汽輪機(jī)本體的節(jié)能改造

楊莉

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改革開放進(jìn)程的加快，汽輪機(jī)行業(yè)占據(jù)一席之地，而火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)重要的一部分是汽輪機(jī)的節(jié)能改造，汽輪機(jī)的使用為國(guó)家進(jìn)一步發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，而新材料和新技術(shù)在體絕緣中的應(yīng)用為加快汽輪機(jī)的發(fā)展提供了路徑。本文主要描述了汽輪機(jī)葉片角的調(diào)整和優(yōu)化、動(dòng)態(tài)、靜態(tài)的調(diào)整，以及葉片的腐蝕等。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;汽輪機(jī)節(jié)能改造

引言

在對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，從汽輪機(jī)的安全性能、運(yùn)行能耗、流量效率三個(gè)方面進(jìn)行了分析，提出了設(shè)備、真空系統(tǒng)和汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)的節(jié)能改造方法。

一、中國(guó)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行情況

汽輪機(jī)在中國(guó)火力發(fā)電廠的應(yīng)用始于上世紀(jì)50年代。所有的蒸汽渦輪機(jī)都已經(jīng)開發(fā)和制造。但隨著我國(guó)能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整和天然氣的短缺，燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展已近10年的歷史。隨著國(guó)家能源戰(zhàn)略的調(diào)整，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)入了快速發(fā)展的道路，并逐步實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)的國(guó)產(chǎn)化。近年來，隨著運(yùn)行單元的逐漸老化，許多火電廠都利用績(jī)效管理系統(tǒng)來提高現(xiàn)場(chǎng)檢修的速度，從而提高設(shè)備的精確脈沖率，加強(qiáng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障診斷和劣化分析，以應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。在高標(biāo)準(zhǔn)的形勢(shì)下，加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)，加大設(shè)備技術(shù)改造，消除汽輪機(jī)機(jī)組運(yùn)行，提高安全風(fēng)險(xiǎn)勢(shì)在必行。

二、汽輪機(jī)運(yùn)行分析

（一）汽輪機(jī)的安全性能

考慮到汽輪機(jī)的安全性能，汽輪機(jī)中的擋板容易發(fā)生變形和破損。在實(shí)踐中，它很可能會(huì)引起動(dòng)態(tài)汽輪機(jī)和靜態(tài)汽輪機(jī)之間的摩擦。如果擋板損壞，容易發(fā)生裂紋，危及整個(gè)汽輪機(jī)的安全。因此，在實(shí)際操作中存在碰撞和摩擦，導(dǎo)致動(dòng)葉片的鉚釘磨損更加明顯。汽輪機(jī)末端葉片在運(yùn)行過程中容易脫落，造成安全隱患。由于軸承泄漏量大，汽輪機(jī)外高壓缸泄漏嚴(yán)重，汽缸內(nèi)的水?dāng)y帶現(xiàn)象十分容易。此外，汽輪機(jī)底部軸承的振動(dòng)頻率較大，容易影響汽輪機(jī)組的正常運(yùn)行。如果軸承振動(dòng)過大，容易發(fā)生供油不足現(xiàn)象，造成瓦燒現(xiàn)象。

（二）汽輪機(jī)運(yùn)行能耗

在汽輪機(jī)運(yùn)行能耗方面，200MW機(jī)組的熱耗和煤耗均高于中國(guó)汽輪機(jī)的平均水平。其中，影響汽輪機(jī)運(yùn)行能耗的主要原因有很多。首先是汽輪機(jī)鍋爐的熱效率。汽輪機(jī)的熱效率不僅是決定汽輪機(jī)能耗的因素，也是保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行的重要保證。如果鍋爐的熱效率過高，會(huì)增加汽輪機(jī)的能耗，但如果鍋爐熱效率低，汽輪機(jī)就不能正常運(yùn)行，因此正確掌握鍋爐的熱效率是非常重要的。其次是汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥和輸水系統(tǒng)的密封性。汽輪機(jī)調(diào)節(jié)閥的密封性不夠。不合理的結(jié)構(gòu)或過多的間隙容易導(dǎo)致較大的泄漏損失。當(dāng)汽輪機(jī)泄漏嚴(yán)重時(shí)，會(huì)降低汽輪機(jī)的熱效率，使汽輪機(jī)的能耗在運(yùn)行過程中增加。此外，動(dòng)態(tài)間隙的寬度和節(jié)流閥的損耗將影響汽輪機(jī)的能耗。

（三）渦輪流動(dòng)效率

對(duì)于汽輪機(jī)運(yùn)行效率，主要考慮的是汽輪機(jī)葉片的施工。目前，中國(guó)汽輪機(jī)葉片輪廓是由蘇聯(lián)汽輪機(jī)葉片輪廓重構(gòu)而成的。其主要缺點(diǎn)是汽輪機(jī)熱性能差，在運(yùn)行過程中汽輪機(jī)葉片磨損較大，長(zhǎng)時(shí)間使用后汽輪機(jī)運(yùn)行效率降低。此外，長(zhǎng)期使用汽輪機(jī)會(huì)使子午線表面不光滑，特別是汽輪機(jī)低壓缸，其增加了渦輪機(jī)單元產(chǎn)生的流量損失，并增加了能耗損失。在該過程中，膨脹角不斷擴(kuò)大，低壓缸底部容易發(fā)生脫流，使渦輪葉片頂部磨損，空氣損失嚴(yán)重。

三、汽輪機(jī)組節(jié)能降耗措施

（一）內(nèi)部措施

保持冷凝器的最佳真空度。在凝汽式汽輪機(jī)機(jī)組中，凝汽器作為表面換熱器是機(jī)組運(yùn)行的重要組成部分。汽輪機(jī)的排汽將通過冷卻水冷凝成水，并在冷凝器中形成高真空，從而使蒸汽在汽輪機(jī)中的蒸汽膨脹大大低于大氣壓力，大大提高了工作能力（每加薪1%）。蒸汽真空，單位負(fù)荷可增加1%。凝汽器真空是影響汽輪機(jī)各參數(shù)的汽輪機(jī)輸出和煤耗率的主要因素，是影響機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要指標(biāo)。目前，火電廠普遍存在著真空度低的問題，影響了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益。由于調(diào)節(jié)不當(dāng)和設(shè)備存在的問題，凝汽器的真空度直接影響整個(gè)機(jī)組的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。因此，在機(jī)組的正常運(yùn)行中，必須保持冷凝器的最佳真空度。

（二）提高給水溫度

（1）控制關(guān)鍵環(huán)節(jié)的給水溫度，保證高壓加熱器的投入率。首先，必須保證水暖率符合規(guī)章制度;其次，必須嚴(yán)格按照規(guī)程控制機(jī)組的啟停;第三、加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，避免操作不當(dāng);第四、保持高壓加熱器水位，穩(wěn)定高壓加熱器。高壓換熱管在時(shí)間上消除了內(nèi)外溫度和熱應(yīng)力引起的沉淀物之外，還有效地延長(zhǎng)了溫度，提高了高壓加熱器的輸入率。

（2）保證加熱器水位的正常運(yùn)行。除氧器是一種混合加熱器，它起到加熱冷凝水、脫鹽水和從水中除去氧氣的作用。除氧器的質(zhì)量直接影響鍋爐的正常運(yùn)行。如果水中的氧不被清洗，會(huì)造成結(jié)垢、省煤器和水冷壁結(jié)垢。許多火電廠冬季都有很高的加熱壓力，導(dǎo)致除氧器水溫較低，導(dǎo)致鍋爐給水溫度較低。因此，及時(shí)調(diào)整除氧器運(yùn)行，充分保證除氧效率和給水溫度，可以大大提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

（3）加熱器泄漏應(yīng)與機(jī)組維護(hù)一致。首先，及時(shí)檢查加熱器管道的泄漏情況，檢查水室艙壁和高汽缸的密封性能，發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)及時(shí)消除。其次，保證水室隔板的焊接質(zhì)量，避免高壓供水的“短路”。第三，如果汽缸的密封能力不好，也會(huì)影響給水溫度。

（三）提高渦輪效率

（1）提高汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和安裝水平。在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，要不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)國(guó)家的汽輪機(jī)技術(shù)，選擇素質(zhì)較高的安裝隊(duì)伍，提高員工自身的技術(shù)和質(zhì)量，以減少噴嘴損失、蒸汽損失等。

（2）在結(jié)束一天工作后，每個(gè)企業(yè)都會(huì)留有值班人員，防止意外事故的發(fā)生。其中，值班人員在值班過程中，應(yīng)嚴(yán)格看好汽輪機(jī)的各種情況，包括其參數(shù)、蒸汽壓力、溫度、蒸汽壓力等等。為了減少這些現(xiàn)象的發(fā)生，以及減少汽輪機(jī)蒸汽的損失，在汽輪機(jī)應(yīng)用過程中，盡量減少汽輪機(jī)流道結(jié)垢的現(xiàn)象，降低汽輪機(jī)負(fù)荷和效率，以確保汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。

四、結(jié)束語

隨著能源供需關(guān)系的不斷發(fā)展，我國(guó)對(duì)大型耗能行業(yè)的能耗和汽輪機(jī)組的節(jié)能改造加大了力度，不僅可以降低汽輪機(jī)的能耗，而且可以提高汽輪機(jī)組的熱效率，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的，為企業(yè)帶來實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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