發電廠汽輪機及其輔機設備節能技術

李向濤

【摘 要】中國能源的消費量比較大，雖然能源資源較為豐富，但是人均占有量卻比較低，能源分布也不夠合理，這就使得能源利用率相對較低，能源浪費問題比較嚴重，這就使得單位產值能耗比較高，損耗也較為嚴重，嚴重制約了國民經濟的可持續發展。汽輪機及其輔機設備技術逐步完善在一定程度上提升了汽輪機及其輔機設備的熱效率。電力行業面臨節能增效上的壓力，需要全面提升發電廠汽輪機及其輔機設備的運行效率，盡可能降低能源方面的消耗，逐步提升其社會效益與經濟效益。本文對發電廠汽輪機及其輔機設備節能技術進行了分析。

【關鍵詞】發電廠；汽輪機及其輔機設備；輔機設備；節能技術；可行性；途徑；

1引言

從近些年來看，中國經濟的發展速度逐步加快，在能源方面需求逐漸增加，這就使得節能技術發展迫在眉睫。發電廠汽輪機及其輔機設備工作過程中降耗不僅有利于提升發電廠的運行效益，對實現低碳環保也具有非常重要的作用。

在節能減排，可持續發展的大環境下，如何改進汽輪機及其輔機設備組實現節能減排是每個發電廠都面臨的問題，這既是機遇，同樣也是挑戰，在電力市場競爭越來越激烈的今天，高效發電已經成為困擾發電廠的一個難題，所以對汽輪機及其輔機設備組進行改進已經成為一個刻不容緩的課題，誰在這一點上領先一步，誰就可能占有更大的市場。

2發電廠汽輪機及其輔機設備能耗原因

2.1凝汽器冷凝系統結垢或者循環水不足

凝汽器在生產過程中主要的工作部分是冷凝管，而循環水的水質不高會使汽輪機及其輔機設備組在工作的過程中沉積一層厚厚的污垢，這會減少冷凝管內部的流通面積，導致冷凝管的冷卻效果下降，汽輪機及其輔機設備的排汽壓力上升，排汽壓力上升最終導致汽輪機及其輔機設備效率下降。甚至當排汽壓力達到一定的極限后，整個機組就需要被迫停機處理。本廠對于循環水采用的方法為一臺機組兩臺循環泵，使用海水進行冷卻。導致汽輪機及其輔機設備組冷凝問題的原因有很多，如循環水中斷或不足，海水水位變低，海水溫度變高，海水的海藻、微生物多等。

2.2真空系統密封性不夠

對于汽輪機及其輔機設備來說，真空系統的密封性也是影響其工作效率的一大問題，真空下降會使蒸汽做功能力下降，蒸汽流量增加，致使葉片過負荷；真空下降，會令機組軸向推力增大，導致機組軸向位移增大，嚴重時候甚至會造成推力瓦過負荷，導致推力軸承溫度升高甚至燒毀。真空下降不僅會增大能源的消耗，增加運行成本，也有可能會造成排汽缸等部件變形，進而影響到整個汽輪機及其輔機設備組的安全。真空下降的原因有很多，如凝汽器冷卻水較少或中斷，凝汽器水室有空氣積存，熱水井水位升高淹沒凝汽器抽氣口，軸封系統、真空泵運行不正常，以及最關鍵的真空系統泄漏等。

2.3汽壓和溫度

發電機的電能，轉化原理就是蒸汽在汽輪機的動葉中膨脹，產生推動汽輪機帶動發電機高速旋轉的動能，汽輪機做功能力的大小取決于進入汽輪機的蒸汽焓和進入凝汽器的排汽焓的差值。一般來說，機組的排汽壓力和溫度決定了排汽焓的大??；而汽輪機的進汽壓力和進汽溫度越高，進汽焓越高，則汽輪機帶著發電機的做功（轉化為電能）越多，發電量越多。而與之相對的進汽溫度和壓力低則會使蒸汽焓降減小，單位發電量的汽耗增加，影響汽輪機工作效率。進汽溫度低甚至還會致使蒸汽機后面幾級葉片發生水蝕，縮短機組的使用壽命。

3汽輪機及其輔機設備的節能途徑

3.1改造鍋爐水泵

鍋爐水泵對于汽輪機及其輔機設備影響很大。汽輪機及其輔機設備改造節能技術時，需要針對原能耗較高鍋爐水泵換成能耗相對較小上水泵。啟動機組前或者是鍋爐汽水系統的上壓試驗過程中，可以選擇能耗相對較小的上水泵上水，鍋爐點火后則需要完成升壓后啟動電泵或汽泵，這樣有利于降低汽輪機及其輔機能耗。

3.2改造凝結器系統

汽輪機及其輔機正常工作時，蒸汽做功屬于蒸汽降溫、蒸汽降壓過程；正常來看，壓力越低，蒸汽做功越多，那么凝汽器內壓力需要保持在最佳真空的狀態，這樣能夠為汽輪機及其輔機設備做功效率提供保障，這樣不僅能夠實現減少煤耗的目的，還有利于提高機組經濟效益。首先，高精度實驗凝汽器的真空嚴密性，為了能夠提升凝氣設備工作過程中真空系統嚴密性，那么就需要定期針對凝氣設備真空嚴密性開展高精度試驗，一旦出現凝汽器真空不合格時，需要及時維護以及及時堵漏。其次，對循環水的水質進行嚴格控制。工作人員需要嚴格監控循環水水質，這樣能夠規避凝氣管鈦管或銅管之內產生水垢，對換熱效果產生影響，例如定期檢查膠球的清洗系統，諸如對膠球清理系統定期檢查，對膠球清洗系統運轉情況進行查看，為膠球清理系統的工作效率提供保障。一旦發現形成了水垢，需要及時清洗并且為換熱效果提供保證。此外，定期的清查以及維護循環水泵，定期清理與沖洗旋轉濾網與二次濾網等，保證循環水的水質，提升換熱效果。最后，對抽氣設備定期維護，保證凝結器系統正常運行。

3.3改造汽水系統

汽輪機及其輔機設備在改造節能技術時，需要盡可能提升溫水使用率，促使再熱蒸汽溫度、主汽溫度等同相關設計值盡量接近，同時還需要提升蒸汽壓力，提升蒸汽做功高效性。汽水品質對汽輪機節能降耗具有直接影響，若是汽水的品質比較差，那么不僅容易造成汽輪機在流通部分出現結垢問題，還對汽輪機工作效率產生影響，甚至不利于汽輪機安全運轉。工作人員需要逐步提升汽水霧化的效果，合并設計補水方式，這樣能夠有效規避出現凝結水溶氧過多的問題等等，最終提升汽車的品質，提升汽輪機的工作效率。

3.4優化汽輪機運行汽溫

假設汽輪機在進汽壓力不變的情況下，進汽溫度越高，汽輪機的進汽的焓值也就越大，汽輪機的工作效率也就越高。當然，進汽溫度不可能無限度提高，過高的進汽溫度會造成極大的安全隱患，甚至可能會損壞設備，所以進汽溫度不能超過汽輪機設計所允許的最高溫度。而在直流爐運行過程中，其主蒸汽溫度控制往往是通過水煤比進行粗調、減溫水進行；再熱蒸汽的控制中往往采用煙氣擋板控制。因此，機爐協調的好壞，減溫水的自動調節特性、再熱煙氣擋板自動調節特性的好壞，直接影響了汽輪機的進汽溫度，進而影響到汽輪機的工作效率。優化機爐間的協調，優化減溫水調節曲線、煙氣擋板調節曲線，正常運行中維持主、再熱蒸汽額定參數運行，才能保證汽輪機組較高的工作效率。

4結語

總之，在改造以及創新發電廠汽輪機及其輔機設備節能技術過程中，需要全面研究汽輪機及其輔機設備的節能降耗關鍵環節的技術可行性，在保證不對機組的整體運行產生影響的基礎上進行針對性技術改造以及運行優化。此外，還需要有效發揮相關技術工作人員的技術創新能力以及管理潛能，為推動汽輪機及其輔機設備的節能改造與創新機制，為實現企業節能增效給予更高的貢獻。

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（作者單位：華能海南發電股份有限公司東方電廠）