汽輪機運行的節能降耗技術分析

摘要：節能減排作為國家發展戰略，能夠促進國民經濟的增長。發電廠的能源消耗大，且屬于一次能源消費基地，成為節能減排的重點對象。為了提高一次能源的消費總量，要求發電廠改造升級。本文深入探究汽輪機運行的相關問題，并且采取節能降耗技術，僅供相關人士參考。

關鍵詞：汽輪機；節能降耗；技術

近幾年，能源成為世界各國關注的問題。盡管我國能源豐富，然而人口基數大，人均能源量少，此種情況下，必須做好開源節流。電廠生產過程中，電輪機的作用顯著，由于發電廠電輪機存在高能耗問題，需要投入大量的技術、資金，維護汽輪機的運行效益，不僅導致電廠經濟壓力加大，還加速了資源枯竭，增加發展壓力。為了控制能源消耗，要求企業分析汽輪機的內部軟件，找尋汽輪機節能降耗的影響原因。

一、電廠汽輪機節能降耗技術的意義

在發展初期，電廠汽輪機運行依賴于蒸汽的作用，通過煤炭燃燒的熱量，可以產生大量蒸汽，從而推動汽輪機的葉片運行。受到外力作用，電廠汽輪機處于運行狀態，能夠促使發電廠發電。社會現代化發展中，要深入研究發電領域，當前，發電模式呈現出多元化趨勢，不僅包含傳統火力發電，還包含光伏發電、風力發電、潮汐發電。其他發電模式具備較強的限制性，技術體系不太完善，很難滿足社會對電力資源的需求，因此火力發電仍為主流。

汽輪機運行的能耗較多，能源利用率低下，所以提升電廠汽輪機的運行效率、能源轉化率，成為火電廠的重要任務。電廠汽輪機運行時，多遵循節能型模式，可以減少電廠運行成本，加強電廠發電能力。長期發展看，我國電廠汽輪機獲得節能降耗效益，降低了汽輪機運行能耗，研發電廠汽輪機的節能技術，能夠提高汽輪機的效益，實現可持續發展。

能源是國家發展的重心，能源儲備量對國家發展影響顯著。科學控制汽輪機的節能，優化配置資源，可以最大化利用能源，控制能源浪費。優化調整技術工藝，可以降低電廠汽輪機的運行能耗，屬于社會發電領域的基礎。電廠汽輪機的節能控制，可以實現可持續發展，提出新的發展路徑，從而緩解能源供需問題。

在發電廠中，電廠汽輪機為能耗大戶，當運行能耗較高時，則會加劇電廠運行成本，導致熱能利用率下降。為了滿足社會發展需求，發電廠要增加煤炭使用量，燃燒煤炭時，消耗的能源非常多，還會產生毒害物質，污染環境。電廠汽輪機研發節能降耗技術，能夠降低汽輪機的運行能耗，基于電廠角度看，能夠降低運行成本，增加經濟效益。應用節能降耗技術，可以減少煤炭資源使用量，實現環境工程的可持續發展。

二、汽輪機運轉的能耗問題

（一）汽輪機組能耗高

分析企業汽輪機使用與運轉可知，當能量消耗過度時，會引發不良影響。在電力企業發展中，汽輪機屬于重要設備，可以將動能、熱能轉化為電能。在具體實踐中，汽輪機要聯合其他設備，共同發揮作用。汽輪機組裝置消耗的能量非常多，機組熱經濟性的影響因素包括鍋爐效率、汽輪機效率、管道效率、電廠耗電量等；汽輪機效率的影響因素包括本體氣缸效率、蒸汽參數、軸封漏氣；鍋爐效率的影響因素包括漏風入煙囪、鍋爐內煤質量、排煙溫度、運行參數等，在回熱系統中，加熱器末端差異、熱力系數、運行參數、泵送壓損，都會產生不良影響；影響管道效率的因素包括管道絕緣；電廠用電率的影響因素包括機組運行方式、充電率。為了處理蒸汽輪組的高能耗問題，要了解汽輪機的配套設備，同時調查設備存在的問題。

（二）空冷凝汽器

汽輪機運行中，空冷凝汽器的能量損失大，在運行過程中，存在以下問題：冷凝汽器的長期運行會積累大量灰塵，加大設備熱阻，對設備的傳熱功能影響大，還會導致通道堵塞。空冷凝汽器處于負壓狀態時，空氣機會吸入空氣。空冷凝汽器的冷凝水，含有較高的氧氣，對空冷凝汽器的傳熱效率影響大。當氣候較低時，空冷凝汽器會受到不平衡流動的影響，降低蒸汽輪機的運行效率。

（三）高低壓加熱器端差

在供熱系統中，加熱器屬于重要設備，會影響供熱的經濟性。當出現端差后，盡管無明顯熱損失，但是熱交換的不可逆性增加，加劇冷源損失，導致機組熱經濟性降低。在具體運行中，應當高度重視供水溫度，然而加熱器末端尺寸的差異明顯，會影響操作人員的操作。加熱器末端的溫度差很大，供水溫度較低，且大部分發電廠的加熱器末端都存在明顯的溫差。高壓加熱器的結構如圖1所示。

（四）汽輪機的運行模式不合理

電廠汽輪機運行的模式較多，只有確保控制模式的合理性，才可以使汽輪機運行穩定。但是，若控制模式的完善度不足，則會加劇汽輪機的運行能耗，對汽輪機的節能性產生影響。當前，我國以自動化方式控制汽輪機，在自動化技術作用下，會明顯提升系統控制效率，降低人為因素的影響。若汽輪機的控制模式不完善，則不會審核設備狀態，極易產生錯誤指令，降低系統的運行效果，致使設備故障率增加，汽輪機產生較多能耗，影響發電廠的生產與運行。

（五）給水溫度的控制不佳

合理控制給水溫度，可以提升汽輪機的運行節能性。汽輪機運行期間，必須嚴格控制給水溫度，當給水溫度不佳時，則會產生危害。例如，低溫會加劇能耗，無法實現經濟性運行，導致電廠運行成本增加。當溫度較高時，則會導致系統運行風險加劇，事故率高。為了加強給水溫度控制效果，必須確保給水溫度適宜，電廠組建獨立部門，專門檢測給水溫度。建立檢測部門后，定期檢查汽輪機的給水問題，降低不合理的給水溫度。此種方式的局限性較強，人為因素會影響溫度檢測效果，很難徹底消除運行風險。當溫度檢測不及時，則會影響汽輪機運行。

三、電廠汽輪機運行節能降耗措施

（一）科學調控給水溫度

為了科學調控給水溫度，發電廠通過設備實時調控給水問題，如驅動裝置、傳感器。通過上述裝置，可以建立實時溫度控制系統。在發電過程中，需要收集給水溫度，實時調控溫度，合理控制給水溫度。當給水溫度異常時，要做好調整工作，利用控制系統向汽輪機發出指令，確保給水溫度達標。科學控制給水溫度，能夠使電廠汽輪機運行能耗降低，屬于核心降耗措施。發電廠應用此種節能技術，獲得理想的降耗效果，確保汽輪機的節能運行。

（二）維持真空運行狀態

如果凝汽器出現泄露，則會導致汽輪機脫離真空狀態，增加系統結垢，系統運行能耗加劇。因此，電廠應當關注凝汽器泄露，確保汽輪機處于真空狀態，科學檢測凝汽器，避免出現泄露、結垢問題。定期清理凝汽器，通過自動化系統檢測凝汽器，收集凝汽器運行數據。將警報功能設置在凝汽器系統內，如果運行數據、標準數據的偏差較大，則控制系統發出警報，系統運行問題得到處理，以免影響汽輪機運行。系統運行期間，要及時跟進清理工作，以凝汽器的散熱裝置為清理目標，控制凝汽器的溫度，避免對功能使用造成影響。采用此種方式，可以最大限度上提升汽輪機的節能性。系統定期開展清理工作，聯合運行狀態，設置系統運行周期，清理周期設置為7d，能夠將凝汽器內的污垢徹底清潔，檢驗系統運行效果。檢查系統的安全性，之后重啟系統。

（三）合理控制汽輪機的啟停

汽輪機為了實現節能降耗目標，在使用汽輪機時，要做好汽輪機的啟停控制。發電過程中，要收集系統運行數據，分析系統參數，確保系統參數處于正常狀態。比如汽輪機出現異常參數，則要做好科學調整，保證汽輪機的無異常開啟，防止擴大故障，對汽輪機的使用效果、運行壽命產生影響。此外，電廠要檢測汽輪機的運行狀態，按照運行參數分析汽輪機的運行效果，科學判斷后續生產任務，提前控制故障。在預測時，判斷汽輪機的潛在故障，提前處理不良問題，延長運行狀態，降低設備故障率，以免增加汽輪機能耗。

（四）汽輪機汽封改造

多數電廠測試汽輪機的過熱力性能，然而分析測試結果可知，汽輪機的熱力性能較差，汽輪機缸效率小于預期設計。當汽輪機的熱量消耗高于設置值，則會導致汽封齒出現摩擦力，甚至掉落。如果汽封齒掉落，則會沖擊下游部件，引發安全事故，因此要改造汽輪機的汽封。

第一，測量、調整汽封間隙，在空港條件下，對隔板數據的設置值、實際值進行測量，匹配篩選記錄數據，隔板套裝設在汽輪機內缸，檢查汽封齒的變形情況。重裝汽封環前，明確汽封環的間隙數值，裝設汽封環后，合理控制汽封齒的高度。重裝汽封環后，詳細記錄動、靜間隙大小，合理控制汽封間隙，之后驗收汽封間隙，記錄和存儲驗收成果。

第二，重裝汽封前，要將舊汽封拆掉。拆除必須在封閉環境內操作，由于汽封環安裝槽會聚集鐵銹、水垢，會加大汽封模塊、動靜間隙的誤差。所以在重裝汽封前，必須遵循設計圖紙要求，明確曲風大小、安裝位置。汽封模塊與配件，應當按照透平級順序編號，質檢通過后再重裝。

（五）冷卻塔填料改造

汽輪機冷卻塔的冷卻，需要獲得水資源的支持，耗水量較大。汽輪機運行期間，大概溫度下降5℃，則凝汽器的真空增加1%，汽輪機功率增加1%。為了實現節能降耗目標，注重冷卻塔填料改造，促使汽輪機出水溫度降低。填料改造時，拆除冷卻塔的舊托架，更換除水器，在配件更換時應當處于潔凈環境。

使用小片距的PPVC填料，玻璃鋼托架，替換舊的填料與托架，厚度控制在0.4mm，高度小于1m。現場組裝后放到冷卻塔內。現場組裝后鋪設，重裝不銹鋼配水管的寬度為15mm、厚度為0.9mm。改造冷卻塔的填料后，獲得良好的填料效果。冷卻塔淋水填料，在調整換熱面積、波形后，使汽輪機的運行溫度降低，實現節能降耗目標，如圖2所示。

（六）加大資金投入，優化汽輪機運行

電廠要進行改革，必須認識到汽輪機的節能運行價值，加大資金投入量，深入研究電廠汽輪機的節能性，升級和改造電廠汽輪機，對運行模式進行優化。當前，多數電廠對發電效益的關注度高，資金投入不足，導致節能研究的深度不足，未認識到節能運行的價值。當受到錯誤理念影響時，電廠會產生較多的能耗，導致運行成本增加。基于長遠發展看，電廠汽輪機的節能研究，有助于降低運行成本，增加發電廠的經濟效益。在研究汽輪機的節能性時，結合電廠汽輪機運行控制、自動化技術，完善自動控制功能，智能調節汽輪機的運行參數，確保汽輪機處于理想運行狀態，真正實踐節能理念。

四、結語

綜上所述，我國面臨可再生能源短缺問題，所以必須將節能降耗落實到發電廠。汽輪機屬于重要發電設備，運行效率對電廠效益的影響明顯。通過本文研究，了解汽輪機節能降耗的影響因素，在生產電能前要求技術人員檢查汽輪機結構，詳細記錄數據，確保汽輪機內外部環境的安全，排查內部問題，提升汽輪機的運行效率。同時，技術人員要處理好汽輪機運行，記錄關鍵問題，形成應急預案，保障汽輪機的運行效率。

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