簡論汽輪機節能技術應用及優化措施

武勇，關志成

（內蒙古自治區北方聯合電力達拉特發電廠，內蒙古 鄂爾多斯 014300）

自從美國科學家愛迪生于1879 年發明了世界上第一盞實用的白熾燈泡開始，各地電廠迅速發展起來。人類社會進入了電器化時代，電力能源是人類日常生活中不可或缺的重要能源。在一般的熱電廠中，汽輪機是其重要的機械設備，汽輪機通過燃燒能源物質產生的蒸汽為動力，將其轉化為電能。但是，汽輪機在產生電能的過程中會造成能源損耗和環境污染等問題，已經成為社會發展中急需解決的問題。

1 電廠汽輪機結構組成及其工作原理

一般火力發電廠中使用的汽輪機也稱蒸汽透平發動機，是一種旋轉式蒸汽動力裝置，高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉子旋轉，同時對外做功，具有單機功率大、效率高、壽命長等優點。汽輪機的本體結構分為固定部分和轉動部分兩大類。其中，固定部分包括氣缸、滑銷系統、隔板、噴嘴、汽封、軸承等一些固定零部件；轉動部分主要包括主軸、葉輪、葉片、拉筋、圍帶等緊固件。汽輪機的工作原理是將蒸汽熱能轉化為機械功的外燃回轉式機械，將來自鍋爐的蒸汽進入汽輪機后，依次經過一系列環形配置的噴嘴和動葉，將蒸汽的熱能轉化為汽輪機轉子旋轉的機械能。蒸汽在汽輪機中，以不同方式進行能量轉換，便構成了不同工作原理的汽輪機。同時，汽輪機除了本體結構外，還包括蒸汽系統設備、凝結水系統設備、給水系統等其他輔助設備裝置，共同組建成為電廠的發電單元。

2 電廠汽輪機節能技術的應用

2.1 汽輪機在運行過程中的能耗因素

汽輪機作為電廠發電的主要機械設備，往往消耗大量的能源物質才能產生所需要的電力能源，其能量的轉化效率較低，這主要受制于汽輪機技術方面的原因。目前，國內的汽輪機的技術與世界先進水平還存在著一定差距，汽輪機的技術革新進展較為緩慢，這直接導致了國內電廠使用的汽輪機運行效率低下，能耗居高不下；汽輪機運行負荷不受重視，導致汽輪機運行參數不足，進而增加能源的消耗；汽輪機在運行過程中，真空泵也是制約能耗的元素之一，當真空泵的溫度過高時，造成冷凝器的真空度增加，熱力循環系統的工作效率降低，能耗進而隨之增加；最后，是汽輪機在啟動過程中的影響因素，主要表現在工作人員主要關注汽輪機啟動的快速性，而忽視了啟動的溫度因素，致使設備未在溫度要求范圍內下的強行啟動，容易造成一些問題。

2.2 汽輪機節能技術的實施

針對上述的原因，可以從以下幾點進行汽輪機節能技術的實施。首先，加強汽輪機技術工藝的改進。電廠工作人員要增加對汽輪機技術工作的關注力度，對常規的機械設備進行優化和改進的同時，還應該重視汽輪機的輔助設備的改良，適當地投入一定的人力和物力進行設備升級改造，例如，循環水泵，抽氣設備等，減少不必要的資源浪費；其次，依據生產需求，適當地調整汽輪機的運行負荷。合理地調整汽輪機的運行負荷，不僅關系到生產安全問題，還關系到節能降耗的問題。汽輪機在長時間的運行過程中，自身的運行功率和狀態會發生改變，定期進行設備的運行情況檢查，調整汽輪機運行負荷，可以保證汽輪機的整體運行質量；第三，加強高壓加熱設備的維護。設備維護人員需要加強高壓加熱設備的巡檢力度，定期開展專項的設備維護檢修活動，例如加熱器鋼管是否存在跑、冒、滴、漏的現象；加熱器水室隔板是否完全密封等。同時，對于高壓加熱器的電路也要引起重視。在高壓加熱器長時間工作的過程中，存在電路老化的現象，極易造成電路短路的問題，進而影響整體熱交換效率，造成能耗上升；第四，調整汽輪機的開啟方式。汽輪機是在規定了標準氣體溫度下才能開始工作。汽輪機開啟的過程中會伴隨由熱能的損失，一般為了減少暖機時間，可以通過高開低走的方式降低主汽門蒸汽壓力，開啟真空破壞門，降低冷凝器真空度，以達到縮短開啟時間、降低能耗的目標。第五，注意汽輪機停機環節的節能技術。汽輪機在工作過程中，依據生產要求，需要進行停機環節。一般停機環節包括兩個參數即滑參數和定參數。滑參數下的停機可以充分利用鍋爐余熱，加速相鄰部件的冷卻作用，可以避免汽輪機汽缸溫度差異過大，對葉片起到清洗作用，停機后，汽缸溫度相對低一些，能夠及時進行檢修。因此，滑參數停機成為節能降耗的首選方式。

3 電廠汽輪機優化改造措施

為了確保機安全生產，維系設備長期穩定的工作狀態，就必須對汽輪機及其輔助設備不斷地進行優化改造，進而全面提升汽輪機運行的有效性和節能減排的實用性。

3.1 加熱系統技術改造

熱力發電廠是依靠燃燒煤等來加熱給水，進而產生蒸汽帶動汽輪機工作，在加熱水的過程中，會有一部分熱量損失，同時給水的溫度過低時也會增加燃料的消耗量，這就要求對給水的溫度進行控制和改造。一般可以通過調整高壓加熱器的投入率進行控制。汽輪機在正常的開關過程中，是嚴格按照標準規范進行操作的，及時地增加或減少高壓加熱器。汽輪機維護工人需要及時維護設備狀態，避免不必要的能量消耗。同時，還要保持高壓加熱器水位的穩定性，及時清理管道內的積垢，增加熱量的傳熱效率。加強高壓加熱器的維護工作，定期檢查加熱器冷卻水等設備的氣密性，避免由于泄漏造成高壓給水無法通過冷卻水管，導致給水溫度過低而出現能源損失。

3.2 凝結器系統改造

汽輪機在工作時，依靠蒸汽做工，蒸汽壓隨之降低，降壓的過程。一般來說，壓力降得越低，蒸汽做的功就越多。這就需要凝氣器內的壓力保持最佳的真空狀態，從而保證汽輪機做功的效率。可以對凝汽器真空氣密性進行測試，一旦凝汽器的真空度不合格時，及時進行維護、堵漏等。再者，要定期維護抽氣設備，保證抽氣器工作水箱水溫的恒定、水位正常等。最后，要嚴格控制循環水的水質質量，避免凝汽器管道內產生積垢，影響熱傳導的效率。定期對膠球清洗系統進行檢查，確保運轉情況和工作效率。

3.3 汽輪機開關優化調整

在汽輪機工作過程中的開啟與關閉環節進行合理的優化與調整，可以達到節能減排的效果、降低成本的作用。汽輪機在開啟過程中，是嚴格按照標準規定執行的，保證各項操作在規定的時間內完成，減少汽輪機設備不必要的運行時間，縮短機組啟動時間，進而降低成本；汽輪機在關閉的過程中，同樣具有操作節點，及時地停止循環泵，凝水泵等高耗能設備，可以開啟小冷卻水泵的方式完成對主機潤滑冷卻的效果，提前實現循環水泵節能的目的。

3.4 汽輪機調節系統的優化改造

以透平油為工作介質，利用機械液壓方式作為傳統汽輪機配備的調節功能系統，進行汽輪機的載荷與轉速的調節。在改造優化過程中，可以引入數字化的技術，采用數字電液調節系統，保證調節系統的靈活性，可以進行數據的采集，顯示結果直觀等特點。同時，數字化的調節系統具備報警、保護、超速控制、制圖輸出等功能，便于汽輪機的時時監控，有效地提高機組的運行控制能力。

4 結語

通過對汽輪機節能技術的應用以及優化改造等方面的分析與探索工作，揭示了汽輪機在火力發電廠中具有的重要作用和地位。在響應國家節能減排的號召下，積極探索設備的優化升級，加強維護與監管力度，可以有效地提升汽輪機運行功率，實現節能降耗，起到積極的目的，為我國電力事業發展貢獻力量。