發電廠汽輪機及其輔機設備節能技術要點

王丹

摘 要：發電廠汽輪機及其設備在工作中的節能降耗問題既是提升發電廠運行效益的重要課題，也是實現低碳環保的重要途徑之一。隨著我國對能源需求的進一步加大，發電廠節能降耗技術的研究也迫在眉睫。文章立足于節能降耗為出發點，結合發電廠汽輪機及其設備節能技術要點，對其相關的技術節能進行客觀分析，以期為提高發電廠汽輪機及其輔機設備運行效率提供更多的參考與借鑒。

關鍵詞：汽輪機；輔機設備；發電廠；節能降耗；技術要點

中圖分類號：TM621 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）11-0138-02

Abstract： The problem of energy saving and consumption reduction in the work of steam turbine and its equipment in power plant is not only an important issue to improve the operation efficiency of power plant， but also one of the important ways to realize low-carbon environmental protection. With the further increase of energy demand in China， the research of energy saving and consumption reduction technology in power plants is imminent. In this paper， based on energy saving and energy saving， combined with the main points of energy saving technology of steam turbine and its equipment in power plant， the related technology energy saving is analyzed objectively. In order to improve the power plant turbine and auxiliary equipment operation efficiency to provide more reference and reference.

Keywords： steam turbine； auxiliary equipment； power plant； energy saving and consumption reduction； technical points

隨著汽輪機技術的不斷創新與完善，其熱效率也得到了較大的提升。隨著我國經濟的迅猛發展，并在在市場經濟的推動下，電力行業也面臨著節能增效的壓力，因此，全面加強發電廠汽輪機運行效率的有效性，全面降低能源消耗則其是有效提升經濟效益、社會效益的最要途徑[1]。本文就發電廠汽輪機及其設備節能技術要點進行系統闡述。

1 汽輪機節能增效的可行性分析

（1）技術方面。目前，我國現有汽輪機技術業已通過長期的實踐運行與技術發展，其技術已經更為完善，其熱效率也得到了極大的提升，在減少能源消耗的基礎之上，對全面提升發電廠汽輪機能源轉化效率、提高自身節能減排能力具有重要的意義。同是，經過技術改造后的汽輪機，其運行的可靠性與安全性均得到了極大的提升，這為發電廠汽輪機及其設備節能技術創新也提供了技術支撐[2]。

（2）經濟方面。發電廠汽輪機及其設備節能技術創新過程中，要對創新后的成本收益進行科學、合理的評估，絕不能盲目追求技術創新或改造而未達到節能減排的目的，同時，技術創新還要滿足低成本、高效益的經濟指標。目前，我國絕大多數的發電廠對其汽輪機的改造與創新，其投入的成本遠小于購買新式汽輪機，且經過技術改造、創新后，汽輪機能耗方面也得到了有效的控制；從遠期效益角度看，發電廠對汽輪機及其輔機設備的節能技術改造與創新在經濟角度上具有更高的可行性[3]。

2 影響發電廠汽輪機及其輔機設備能耗因素分析

（1）汽輪機及其輔機設備能耗因素分析。發電廠汽輪機氣缸是一個相對封閉良好的氣室以阻斷氣缸內氣體與外界空氣，進而達到將更多的蒸汽能轉化為機械能。但是，氣缸的內缸與外缺間還存在空氣夾層，在其工作時，會通過熱輻射作用將內缸熱能傳遞至外缸，且夾層內的氣流也會在某種程度上對氣缸進行預加熱，以保障氣缸內工作效率。汽輪機正常工作時，氣缸內的噴水量能對氣壓、溫度產生相對應的影響；在熱能持續供應狀態下，噴水量與空氣間的比重會不斷增加，其對應的熱能消耗也會隨之增加，此時，汽輪機自身的工作效率會出現較低狀態，進而產生能量耗損情況[4]。蒸汽壓力、溫度的變化會也對汽輪耗損產生一定影響。因此，在實際操作時，需保持鍋爐冷水壁、過熱器內部清潔，同時，還要保證相關輔機的管線路的合理封閉性。

（2）汽輪機及其輔機設備運行調整因素分析。汽輪機及其輔機設備運行調整的合理性也會直接影響到其整體節能降耗的有效性。汽輪機及其輔機設備運行調整中主要存在的問題有以下幾方面：首先，沒有采取循環水優化運行方進而容易導致二次濾網未能得到及時維護而造成堵塞，或是真空泵冷卻水溫度過高等原因而導致凝汽器真空偏高；其次，機組在啟停時，若暖機時間調整不當或過長也易造成機組跳閘等，使機組因頻繁開停機而增加能耗；第三，機組因運行調整不當時，也極易造成各參數與實際負荷不符而出現能耗增加；第四，一些未能新運行技術創新或改造的舊機組，其能耗也較新機組或技術創新機組能耗偏高；第五，加熱器水位設定不合理，出現過高或過低現象；第六，凝結水泵運行方式不合理等，上述環節未對其進行合理調整也會導致汽輪機及其輔機設備運行能耗增加[5]。

3 發電廠汽輪機及輔機設備節能技術的有效途徑

汽輪機及其輔機設備組經長時間運行后，其能耗必然會出現不同程度增加的問題，因此，不斷地對汽輪機及其輔機設備進行節能技術改造及優化運行方案等則是全面提升汽輪機組運行有效性、實現增效降排的重要途徑。

（1）鍋爐上水泵改造。汽輪機及其輔機設備節能技術改造應對原有能耗較高的鍋爐上水泵換成能耗較小的上水泵。在機組啟動前或鍋爐汽水系統上壓試驗時，即可采用能耗較小的上水泵為汽包上水，且在鍋爐點火后或需升壓后方啟動電泵以降低能耗。

（2）加熱系統的技術改造。發電廠汽輪機的熱力系統是利用煤燃來加熱給水，且煤在燃燒加熱水時，既會損失掉一些熱量，也會因給水初始溫度過低而損失更多的能量，進而導致鍋爐的熱效率降低。因此，應對給水溫度予以嚴格控制。首先，保證高壓加熱器投入率。汽輪機機組在正常的啟停過程中須嚴格按照相關規程進行操作，并及時投入或解列高壓加熱器；為了有效避免在汽輪機運行中高壓加熱器解列，工作人員應對高壓加熱器予以合理維護，避免人為失誤或疏忽而造成不必要的能源損耗。另外，還要保持高壓加熱器水位的穩定性，并對高壓加熱器換熱管等進行定期清潔，以有效清除管內積垢，進而達到提高換熱管的傳熱效率，降低該部位的熱應力，以達到節能降耗目的[6]。其次，保持加熱器正常水位。當汽輪機加熱器內的水位過高時，則會淹沒換熱管，在降低換熱面積的同時也會降低換熱效率；同時，還可能會發生疏水倒流入汽輪機問題而影響到機組安全。另外，還應加強加熱器的維護工作。工作人員應重視對加熱器冷卻水管等相關設備的嚴密性進行檢查與維護；如冷卻水管出現泄漏時，則會對給水造成污染，若水室隔板出現泄露則會造成一部分高壓給水無法通過冷卻水管，進而導致給水溫度過低而出現能源損耗。因此，一旦發現加熱器系統出現漏點則須及時予以維護、堵漏。

（3）凝結器系統改造。汽輪機在正常工作時，蒸汽的做功則是蒸汽降溫、降壓的一個過程；正常情況下，壓力降得越低，蒸汽做功則會越多。這就需要凝汽器內的壓力必須保持最佳真空狀態，以此來保障汽輪機的做功效率，既可以達到減少煤耗，還可以提升機組的經濟效益。首先，對凝汽器真空嚴密性進行高精度試驗。為提高凝汽設備在工作時真空系統的嚴密性，必須定期對真空嚴密性進行高精度的試驗，一旦發生凝汽器真空不合格時，須對其進行及時的維護、堵漏。其次，定期維護抽氣設備。工作人員應定期對抽氣器工作水箱水位進行檢查，使之保障在正常水位；且要保證抽氣器工作水箱水溫<26℃。第三，嚴格控制循環水水質。工作人員應對循環水的水質予以嚴格監控，以避免凝汽器銅管內出現水垢而影響換熱效果。如定期對膠球清洗系統進行檢查，查看其運轉情況，保障其工作效率。一旦發現有水垢形成后，應及時予以清洗以保證換熱效果。另外，應定期循環水泵進行清查、維護，定期對旋轉濾網、二次濾網等進行清理、沖洗，在提高循環水水質的同時，也能夠提高換熱效果[7]。

（4）冷卻水塔系統改造。汽輪機及其輔機設備節能技術改造過程中，還應加強對冷水塔相關裝置的維護工作。工作人員應定期對冷水塔內部裝置進行維護，以保證冷水塔換熱效果；如在冷卻塔中安裝進風導流裝置等，以降低環境風對換熱效果的影響。另外，還要保證凝結水水位的正常，在保障換熱面積的同時，也能夠提高整個機組運動的安全性與經濟性。

（5）汽水系統改造。汽輪機及其輔機設備節能技術改造過程中，要盡量提高溫水的使用率，使主汽溫度、再熱蒸汽溫度等盡量接近相關的設計值；同時，還要保障蒸汽壓力，以提高蒸汽做功的高效性。另外，汽水品質是影響汽輪機節能降耗的重要環節之一；汽水品質差，既會引發汽輪機通流部分結垢現象的出現，還會影響汽輪機的工作效率，甚至還會對汽輪機的安全運轉產生一定的影響。因此，工作人員應提高汽水霧化效果、合并設計補水方式，避免凝結水中溶氧過多等，以達到提高汽車品質、提高汽輪機工作效率的目的[8]。

（6）機組啟停優化調整。汽輪機及其輔機設備節能技術改造過程中應對機組啟停予以合理的優化與調整。首先，汽輪機組在啟動過程中，工作人員必須嚴格按照相關的啟動節點進行操作，并保證各項操作內容均能夠按照相關規定時間完成，以減少汽輪機組設備不必要的運行時間，進而在全面縮短機組啟動時間的基礎上有效降低機組啟動成本。其次，在汽輪機機組停運時，也要按照相應的停機節點來完成，既要及時停運循環泵、凝水泵等高耗能設備，也要及時關停相關設備，如給水泵等。由于，汽輪機盤車狀態下，只需啟動小冷卻水泵即可對主機潤滑油予以有效的冷卻，其可實現提前停止循環水泵的節能目的。

綜上所述，發電廠汽輪機及輔機設備的節能技術改造與創新，應全面對主機及輔機機組節能降耗關鍵環節進行節能減排可行性進行技術研究，并在不影響機組整體運行的基礎之上予以有針對的性技術改造和運行優化。另外，也要充分發揮相關工作人員的技術創新與管理潛能，以進一步推動發電廠汽輪機及輔機設備節能改造和創新的長效進行，為企業節能增效做出更多的貢獻。

參考文獻：

[1]鄭錫開.發電廠汽輪機運行節能降耗策略研究[J].中國高新技術企業，2016（20）.

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[3]陳杉林.發電廠汽輪機運行節能降耗策略探究[J].科技展望，2015（22）.

[4]趙陽.論電廠汽輪機中輔機的優化方式及改進措施[J].建材與裝飾，2017（5）.

[5]陳益利.論電廠汽輪機中輔機的優化方式及改進措施[J].科技與企業，2014（20）.

[6]王林，趙朝利.加強電廠汽輪機運行的節能降耗的策略分析[J].山東工業技術，2016（2）.

[7]張鵬飛，呼斯楞.電廠汽輪機輔機運行優化和改進的分析[J].科技創新與應用，2015（5）.

[8]張斌.發電廠汽輪機運行節能降耗的措施探討[J].科技風，2014（22）.