節能降耗技術在火電廠汽輪機組中的應用

張國林

摘要：隨著我國能源結構的調整進程不斷深入，以及清潔能源技術的不斷推廣，國家對節能減排的要求也不斷提高，火電廠作為我國最重要的能源供給單位，在生產電能的過程中同樣需要考慮節能問題。從汽輪機的工作原理出發，在經過長期的實踐的前提下，對汽輪機能耗影響因素進行科學總結，并提出相關的合理化節能策略。

關鍵詞：火電廠;汽輪機;能耗因素;優化策略

隨著用電需求量及能源價格的日漸增加，電廠節能降耗更是成為社會關注的焦點。電廠發電的全過程，汽輪機發揮著不可替代的作用，而汽輪機運行過程的節能降耗能力更是關乎到電廠節能降耗的整體效果。因此，電廠汽輪機運行過程，必須控制好能源消耗量，即采取技術性手段及進行技術改造，以實現節能降耗的目的。

1 汽輪機組的工作原理

汽輪機組是借助蒸汽的熱能轉換為做功操作的旋轉機械，其主要任務是將熱能轉換為機械能，其工作過程主要包括沖動作用和反動作用。沖動作用主要是指高速蒸汽通過汽輪機組動葉汽道時，其流動方向會發生變化，且會對葉片造成一定的沖動力，進而推動葉片發生轉動，從而產生機械做功。反動作用是指蒸汽在汽輪機汽道中發生膨脹和加速現象，對葉片產生沖動力從而做功。沖動過程氣流在汽道中僅發生方向改變，而反動過程主要是氣體發生膨脹和加速而不會改變方向。

2 汽輪機組能耗影響因素分析

2.1 汽缸的工作性能

汽缸是汽輪機內的主要零部件之一，在發電流程中起到了密閉隔斷的作用，將蒸汽封閉在機組內部，進而通過蒸汽熱能帶動機組做功轉，實現熱能到機械能的轉換目標，因此在氣缸的外周配套有多種類型的管道，實現排汽、進汽以及回熱抽汽等工序任務。在發電的過程中，汽輪機內缸與內部蒸汽直接接觸，因而有大量的熱能傳導至缸壁，繼而輻射傳導至外缸，成為了主要的熱能消耗因素。因此在設備的設計方面，必須在兩層之間設置夾層氣流，以減少該類能耗。

2.2 運行機組通流性

汽輪機組的工藝流程需要保障蒸汽的順利流通，從這一角度分析，流通效率越高，在此過程中出現的能耗就越小，從而實現良好的節能效果。根據長期的實踐經驗來看，良好的通流性是對于火電廠汽輪機組的順暢運轉，實現各個工藝環節的無縫銜接是非常重要的，需要科學的調整運行機組內的通流面積以及汽流量，從而實現提高汽輪機缸內工作效率和做功水平的目標。

2.3 工作環境的影響

對于火電廠汽輪機組的工作效率與能耗水平起到影響的環境因素主要包括氣壓與溫度兩種。在汽輪機組的工作過程中，汽輪機的汽缸會在燃料持續供應的情況下，產生更大的噴水量和空氣比重，這些環境因素的改變將會帶來明顯的熱能消耗的提高，從而影響汽輪機組的做工效率。

3 汽輪機節能降耗的優化措施探討

3.1 合理設定操作工序，對設備的啟停環節進行優化

一般情況下，啟動汽輪機需要的冷態氣壓值為：2.5～3.0MPa，而啟動溫度一般介于270～300℃之間;凝結器內真空壓力的波動區間為-50KPa～40KPa。在汽輪機進入正式啟動之間，需要經過預熱環節的操作來提升汽缸內溫度，而此過程也是整個生產工序中能耗最高的環節之一，因此，科學合理地安排汽輪機的啟停時機，可以對系統能耗起到直接的優化作用。根據經驗分析，汽輪機停機操作基本發生在檢修期間，因此在該階段需要相關人員嚴格遵循檢修制度，把控檢修質量，確保排查所有潛在的故障隱患，提高汽輪機的持續運行周期。

3.2 合理配置參數，對熱力系統運行狀態進行優化

對于任何工藝設備而言，其合理的參數配置都將顯著提高該設備的運行表現，汽輪機熱力系統同樣需要在該環節進行科學的優化，借助各種監測工具，以及長期的實踐經驗，實現最佳的參數組合，不僅可以提高汽輪機的整體性能，還可有效減少能量的額外消耗，提高整體的節能效果。為了實現這一目標，操作與運維人員需要靈活根據熱力系統的位置以及管道走向進行優化與調整，確保將熱能損耗降低至最低水平;優化中壓外下缸以及高壓外下缸的疏水系統和高加疏水方式，確定最佳的參數組合。

3.3 合理規劃操作機制，對凝汽器的運行狀態進行優化

保證凝汽器實現最佳真空狀態，不僅能夠促使電廠汽輪機機組的出力度，同時能夠有效控制燃料消耗?？蓮囊韵聨讉€方面進行改善：定期檢測凝汽器喉部以下位置，確保系統的封閉性能;采用自動化的監控方法，實現對凝汽器的實施控制，并采取自適應的動態調控策略，根據當前的運行水位和水溫進行靈活的調整，確保水位處于正常范圍之內，水溫維持在26℃左右;循環冷卻水對于凝汽器的能耗水平影響巨大，因此需要對該系統進行定期檢測，保障其能夠為系統的換熱提供充足可靠的冷卻用水。

3.4 動態調節汽輪機運行水溫

火電廠汽輪機的運行需要滿足一定的水溫條件，而燃料的投放量同樣受到的當前水溫的影響。尤其當水溫較低時，會明顯增加系統的能耗，這也會帶來額外的煙氣排放量，在拉低了機組運行效率的同時，也增大了環境污染壓力。因此，將水溫控制在合理的范圍內，對于汽輪機的高效運轉至關重要。同時，必須將汽輪機加熱器水位控制在預定范圍之內，加熱器在水位正常的情況下可為設備安全運行提供保障，因此需要對該設備的管道進行定期檢查，排查可能出現的漏電情況，保障設備的密封性能。

3.5 降低鍋爐的汽水損失量

造成火電廠鍋爐汽水損失的主要因素是因為檢修質量的不過關，從而導致汽水不同程度的泄露，因此，在防止或者最低程度減少汽水損失的措施設計時，我們要考慮到以下幾點：①保證火電廠鍋爐的給水質量，高質量的給水條件可以降低鍋爐的排污率;②汽水分離設備的安裝質量和檢修質量一定要達到相關標準，來保證汽水分離設備的正常運行，大幅提高汽水分離的效率，提高節能效果;③確保鍋爐運行時鍋爐的負荷、氣壓和水位等參數處在穩定狀態，來防止鍋爐機組汽水分離設備在不穩定的環境中運行，提高汽水分離設備的運行效率;④如果鍋爐機組運行出現異常，應當及時開啟或者關閉疏水裝置，在鍋爐運行時，還應當充分的檢查疏水門和排污門，如果存在泄露現象，要及時采取措施進行處理，防止能耗損失，提高節能降耗質量。

4 結語

汽輪機是火力發電廠的重要設備，同時也是主要的耗能設備，采取有效措施實現對汽輪機組的節能降耗可以有效地提升電廠的經濟效益。目前對汽輪機節能降耗的措施主要有加強對汽輪機組運行過程的管理、保持凝汽器的真空狀態以及提升鍋爐的及水溫度等。電廠的相關工作人員要不斷探索與研究，要善于總結與歸納，根據電廠的實際狀況，采取行之有效的節能降耗措施，實現對汽輪機組的節能降耗，從而有效降低電廠的發電成本，提升電廠的經濟效益。

參考文獻

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