淺析發電廠汽輪機運行的節能降耗措施

張彥和

摘要：隨著社會主義經濟的不斷發展，我國的能源問題也面臨嚴峻的形勢，每年的用電量都在逐年增多。面對日趨嚴峻的電能問題，當前發電廠最主要的工作就是要在發電廠的汽輪機運行時最大程度地降低能源的損耗。文章主要分析了發電廠汽輪機運行時產生的能源的損耗，并研究出節能降耗的具體措施。

關鍵詞：發電廠；汽輪機；節能降耗；汽輪機輔機；抽氣設備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TE08 文章編號：1009-2374（2015）24-0077-04 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.24.038

工業社會在給人類帶來財富的同時也在消耗著地球僅存的能源，近年來惡劣天氣的頻繁發生也讓全世界都在關注著節能降耗的問題。社會用電量的猛增給發電廠帶來了越來越大的壓力，汽輪機作為熱力發電廠的主要裝備，擔負著非常重要的任務，但是它的正常運行往往會消耗大量的能量，所以，現在發電廠節約能源的最主要的任務就是在汽輪機運行的時候盡量減少能源的浪費。

1 汽輪機節能減耗的背景

1.1 電廠煤炭資源使用量

隨著我國經濟的發展，對于能源的需求不斷擴大，國家積極倡導節能減排，對于中國這個資源利用大國來說每年國家的電力能源的使用都是處于緊張的狀態。表1為國家火力電力年產量。我們國家是一個能源資源豐富的國家，煤炭資源豐富，但是由于社會生產的需要，當前煤炭資源的數量已經在不斷的下降，煤炭是電力開發的重要能源，但是當前在電力的開發過程中由于種種原因導致煤炭資源利用不充分，從而導致了資源的浪費。表2是國家在電力等方面使用的煤炭總量：

從表1以及表2中的數據顯示出火力電力的生產量與煤炭消耗量明顯的相差較大，從另一方面顯示出煤炭資源利用不充分，存在著大量的損耗。

1.2 電站汽輪機的主要組成部分

發電廠發電最主要的機器是汽輪機，然而從上表中看到煤炭資源得不到充分的利用，其最主要的原因取決于汽輪機在工作時能否將資源有效充分的利用。汽輪機主要就是利用蒸汽的能量轉化成為機械的旋轉式動力機械，在電力中主要用作發電的原動機。電站汽輪機主要由汽輪機本體設備、蒸汽系統設備、凝結水系統設備、給水系統設備以及其他輔助設備組成。圖1為電站汽輪機結構圖：

圖1 電站汽輪機結構圖

汽輪機內部結構復雜，任何一個部位處理不當都容易造成零部件的損壞，縮短其工作期限，使得在發電時造成能源的浪費。

汽輪機是將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉動力機械，主要是運用在電力的發動上。汽輪機在使用時出現以下幾個方面的問題：（1）汽輪機的運行效率低下。電廠的汽輪機運行效率低下主要是由于低壓缸一直處在濕蒸汽區域內運行，各個級別的隔板受到水的侵蝕使得氣封逐漸的脫落，導致了嚴重的漏氣的現象；（2）汽輪機經常振動。由于汽輪機制造方面的缺陷，如零部件的質量問題以及汽輪機在安裝時由于安裝不好，造成在使用時出現振動現象；（3）汽輪機的能源消耗量大，產電量小于預計產能。

2 汽輪機的發展現狀

目前，我們國家電廠汽輪機主要存在兩個方面的問題，一是能源消耗較大，二是排污過程中污染過大。然而，汽輪機技術在不斷進步，目前世界上最主要的幾項技術是超臨界火電技術、循環流化床火電技術、增壓液化床聯合循環發電技術以及煤氣化聯合循環發電技術，表3是對上述幾項技術在效率環保、可靠性等方面的比較。

3 汽輪機出現問題的因素

3.1 影響汽輪機運行過程能耗的因素

汽輪機在電廠的所有發電設備中屬于比較復雜的設備，它在運行時會受到很多因素的影響，這些因素會導致汽輪機消耗的能源變得更大，這些影響因素主要有以下幾種：第一是電廠沒有隨著時代進步的步伐隨時更新汽輪機的運行技術，導致汽輪機的運行能耗較高。第二是在汽輪機運行的時候不能對它進行合理地調整，導致汽輪機實際的負荷和它的運行參數完全不同，在這種情況下汽輪機也不能達到最佳的運行狀態，所以運行能耗會增加。第三是在汽輪機運行的過程中真空泵還會出現很多問題，其中一個問題就是真空泵的溫度較高就會使凝汽器的真空度增高，這就導致了整個汽輪機的熱力循環系統的效率大大下降，最終增加汽輪機的能耗。第四是汽輪機的頻繁啟動與停機或者長時間的暖機行為等都會增加能耗。

3.2 汽輪機啟動方式的誤區

汽輪機最主要的支持動力就是依靠熱力，汽輪機的啟動主要就是受熱力的因素限制，在汽輪機加熱的過程中，我們如何找到一個合理的加熱方法，把溫度加到最佳的狀態，在保證安全的情況下，快速的啟動起汽輪機，而很多時候大家都是注重了快速的啟動汽輪機這一方面，而往往忽視了汽輪機的合理的溫度，導致很多的時候啟動方法錯誤，造成汽輪機出現各種問題。

3.3 汽輪機軸承問題

由于超負荷使得軸承的受力分布不均勻，個別的軸承超負荷導致油的進入不順暢，軸承內部進入了雜物，破壞了原有的零部件。由于氣體進入使得油進入受到了阻力，破壞了順暢性。由于超負荷的工作，使得軸承的溫度普遍升高，在高溫的作用下使得潤滑油發生變質，極易破壞當中的零部件。

4 針對汽輪機運行過程中的問題所給出的措施

4.1 控制鍋爐的給水溫度

溫度是汽輪機運行的最主要的一個因素。雖然表面上鍋爐的給水溫度與汽輪機沒有太大的關系，但是汽輪機會與鍋爐形成一個熱力循環系統，所以要想減少汽輪機的能源消耗問題就要控制鍋爐內的水溫。如果給水溫度比較低，那么鍋爐升溫的時間就比較長，這就需要消耗比較多的熱量來維持它的溫度，產生了熱損失，會大大降低鍋爐的效益。如果給水的溫度比較高，那么它升溫的時間就會相對較短一點，不需要很多的能源來維持溫度，鍋爐的排煙時間就相對比較少，熱損失就會變少，從而提高了鍋爐的熱效益。所以控制汽輪機的給水溫度是降低能耗的措施之一，研究表明正確控制給水溫度的措施有以下兩種：