可能由于水的初始溫度過低造成能量更多損耗，這就使得鍋爐熱效率降低，那么就需要嚴格控制水溫。首先，確保高壓加熱器的投入率。汽輪機機組正常啟停時需要嚴格的按照相關規程操作，及時投入或者是解列高壓加熱器。為了能夠有效規避汽輪機運行過程中高壓加熱器解列，工作人員需要合理維護高壓加熱器，這樣能夠規避由于人為失誤或人為疏忽產生的不必要能源損耗。此外，還需要保證高壓加熱器水位穩定性，同時定期清潔高壓加熱器的換熱管，這樣能夠有效清除管內堆積的污垢，提升換熱管傳熱效率，減低換熱管熱應力，最終實現節能降耗。其次，重視加熱器維護工作。工作人員需要重視檢查和維護加熱器冷卻水管等相關設備嚴密性，若是冷卻水管產生泄漏問題，那么可能造成水污染，若是水室隔板產生泄漏，那么則可能造成一些高壓給水中冷卻水無法通過的問題，這就使得給水的溫度過低，能源損耗較為嚴重。因此一旦發現了加熱器系統產生漏點，需要及時維護與堵漏。最后，確保加熱器處正常水位。若是汽輪機加熱器內水位比較高，可能出現淹沒，需要減少換熱面積，同時造成換熱效率降低。此外，還可能由于疏水倒流入汽輪機對機組安全產生影響。

4 結語

總之，在改造以及創新發電廠汽輪機及其輔機設備節能技術過程中，需要全面研究汽輪機及其輔機設備的節能降耗關鍵環節的技術可行性，在保證不對機組的整體運行產生影響的基礎上進行針對性技術改造以及運行優化。此外，還需要有效發揮相關技術工作人員的技術創新能力以及管理潛能，為推動汽輪機及其輔機設備的節能改造與創新機制，為實現企業節能增效給予更高的貢獻。