汽輪機運行的節能降耗技術分析

錢白云

（國網新疆電力有限公司電力科學研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

近幾年發展以來，汽輪機的設計以及制造和安裝等方面的技術都得到了較好的發展，同時，還有效保障了機組經濟性能的提高，在相關設計上采取優化理論，有效建立了相關汽輪機計算基本數學模型，在汽輪機制造商采取綜合國外相關工藝制造設備以及先進工藝推動了汽輪機生產制造更上一個臺階，而在安裝階段，大部分汽輪機主要采取精心調整流通動靜間隙部分，有效把握質量，采取多方面措施來提高相關經濟性能，使得在實際設備運轉過程中煤耗率得到了大幅下降。

1 汽輪機運轉現存能耗問題

1.1 汽輪機組能耗高

就目前相關企業內部汽輪機的使用運轉來說，過度的能量消耗是最嚴重的問題之一。眾所周知，汽輪機作為相關電力企業發展的主要能源設備之一，其能夠允許將電能、動能和熱能進行有效轉化成為電能。同時，在實踐過程中，汽輪機必須與其他設備一起使用才能夠進一步將其功能完全發揮出來。正是因為這個原因，所有的汽輪機組裝置可能會消耗更多的能量。在影響機組熱經濟性的主要有汽輪機的效率、鍋爐的效率、電廠的耗電量、管道的效率。影響汽輪機效率的主要有三個方面：蒸汽參數、汽輪機本體汽缸的效率和軸封漏汽方面，在回熱系統中，加熱器末端的差異和熱力系統泵送壓力的損失、運行模式和參數都會具有一定的影響。影響鍋爐效率的主要因素有鍋爐內煤的質量、漏風進入煙囪主體和尾部、排煙溫度高、運行參數的控制等。影響電廠用電率的主要是機組的充電率和運行方式；對管道效率的影響主要是管道的絕緣。因此，為了解決蒸汽輪組能耗過高的問題，有必要充分了解與汽輪機一起工作的相關設備，并對設備運行過程中存在的問題進行詳細調查。

1.2 空冷凝汽器問題

空冷凝汽器問題也是現階段汽輪機當前運行期間能量損失的主要因素之一。空冷凝汽器的問題主要有以下幾點：首先，空冷凝汽器在長時間運轉上可能會有大量灰塵的積聚，從而增加了設備的熱阻，影響了設備的傳熱功能，堵塞了通道。其次，當空冷凝汽器處于負氣壓區時，空氣機會被空氣吸入阻斷。第三，空冷凝汽器產生的冷凝水的氧含量非常高，這影響了整個空冷凝汽器系統的傳熱效率。最后，在較冷的時候，空冷凝汽器受到不平衡流動情況的影響，相關不平衡流量狀況將不可避免地導致蒸汽輪機的運行效率降低。

1.3 高、低壓加熱器端差

加熱器作為相關供熱系統的重要設備之一，其主要對于相關供熱有著較重大的經濟影響，同時，主要是由于相關加熱器端部不良影響所造成的。端差的存在和變化，雖然沒有直接和明顯的熱損失，但增加了熱交換的不可逆性，導致了額外的冷源損失，降低了機組的熱經濟性。在運行中，最終供水溫度可能會引起足夠的注意，但是，加熱器末端的尺寸差異對于許多操作者來說是不夠的。加熱器末端的溫差很大，供水溫度不一定很低，大多數發電廠都存在加熱器末端溫差大的問題。高壓加熱器結構簡圖如圖1。

圖1 高壓加熱器結構簡圖

2 汽輪機運轉節能降耗技術分析

2.1 加強管理運行工作

對于相關汽輪機的運行工作狀態，如果想在保證汽輪機正常運行的基礎上降低相關汽輪機的能耗，就必須加強相關運行過程管理。就目前情況而言，相關汽輪機可以采取 固定-滑動-固定 的方法進行管理，這意味著利用循環區的變化來協調汽輪機在高負荷區域的運行。在負載較低的情況下，有必要使用較低的穩定水平來調整整個設備。因此，在管理汽輪機時，有必要對汽輪機有詳細的了解，并根據這種了解來調整汽輪機的管理，以保證汽輪機的正常運行，降低運行過程中產生的能耗，從而達到節能降耗的目的。與此同時，需要詳細的規章制度來確保工作人員正常工作，這也可以提高汽輪機的安全性和穩定性，并保障工作人員的生命安全。

2.2 加強對汽輪機的控制

加強對汽輪機的控制對解決目前汽輪機運行過程中高能耗的問題具有積極的作用。在汽輪機的實際運行過程中，水溫以及相關燃料數量具有十分密切的聯系。如果水溫太低，那么，相對應的燃料就必須及時增加，這就在很大程度上導致實際成本增加，同時導致相關煙霧量增加造成極其嚴重的生態環境污染。因此，進一步加強對汽輪機的控制是很重要的，包括實際給水溫和熱水器水溫。通過這種方式有效保障汽輪機正常運轉，降低成本和資源浪費。

2.3 降低冷卻水溫度增加有效換熱面積

要想有效解決在相關汽輪機運行期間存在的節能問題，首先，要降低冷卻水的溫度。實際上，一般具有兩種水循環系統主要用于電力企業的實際生產過程:開式循環系統和閉式循環系統。從實際應用的角度來看，開式循環系統中的冷卻水極易受到外部影響，而閉式循環系統不僅對外部因素引起的變化非常敏感，而且對運行設備也非常敏感。因此，要解決水循環系統中的問題，除了使用相關的藥物解決冷卻水問題外，還需要專業人員對水循環系統進行日常檢查，及時發現系統中的潛在問題并采取有效措施解決。因此，在生產過程中，有必要進一步加強對冷卻水的檢查，進行定期檢查和通報，遇到問題時與有關人員聯系，以便更好地避免更嚴重的問題，提高企業的生產率和生產質量，為人民群眾提供更好的電力服務，減少汽輪機缺電的問題。

在空冷凝汽器效率提高措施上，不僅僅可以通過降低冷卻水溫度來實現，同時，還能夠通過有效增大換熱面積降溫來提高效率，在夏季，往往或遇到采取雙拍管換熱也不能夠帶滿符合的情況發生，這時，可以采取增加換熱面積的方式來有效降低機組背壓，如圖2所示，在實際的空冷凝汽器機組運轉過程中，應當根據實際情況選取相對適應的空冷凝汽器提效措施，才能夠達到優化機組工作效率，達到順應國家經濟發展規劃重點節能降耗的目的。

圖2 某空冷凝汽器增加換熱面積改造案例圖

2.4 過熱器減溫水流量改造

來自加熱器的溫水用于降低高溫下進入加熱器的蒸汽溫度，從而達到有效保護高溫下的加熱器，同時，調節相關進入汽輪機的蒸汽溫度，保持一定的主蒸汽溫度，以確保相關機組的安全。當對熱交換器進行設計時，首先，就需要保障熱交換器的設計表面比實際所需的表面大，以確保主蒸汽溫度不超過該溫度，在機組正常運行期間，來自熱交換器的熱水通常會以連續進入的方式進入，因此，使用溫水能夠有效降低機組的經濟性，確保機組的安全運行，讓冷卻水有效控制蒸汽溫度，并減少冷卻水對機組經濟性的影響。根據溫水的來源，它可以分為兩種方式繞過動力泵出口和最大加熱器。第一種方法不通過高壓加熱器傳輸引水部分，減少了蒸汽的回熱泵送，降低了回熱程度，因此，降低了經濟性；第二種方法不影響熱力循環，如果忽略鍋爐內部的微小變化，不會影響機組的熱經濟性。