電廠汽輪機系統節能降耗措施探析

崔震 趙鵬 韓彥春

摘 要：汽輪機組是電廠內的主要耗能系統設備之一，電廠要提高企業的經濟效益，應通過提高汽輪機組各熱力系統設備的運行效率來實現。本文主要分析了電廠汽輪機能耗問題，同時提出了電廠汽輪機運轉節能降耗的對策，以期能夠實現汽輪機的優化運行，實現節能降耗的社會目標。

關鍵詞：電廠汽輪機;系統;節能降耗

一、電廠汽輪機系統節能降耗的必要性

1.節約能源，控制生產成本。隨著電力需求的不斷增加，我國電廠規模不斷擴大，汽輪機的使用也越來越多。電廠鍋爐汽輪機作為一種能源轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能，同時，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。通過燃燒燃料，鍋爐產生蒸汽，然后通過管道流向汽輪機，驅動汽輪機帶動發電機發電。然而在鍋爐汽輪機運作的過程中，受多種因素的影響，會使得能源的消耗不斷加快。

2.有利于保護社會環境。在目前電廠發電主要用的燃料有煤、油、氣，而這些能源的消耗不僅會加大我國能源緊缺的局面，同時還會加劇我國環境問題，進而影響到我國經濟的可持續發展。國家提出的可持續發展戰略的提出，發展節能經濟已成為我國現代社會發展的主要內容。在電廠發電過程中，為了更好地體現可持續發展戰略的要求，對電廠鍋爐汽輪機系統進行節能設計可以有效地提高經濟效益，減少環境污染。

二、電廠鍋爐汽輪機系統的節能原則

1.環保原則。人們生活水平的提高，人們的環保意識不斷增強，在電廠過濾汽輪機運行過程中，會向環境排放大量的有害氣體，進而影響到環境質量。為此，在電廠鍋爐汽輪機節能降耗設計工作中要充分考慮到環境的協調性，采取有效的節能技術，將生態問題、環保問題緊密的集合起來，從而減少電廠鍋爐汽輪機的排放和能耗，保障電廠的經濟效益及社會效益。

2.合理性原則。電廠鍋爐汽輪機對資源消耗是非常大的，在滿足現代社會發展需要的同時，在對電廠鍋爐汽輪機系統節能降耗設計的合理性也提出了更好的要求。電廠鍋爐汽輪機系統節能設計既要符合電廠發展需求，同時還要符合社會經濟可持續發展的要求，既要考慮到電廠鍋爐汽輪機的設計成本，又要保障鍋爐汽輪機的使用性能。

三、電廠汽輪機組的節能降耗措施研究

1.汽輪機組運行管理方面

（1）啟動管理。從我國火力發電廠汽輪機組的運行來看， 其在啟動環節中消耗的能量相對較高。為了實現節能降耗目的，可以將啟動環節中汽輪機組的真空度、主汽壓范圍、溫度這三種參數分別控制為：小于60kPa、處于2.5-3.5MPa 范圍中、高于300 攝氏度。

（2）運行過程管理。為了實現節能降耗目的， 對汽輪機組運行過程進行管理具有一定的必要性。當汽輪機組處于低負荷運行狀態時，可以通過定壓調節法的應用實現對水泵軸臨界轉速的控制。除了這種方法之外，為了提升汽輪機的運行效率，還可以對其通流面積進行合理調整。當汽輪機組處于高負荷運行狀態時，為了提升加熱器的利用率，可以對汽輪機組的溫度和主汽壓進行適當提升。應用這種措施的作用還表現為可以提升鍋爐的補給水溫。

（3）停機管理。火力發電廠汽輪機組停機能耗的影響因素主要是溫度。為了實現節能降耗目的，可以將溫度控制在適宜汽輪機組停機操作的狀態中。在停機操作的實現方法中，滑參數方式的效果相對較好。這種方法的優勢主要表現為：其在降低汽輪機組溫度的同時，實現利用機組余熱發電的目的。

2.凝汽機真空狀態保持方面。就該方面而言，實現汽輪機組節能降耗目的的措施主要包含以下幾種：

（1）凝汽機真空系統嚴密性防護措施。對于火力發電廠而言，凝汽機真空狀態的保持具有降低能耗的作用。為了保證凝汽機真空系統在實際生產過程中始終處于定值狀態，可以注重系統嚴密性防護措施的應用。在實際生產活動中，相關人員應該對凝汽器及真空系統是否存在泄漏問題進行嚴格檢查。當發現存在真空系統泄露或閥門松動問題時，應該及時進行處理。作為汽輪機耗能的關鍵性影響因素之一，當外在負荷發生變化時，應該根據具體的變化情況對汽輪機軸封蒸汽壓力的數值進行合理調整。除此之外，抽氣器噴嘴也是引發能耗增加的重要途徑之一，因此，應該將抽氣器噴嘴列入檢查對象中。當噴嘴存在堵塞問題時，應及時進行清理。

（2）凝汽器熱負荷控制措施。凝汽器熱負荷控制方法包含許多種，相比之下，霧化噴頭加設法的優勢更加明顯。這種控制措施的起效原理是，當凝汽器熱負荷發生增加時，其在后續生產活動中需要的能量也會隨之發生相應增加。這種方法是指，將霧化噴頭加設在汽輪機組凝汽器的喉部位置。在凝汽器的實際運行過程中，該噴頭可以通過熱傳遞吸收掉一部分凝汽器產生的凝結熱，進而實現熱負荷降低的目的。這種處理措施的應用可以有效實現凝汽器在真空狀態中的保持，進而產生良好的節能降耗作用。

（3）凝汽器冷卻面清洗措施。隨著凝汽器使用時間的增加，其表面在運行過程中可能產生的污垢熱阻的附著會從一定程度上對設備的熱傳遞過程產生影響。凝汽器的常用清洗方法主要包含以下兩種：第一，酸洗法。這種清洗方法適用于凝汽器冷卻銅管泥垢較厚的情況，即當凝汽器冷卻銅管上的污垢處于產生后期階段時。在這種情況下，應用酸洗法進行清洗的操作步驟為：針對凝汽器的冷卻銅管應用酸性清洗劑，該清洗劑是由5%有機酸以及其他原料組成的。在實際清洗過程中，當設備的腐蝕速率小于1m2/h 時，應該向清洗劑中加入酸腐蝕劑、氫氟酸等。在這種情況下，需要將設備清洗的水溫參數和流速參數分別控制為40 攝氏度以及0.1m2/s。如果針對凝汽器應用兩次酸洗法之后，其酸度數值相同，則可以結束清洗。第二，干洗法。這種方法適用于凝汽器結垢具有疏松特點的情況中。在這種情況下，可以字節將火力發電廠生產過程中除氧器產生的熱水置于凝汽器中，直到熱水灌滿整個凝汽器。當灌水操作完成之后，可以利用風機將凝汽器冷卻管吹干，在這個過程中，風機的熱量會引發污垢產生硬化結痂變化。當這種變化產生之后，可以直接用冷水將其沖洗掉。

3.冷卻水溫控制方面。就火力發電廠而言， 引發汽輪機組能耗增加的主要因素是其冷卻水溫相對較高。隨著循環系統形式的不同，冷卻水溫的影響因素也會發生變化。就閉合式循環系統而言，設備實際運行情況以及外部條件會對其溫度產生影響。就開式循環系統而言，水溫主要會受到外部自然條件的影響。就冷卻水塔的運行過程而言，障礙的存在會引發水塔出口水溫的提升，因此，應該通過水塔排水槽、填料等因素的檢查，實現冷卻水溫度的有效控制目的。

4.鍋爐補給水溫控制方面。

（1） 加高處理措施。就火力發電廠加高的處理措施而言， 為了保證其運行的順利進行，促進鍋爐補給水溫的提升，首先應該對疏水器的選用加以重視。當疏水器與實際應用要求相符之后，可以將管板U 型管式高壓加熱器應用作為該部分的換熱器。與其他加熱器相比，這種設備的優勢主要在于其焊口數量相對較少， 且傳熱速度相對較快。

（2） 汽輪機組加熱器檢漏措施。在汽輪機組的運行過程中， 加熱器等設備的存在漏洞故障時，其消耗能量相對較高。因此，在汽輪機組的檢修過程中，應該對加熱器的水室隔板以及高加筒體進行檢漏處理，保證該設備使用功能的完整性。

作者簡介：崔震（1988-3-）男，助理工程師，研究方向為輪機工程技術。