火電汽輪機節能技術方向淺析

吳志榮

（廣州粵能電力科技開發有限公司，廣東廣州　510080）

火電汽輪機節能技術方向淺析

吳志榮

（廣州粵能電力科技開發有限公司，廣東廣州510080）

隨著我國經濟的健康持續發展，電力工業水平也取得了較大提高。節能、環保、高效成為衡量當前電力工業是否健康發展的重要指標之一。汽輪機是火力發電的關鍵部件之一。作用是將熱能轉化為機械能，從而實現發電目的。在節能減排大背景下研究汽輪機當前工作中存在的主要問題，并提出相關的節能技術方向及措施，以期對汽輪機實現高效、節能目標提供借鑒。

火電汽輪機節能技術措施

隨著我國經濟的健康持續發展，電力工業水平也取得了較大提高。節能、環保、高效成為衡量當前電力工業是否健康發展的重要指標之一。但有關數據表明我國電力裝機構成中，火力發電約占全部裝機比例高達76%，其中燃煤機組占火力發電總量比例更是高達98%，這不禁讓我們想到燃煤發電消耗了大量資源，還給環境和運輸帶來了巨大壓力。因此，大力提高火電廠節能減排技術就是重中之重。汽輪機是燃煤發電過程當中的關鍵部件，它能否實現更加高效、節能、環保對于充分利用資源、保護環境、提高生產效率等方面具有重要意義。

1　火電汽輪機工作現狀解析

1.1汽輪機設計缺陷

火電汽輪機的啟動關閉和功率變化是通過調節閥開度的變化來實現的，主要是通過控制進入汽輪機的蒸汽流量或蒸汽參數來實現的。作為汽輪機進汽機構的重要組成部分，調節閥氣動性能是否良好直接決定著汽輪機的工作效率。汽輪機調節閥內產生非定常流動現象不僅隨機性強，而且極其微妙和敏感。運行現場很難準確捕獲發生流固耦合現象的根源所在，模化試驗又難于真實重現不穩定現象。正是這些原因，調節閥模化設計欠缺實測和試驗數據，更談不上掌握其內部流動規律，限制了相似理論的應用。顯然，從模型設計、加工、試驗到數據轉換到真實調節閥工作狀態的實物設計完成，整個過程不僅周期長花費大，而且存在不少的不確定性，改進調節閥設計方法是十分必要的。

1.2運行效率低

汽輪機的運行效率與氣壓、出力系數、溫度等因素有著直接的關系。在燃燒調整不到位的情況下，蒸汽流量變大可能導致汽輪機機組壓力變小，對汽輪機正常運行產生影響。再加上熱氣積垢會增加能量損耗，使得運行效率降低。

1.3凝汽器性能較低

凝汽器主要用于汽輪機動力裝置中，將汽輪機的排汽冷凝成水供鍋爐重新使用外，還能在汽輪機排汽處建立真空和維持真空。也關系著汽輪機的工作效率高低。而當空氣漏入凝汽器當中時，會使排氣壓力及溫度升高，造成汽輪機組工作效率降低，甚至造成機組的大幅度振動，嚴重時會使汽輪機被迫停止工作。

同時，在汽輪機工作中的循環水有可能使傳熱設備出現水垢，而水垢會降低傳熱系數，影響汽輪機工作效率。

1.4能量流失嚴重

汽輪機主要作用是將蒸汽的熱能轉為為機械能。如果能將絕大多數熱能轉為機械能那就說明汽輪機工作效率是優異的。這個過程主要是：一是在噴嘴中將蒸汽的熱能轉化為動能。但是蒸汽通過噴嘴中隨著溫度的變化會造成熱能的損失，造成能耗降低。二是在動葉中將動能轉化成機械能。蒸汽在動葉中的能量轉化和在噴嘴中的轉化相似。但是在各個過程中存在著一定的能量損失，比如噴嘴損失、動葉損失、余速損失、葉高損失、扇形損失、部分進汽損失等。這都會導致汽輪機在將熱能轉為機械能時造成大量損失。

2　節能技術措施選項

2.1優化設計

借鑒熱力系統節能等有關理論對熱力試驗或熱平衡查定數據進行全面診斷和優化分析，發現熱力系統及其設備存在的主要缺陷，分析能損分布具體情況，然后根據分布情況確定節能潛力的大小，優選技術改造方案，為節能工作提供科學依據。找出合理的節能技術改造方案，是進一步推廣熱力系統節能技術的重要途徑。也是熱力系統節能診斷和優化改造技術發展的新方向。

2.2提高流通效率

汽輪機當中蒸汽流通效率對整個機組的效率發揮著重要作用。所以提高機組的通流效率就是實現節能的方向之一。可以通過降低低壓缸的排汽壓力，再熱器減溫水量及減少系統的內外泄漏等都會顯著提高機組的經濟性，降低供電煤耗率。機組供電煤耗越低，管理水平越高，變動成本就會控制得越好。

2.3充分利用損失能量

有關數據表明通過凝汽器由循環冷卻水流失的熱量一般占輸送總能量的15%以上，有的甚至高達25%以上，這造成了能量的極大浪費，所以研究將熱量轉化為其他利用形式就顯得尤為必要，這將會大大改善火電廠的能量利用效率。可以考慮將流失的熱能充分利用，比如建立相關的設施，為居民供暖。

2.4及時清理水垢

在火電廠汽輪機工作過程當中，冷卻水會被循環使用。但是必須經過嚴格的處理之后才會當作冷卻水使用。這個過程中會產生大量的水垢阻礙傳熱正常進行。所以必須進行清理水垢環節。首先要做到定期檢查。主要是制定一個周期對水垢產生量進行檢查。其次就是進行除垢作業。培訓專業人員進行操作并定期清理。最后要聯合不定期檢查的方法防止水垢的堆積，以免影響汽輪機正常運行。同時還可以采取將一定濃度的無機殺蟲劑放在冷卻用水口處，防止微生物繁衍。從而實現冷卻用水有效利用。

2.5整合科研

科研水平的高低直接決定了相關設備在實際運作當中的最高水平，因此要想實現汽輪機更加節能更加高效就必須大力提高科研水平。一方面火電廠和相關高等院校、科研院所等科研機構建立專項研究團隊，對當前汽輪機運作現狀、存在問題及改進的方向進行專業技術攻關，在理論上實現突破。另一方面是擴大現有火電有關課題的交流機會，可以成立汽輪機研究協會，聘請相關領域專家出謀劃策，同時火電廠也將汽輪機現實存在問題進行交流，實現信息對稱。

隨著經濟的高速發展，人們的生活方式已經實現了電子化。衣食住行越來越電子化。電顯然已經融入到生活當中的每一個環節。但火電依然是我國電力的主要來源，大量的煤炭資源換來了我們方面的生活。如何實現煤炭資源高效利用是當務之急。汽輪機節能方向研究就迫在眉睫。一方面要大力提高節能技術的有關研究，提高技術水平。另一方面每個人要樹立節約用電的良好意識，建立節約型社會。這些目標的實現就需要相關人員進行堅持不懈的努力，積極的開展探索實踐，從而實現資源利用率的提高，推動節約型社會的建立。

［1］金貴亮，陳海民，李銀鋒.關于火力發電廠汽輪機運行節能探討［J］.電源技術應用，2013（11）.

［2］王征.淺析中間再熱式汽輪機液壓調節系統的工作原理［J］科技資訊，2011，（24）.

［3］劉景庫.探析火力發電廠汽輪機運行的節能降耗［J］.中國科技縱橫，2012（21）.