关于火力发电厂汽轮机组节能降耗的研究

摘要：随着近年来我国火力发电厂建设规模的不断壮大，人们对于电能质量的要求也在逐渐攀升，要想达到最终目的，相关电厂企业就要从完善运行管理模式上入手，对现有的汽轮机组进行全面的优化和升级，因为汽轮机组是火力发电厂中最为重要的发电设备，其在实际运行时所产生的耗能量十分巨大，给电厂的经济效益造成了很大的损失，因此，要想促进火力发电厂朝着节能减排目标前进，首要任务就是要保证汽轮机组的节能降耗功能。

關键词：火力发电厂；汽轮机组；节能降耗；优化完善

目前，我国电力能源生产方式主要以火力发电模式为主，其在实际运行时，一般是通过化石燃料的燃烧来实现电能的产出和传输，尽管能够保证发电质量和发电速度，但是由于化石燃料在汽轮机组中燃烧会产生大量的能源消耗，所以在很大程度上就会降低电厂运营效益，使其无法实现节能减排目标。因此，要想改善这种现状，就要对火力电厂汽轮机组进行全面的优化和完善，并积极引入新型电力技术，这样才能增强火力发电厂的综合效益。本文也会对如何有效实现火力发电厂汽轮机组的节能降耗进行详细的探究，并针对性的提出一系列可行性强的优化措施，以便为相关人士作为参考借鉴。

1.火力发电厂汽轮机组运行特点及工作原理分析

汽轮机组是当下火力发电厂中最为重要的发电设备，其在实际运行时，主要是通过化石燃料的燃烧来作为动力能源，与传统复式蒸汽

机相比，无论是运行效率，还是电能产出率都要远远高出很多倍，并且不易受到外界因素所影响，运行稳定性极为明显。基于此，汽轮机组的服务期限也是十分之长。但是汽轮机组在运行过程中也会存有一定的缺陷和不足，常见的问题有：渗漏、汽缸变形等不良现象，尤其是能耗过多问题，进而给火电厂经济效益的提升以及实现可持续发展造成了很大的影响。

此外从工作原理来看，汽轮机组的运行原理主要分为冲动作用原理和反动作用原理两种形式，其中前者是指汽轮机组在处于工作状态下时，其会将化石燃料燃烧的热能转化成机械能，在转化过程中会产成一定的蒸汽，当蒸汽流经动、静叶汽道时，就会对汽轮机的叶片产生相应的冲击力，促使叶片转动，这样就实现了蒸汽热能向机械动能的有效转换。而后者运行原理是指当化石燃料燃烧的热能转化成蒸汽时，一旦流经汽轮机叶片组成的汽道内，就会发生急速膨胀的现象，进而改变原有的流动方向，为叶片提供强有力的冲击力，使其转动成功，产生充足的机械动能。

2.影响火力发电厂汽轮机组能耗量过大的主要影响因素

2.1汽缸效率

一般情况下，火力发电厂汽轮机组在运行过程中，都会出现运行能耗过高的现象，究其原因，主要是因为气缸效率所影响。因为汽轮机组在安装施工时，会出现些许的人为失误，再加上机组管理维护的不及时，所以使得整个机组的运行效率远远低于设计限额，因此，这就使得化石燃料进入汽轮机组后会产生能耗过剩的现象，因此，在优化汽轮机组时，相关工作人员一定要将汽缸优化作为首要任务。

2.2通流性

如若火力发电厂汽轮机组通流性不强，则整个机组的蒸汽做功就会变得十分偏弱，进而使其产生较大的能耗损失。因此，要想改善这种现状，就要科学调整汽轮机组的流通面积和蒸汽流量，以便最大化提高汽缸运行效率，使其早日达到节能减排的运行效果。

2.3出力系数

出力系数也是影响火力发电厂汽轮机组运行能耗过大的主要影响因素之一。其产生的来源是因为电网在不同阶段所运行的速度会出现一定的差异，即较大的峰谷状态，若是汽轮机组无法适应这种电力负荷状态，则必定会在运行期间产生大量的能耗，使电厂的运营成本大大增加。

2.4汽压温度

火力发电厂汽轮机组在实际运行时，周围环境温度会对其自身的气压温度以及运行效率产生相应的影响，若是汽轮机组汽压低于限额标准时，则就会阻碍到汽轮机对化石燃料整个燃烧过程的有效控制，进而使机组蒸汽流大大升高，给机组的正常运行带来很大的阻力。此外，锅炉在运行过程中，若是吸收的空气量十分明显、减温喷水量增加、化石燃料质量不合格等，就会导致锅炉受热面不均匀，从而出现汽轮机组能耗量过剩的不良情况。

3.火力发电厂汽轮机组实现节能减排的有效策略

3.1全面调整机组运行状态

第一，要根据汽轮机组的整体运行特点，采用时下最为先进的滑参数停机操作技术来进行改造，这样既可以降低机组的气压温度和维护管理难度，又能促进锅炉余温的有效利用，从而在提高机组运行效率的同时，大大降低燃料能耗，使其达到节能减排的运行标准。

第二，一般情况下，火力发电厂汽轮机组采用的运行方式都是以先定、再滑、再定的方式来进行，若是低负荷的汽轮机组，为了保证锅炉燃烧的稳定性，则可采用低定压的运行方式，并建立完善的水循环体系。另外，还要对汽轮机的配汽方式以及喷嘴进行全面的调整，进以保证机组能够始终处于高效的运行状态，使其在工作状态下，能够产生较低的燃料能耗。

第三，火力发电厂汽轮机组要想在运行期间，实现节能减排目标，还要对其真空压力数值进行严格的控制，使其保持在65-70kPa之间，这样就能在短期内增加汽轮机蒸汽量，避免机组出现升温现象，进以在保证运行效率的基础上，有效实现节能减排，保证汽轮机组的实效作用。

3.2深入优化汽轮机循环水泵

汽轮机组在实际运行时之所以会出现通流性不强的情况，主要是因为机组循环水泵所致，因为一旦循环水泵入口温度过高或过低、循环水流量过大或过小、冷却管清洁度不强、真空严密性偏弱、排汽量不足以及运行方式不合理时，就会大大降低汽轮机的运行效率，使其产生较大的能量损耗。所以，要想改善这种现状，就要结合电厂的实际运行情况，合理选择循环水泵，确保其质量能够达到国家相应的规范标准。并且还要加强循环水泵的维护管理，使其各项运行指标能够处于合理范围内，进而最大化降低能耗量，提高整个汽轮机组的节能降耗功能。

3.3适当提高给水温度

首先，要着重检查汽轮机组中的加热器铜管，尤其是其水室隔板与高加筒体的密封效果，避免在焊接过程中出现漏点情况，因为水室隔板若是加工焊接质量偏低，则必定会影响到机组的高压给水情况，使其无法顺利的实现给推动水和蒸汽之间的热量交换，进而导致给水温度上升速度较慢，产生大量的能量消耗。而若是受热面筒体加工焊接质量不达标，则会导致汽轮机组产生蒸汽阻塞的情况，进而大大减少给水热量，发生过量消耗情况。

其次，要保证回热系统的稳定性以及加热器水位标高的规范性，因为若是这两大组成部件出现问题，则势必会影响到凝结水的正常运行，使其生成冷却变化，造成大量汽轮机组冷源消耗的现象。

最后，要控制好汽轮机组在滑启和滑停过程中的给水温度，及时投入适量的高压，保证水位水量的标准度，若是条件允许，还要做好高压加热器清洁工作，避免换热管积垢面积增大而给机组的正常运行带来影响，使其产生泄漏现象。

3.4有效降低冷却水温度

在汽轮机组中，水循环系统主要包括开始循环系统和闭式循环系统两种类型，无论哪种类型的水循环系统在实际运行时都会受到外界环境因素以及系统自身的运行状态所影响，进而导致汽轮机组产生巨大的能量消耗。因此，在对机组进行节能降耗改造时，应注重对水循环系统冷却水温度的全面化控制，一方面要加强对水循环水质的检测，若是出现不合格问题，要采用适当的净化消毒技术进行改善。同时，还要控制冷却水塔质量，尤其是其出口温度，必须按照严格的规章制度，采取有效措施进行维护，这样才能保证水塔运行的稳定性，降低外界环境因素所帶来的不良影响。

3.4保证凝汽机的长久真空状态

3.4.1降低凝汽器热负荷

火力发电厂汽轮机组在实际运行过程中，还会经常因为凝汽器热负荷过高而产生大量能耗损失的现象。因此，为了使汽轮机组运行实现节能减排目标，就要对凝汽器热负荷进行有效控制。首先，可以在凝汽器的中心位置处布设一个雾化喷头，这样通过热传输，就可吸收大量的蒸汽凝结热能，进而促使除盐水和雾化喷头形成一个完整的混合凝汽，这样凝汽器的热负荷就会大大降低。其次，在凝汽器与排气缸之间相应位置处安装一个加热器，并且与工业水系统进行连接，这样既可以提高加热器的传热速度，又能降低凝汽器的运行热负荷，从而使凝汽机能够长久的处在真空状态下，最大化减少汽轮机组的能源能耗。

3.4.2增强真空系统严密性

要想让凝汽机始终保持在真空环境中，进而实现汽轮机组的节能减排目标，就要安排专业检测人员对凝汽机真空系统的严密性进行全面的检查，看是否存在泄漏问题，若是出现问题，则有立即采取措施加以处理和解决。此外，还要对抽气器喷嘴进行着重的检查，避免喷嘴发生变形或堵塞等不良情况，并合理调整汽轮机组轴封蒸汽压力，确保其负压系统阀门的紧实度，这样才能保证凝汽机真空系统的严密性，提升汽轮机组的节能降耗性能。

3.4.3清洗冷却面

汽轮机组凝汽器在长期使用后，会在其冷却面上堆积大量污垢，若是不进行及时的清洗，则必定会增加凝汽器冷却管阻力，降低凝汽器的运行安全，使汽轮机组产生大量的能源损耗。因此，做好凝汽器冷却面清洗工作，也是实现汽轮机组节能减排的必要工作任务之一。在实际运行时，相关工作人员可以采用酸洗法来进行，即利用浓度为5%的氨基磺酸溶液与铜缓释剂、酸缓释剂和氢氟酸混合而成的酸溶液对污垢进行腐蚀、分解。在这一过程中，清洗水温必须保持在40℃以上，且冲刷方式要以循环冲刷方法为主，尽量利用高位冷却塔水进行反向冲刷，这样才能使污垢完全分解掉。同时，还要向凝汽器中注入除氧器热水，然后再采用风机将冷却管内部吹干，并用冷水进行反复冲洗，这样才能保证污垢的彻底清除，确保凝汽器的正常运行，以免汽轮机组出现大量的能源损耗。

3.5加强汽轮机组的运行管理维护

为了进一步推进火力发电厂的持久稳定运行，使汽轮机组在整个运行期间都能保持良好的节能减排性能，仅仅采用上述策略是不够的，还要全面做好汽轮机组运行管理维护工作。首先，要在日常工作中，按照严格的操作流程和规范标准正确启动和操作汽轮机；其次，要对汽轮机组的整体运行情况进行实时的监督和管控，进以获得机组的实际启动参数和冲转参数，并根据参数信息来做出合理的调整，最大化保证汽轮机组的运行效率；再次，要对机组主气压进行有效控制，使其处在3.0-3.7MPa范围内，且气压最大增长限度不超过350℃；最后，积极采取新的汽轮机组控制方法，及时回收不合格水循环水质，并关闭疏水，这样才能保证机组的运行状态，使其完全处在有利于能源节约的运行环境中。

结束语：

综上所述，在火力发电厂生产设备中，汽轮机组占有着很重要的地位和作用，但是也会在运行期间产生很多问题，尤其是能源的大量消耗。因此，要想改善这种现状，实现火力发电厂的可持续发展，就要对汽轮机组的运行特点以及工作原理进行全面的剖析，并针对实际影响因素，采取有效的节能降耗措施以及先进的改造技术加以全面应对，这样才能在提升汽轮机组运行性能的基础上，降低能源损耗，帮助火力发电厂达到理想的发展目标。

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[4]吴迪，李娜.火力发电厂汽轮机组节能降耗探讨[J]科技展望， 2017，08：19-20

秦永胜（1989年05月21日）、男、汉族、山西省汾阳市、大唐太原第二热电厂、助理工程师、大学本科、火电厂汽轮机主机、辅机检修维护