關于汽輪機深度節能降耗的若干方法

文/王榮平

環境問題與能源問題是當今社會發展中主要面臨的問題，并且各個領域在能源方面的問題不斷增加，促使能源消耗的速率不斷提升，導致電廠的壓力不斷加大。在新能源未完全普及的情況下，電廠的主要節能設備與技術就是汽輪機，為了保證其能夠充分發揮節能作用，需要對其方法加以研究。

1 汽輪機在節能降耗方面的影響因素

高效率與機組通流。對于高效率，是指其他形式能量通過汽輪機進行電能轉換的效率，以我國當前實際情況分析，其與定值相比存在一定差距。對缸效率造成的影響較多，在具體運用中，機組能耗會隨著缸效率減少而增加，兩者有著緊密的關系，可以通過增大氣流面積，提升氣流量，以達到節能降耗目的。

汽輪機蒸汽壓力與溫度。在汽輪機處于運行條件時，其具備一定蒸汽壓力以及溫度，通常，在汽輪機正常運轉中，蒸汽壓力和流量為反比關系。在其運行過程中，隨著蒸汽壓力增加，蒸汽流量會隨之減少。因此，需要保證燃料充足，否則會致使汽輪機壓力以及溫度出現嚴重的下降問題，對其工作效率造成嚴重影響。

2 方法分析

2.1 保證汽輪機啟動、運行與停機程序操作的準確性

在啟動汽輪機時，需要合理設定啟動參數，為了使啟動參數具有較高的合理性，相關人員需要對啟動曲線值進行觀察，對其正確性進行充分判斷。在啟動汽輪機時，需要滿足冷態氣壓、溫度以及真空壓力等均滿足標準要求。通常冷態氣壓需要保持在2.5-3.0Mpa范圍內，若是冷態氣壓達到這一標準要求，則能夠使汽輪機啟動達到最佳狀態。對于溫度，其能夠保持在270-300℃即能夠滿足相關要求。對于真空壓力，需要保持在-50～-40kPa范圍內。雖然此三種條件對汽輪機啟動有著較大影響，然而，在具體的啟動操作中，還會遇到其他問題，比如，溫度提升時間過長則會致使耗電量不斷提升，雖然生產活動不會首次影響，但是，其與節能減排要求相悖。因此，可以采用以下方法使這種問題得到充分解決。在啟動時，工作人員可以通過先將旁壓打開，再將真空門打開的方式，其能夠對機組真空壓力進行有效控制，同時能夠使預熱時間過長問題得到解決，進而達到節能降耗的目的。若是在低負荷條件下，工作人員同樣可以運用手段啟動機組，為生產效率提供有力保障。如圖1所示，啟動時的法蘭汽缸變形。

表1：汽輪機改造前與改造后的各項性能對比

2.2 優化熱力系統

對汽輪機熱力系統進行充分優化，能夠使輔助系統泄露影響得到有效控控制，這樣能夠充分實現疏水，進而減少疏水點位，同時減少相應閥門數量。在開展閥門安裝工作時，需要對閥門位置進行合理確定，為后期閥門檢修工作提供方便。對于系統熱備用形式，同樣需要進行合理優化，進而減少熱備過程造成的能量損失。就熱力設備而言，需要對其加以簡化，保證閥門不會出現泄露問題，因此需要保證運行方式的正確性。通過對熱力系統進行優化，能夠有效減少燃煤消耗，促進工作效率與質量，為汽輪機和熱力系統正常運行提供保障。比如，工作人員可以對閥門開啟順序進行合理設計，對噴嘴進行生升級或是更滑，增加葉頂汽封齒數，并將1Gr12W1MoV設計為噴嘴靜葉的材質。

2.3 確保冷凝器能夠達到最佳狀態

只有保證冷凝器真空狀態良好，才能夠為汽輪機正常運行提供保障。若是冷凝器可以達到真空狀態，那么其能夠使汽輪機達到最佳工作狀態，同時能夠降低煤炭消耗。為了能夠使冷凝器可以提高真空效果，工作人員需要可以采用以下方法：

圖1：啟動時的法蘭汽缸變形

（1）保證冷凝器封閉性，對冷凝器開展全面檢查，防止其出現泄漏問題，可以借助灌水方式，檢查其封閉性是否良好。

（2）確保水泵運行狀態良好，定期檢查水泵，并予以有效維護，能夠對其故障問題進行有效控制，應該檢查水箱中的水溫與水位，通常保證水溫位置在26℃以下。

（3）對循環水工作狀態進行嚴格監督，使其能夠滿足要求。并且循環水中不可以存在水垢以及雜質，否則會對其工作效率以及工作狀態產生影響。工作人員可以選擇干洗法與酸洗法組合形式，對冷卻面進行清洗，借助風機對冷卻管內部吹干，在污垢龜裂之后，用冷水沖刷。

3 案例分析

3.1 機組概況

W廠有4臺汽輪機組，其中兩臺為660MW機組，另兩臺為600機組，其類型為凝氣式、超臨界、單軸機組，輪機總數達到42級，其中，低壓轉子為28級，中壓為6級，高壓為8級。摒棄選用壓合缸結構，其兩個低壓缸為對稱雙流反向設置。對1號機組與2號機組開展診斷，發現其熱耗方面主要存在汽軸封間隙較大的問題，導致級間損失，對汽輪機缸效造成一定影響，熱耗增加。為了使汽輪機效率得到有效提升，組建了項目改造小組，對2號機組的汽軸封加以優化。

3.2 實施改造

項目改造小組安排了專業人員到國內具有改造經驗的電廠開展學習與調研，并邀請經驗豐富的專家來到現場，對改造技術重點環節與汽軸封選型進行深入分析、比較以及討論，最終決定選用布萊登汽封、ADS汽封以及側齒汽封混合進行改造。另外，改造小組調整了汽軸封的間隙值，為了保證間隙調整更加合理，確保在完成機組改造之后，其能夠順利啟動，改造組與汽封廠家進行積極溝通，尤其對于本次改造情況，合理制定間隙調整方案，使汽封間隙值得到有效優化，同時要求施工單位嚴格根據全新間隙值，對汽軸封安裝的間隙進行科學調整，在完成調整工作后，嚴格根據三級驗收制度，進行現場測量以及合適，為調整熟知準確性提供有力保障。

3.3 改造效果

如表1所示，為汽輪機改造前與改造后的各項性能對比。

通過觀察表1能夠發現，在對2號機組進行改造之后，其低壓缸效率達到90.13%，與改造前86.73%相比提升3.62%，與設計值98.13%相比，相差3.06%；其中壓缸效率達到90.84%，與改造前89.89%相比提升0.95%，與設計值相92.92%相比，相差2.08%；其高壓缸效率達到84.46%，與改造前83.86%相比提升0.6%，與設計值相86.73%相比，相差2.27%；其中壓與高壓缸間的漏氣率是2.3%，與改造前3.18%相比，降低0.88%。按照高效率變化情況，對機組經濟產生的影響進行估算，通過對汽軸封加以優化，促使機組熱耗減少75KJ/KWh，通過這些數據表明，2號機組的汽軸封改造效果良好。

4 結語

綜上所述，在經濟快速發展的推動下，使得人們在電能方面需求日益提升，要求電廠促進發電效率，對節能降耗要求進行充分滿足。對于汽輪機降耗要求，電廠可以通過保證汽輪機啟動和運行程序操作的準確性、優化熱力系統、確保冷凝器能夠達到最佳狀態等措施來實現。