火力发电厂汽轮机节能降耗论文

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1火力发电厂汽轮机节能降耗的可行性

1.1技术方面

早在20世纪末，我国就对老式汽轮机开展了一系列的技术改革。历经多年的实践，我国在汽轮机节能方面的革新已取得了很大的成就。经过技术改造之后的汽轮机不但可以有效降低能耗，同时还能够有效地提升热效率，提高能源的转换率，而且还可以有效提升汽轮机运行的安全性与稳定性。因此，目前我国已充分具备对汽轮机实行技术改造与技术节能的基本条件。

1.2经济方面

在对火电厂的汽轮机实施技术革新以前，必须要首先了解技术革新后的成本收益，从而尽量避免为实现节能目的而投入太多成本现象的发生。通过大量的革新成功案例分析可知，与对现有汽轮机实施改造花费的成本相比，购买新式汽轮机所花费的成本要高出很多，并且经过一系列的改造后，可以大大降低汽轮机的能耗量，同时不会影响到火力发电厂的经济效益，因此，从经济方面分析，改造汽轮机具有可行性。

2火力发电厂汽轮机能耗高的部位及原因

2.1汽轮机组能耗高的原因

汽轮机是火力发电厂中的一种原动机。一般情况下，汽轮机主要是与泵、发电机、锅炉以及凝汽器等设备进行配套使用。汽轮机耗能量大的主要原因有以下两点：（1）汽轮机本身、喷嘴室以及外缸极易发生变形，低压缸出汽边水腐蚀的现象也非常严重，隔板汽封以及轴端汽封的漏气现象非常严重，调节阀油动机的提升能力不强，气阀压损大，热力系统也极易发生泄漏现象等；（2）汽轮机组运行与调整，并未选择有效的优化运行方式、凝汽器真空偏高以及冷却水温度过高等都会增加能耗量，从而增加火力发电厂的成本支出。

2.2水冷凝汽器方面存在的问题

在水冷凝汽器方面主要存在以下问题：（1）冷却水水质。如果冷却水的水质不佳，那就极易导致凝汽器的钢管出现结垢现象，从而对汽轮机排汽换热操作产生一定的影响；（2）耗水量较大。在水冷凝汽器发电机组中，其多于90%的耗水量都会在冷却塔内蒸发；（3）凝汽器发生泄漏现象，冷却水会流入一定量的凝结水并且进入到锅炉中。给水质量较差会造成汽水的品质超出标准，而给水在长期超标的状态下或是有大量的冷却水进入到系统中，都会造成锅炉水冷壁产生比较严重的结垢现象，进而会引发垢下腐蚀，然后水冷壁管会发生爆炸或者鼓包现象，而且还会造成蒸汽中带有大量的盐分，使得流通部分以及汽轮机阀门产生比较严重的盐垢，不但会减小通流面积，而且还会降低机组的出力。除此以外，在调节汽门以及主自动汽门发生严重积垢现象之后，极易产生卡涩，进而导致机组超速。

3火力发电厂汽轮机运行节能降耗的措施

3.1降低冷却水温

在开式循环系统当中，外界的自然条件会直接决定冷却水的温度。然而在闭式循环系统中，影响冷却水温度的因素不仅包括自然条件，同时还要受到设备运行情况的影响。所以，为了能够定期、有效地检查循环水的水质，要深入分析实际情况，必要时可以加入一定的药品。在冷却水塔运行过程中遇到障碍的时候，其出水口的温度会大大提升，所以为了能够有效保证水塔的正常、稳定运行，必须要严格制定与充分贯彻落实维护责任制，要定期检查水塔内部的填料、喷嘴以及排水槽的运行情况，从而有效防止发生局部阻塞而对冷却效率所产生的不良影响。

3.2保证锅炉补给水的温度

如果给水温度偏低，不但会增加锅炉燃煤量，而且还可能会造成锅炉排烟量温度的急剧上升，增加排烟所带来的热损失，进而降低锅炉的生产效率。对此可以采取以下措施给予解决：

3.2.1在气轮机组大、小修检查时对加热器实施检漏操作。对高加筒体以及水室隔板实施密封性检测操作，对加热器铜管实行漏检操作。一旦水室隔板加工焊接不良进而引发质量问题，那么往往会导致高压给水出现“旁门左道”现象，而一些铜管会缺乏经过加热操作，这样就会大大影响到蒸汽与水之间的热量交换，导致水温无法上升；加热器受热面筒体密闭性产生问题，这样就会在发生阻塞时，减少蒸汽对给水的热交换，从而降低水温。

3.2.2保证加高的顺利运行。为了有效提升锅炉的给水温度，可以对加高采用以下操作：（1）合理选用疏水器；（2）合理选用换热器。例如可以选用管板U型管式高压加热器，其具有传热速度快及焊口少的优势；（3）合理调整加高进汽量。

3.3保持凝汽机的最佳真空状态

作为火力发电厂汽轮机组的一个必不可少的组成部分，凝汽器主要是负责把汽轮机的排汽经过冷却后凝结成水，从而产生高度的真空，这样就可以促使进入到汽轮机内部做功的蒸汽发生膨胀直到低于大气压，从而增加做功。假如凝汽器无法正常稳定地运行，那么就会严重影响到汽轮机组的稳定、安全运行。所以，为了有效实现火力发电厂的节能目标，必须要保持凝汽器达到一个最佳的真空状态。对此，可以采取以下措施：

3.3.1清洗冷却面。由于在凝汽器内经常会存在一定的污垢热阻，而这也可能会阻碍到传热过程的顺利进行，因此必须要对此给予充分的重视。在凝汽器的运行过程中，循环冷却水往往是选用经过严格预处理的厂内水，而且还要严格安排冷却面清洗的周期。在通常状况下，清洗冷却面时往往会采用由酸洗法与干洗法组成的二步法。因为冷却面结垢往往是经过长时间的累积后才会对真空产生影响，所以为了能够有效判断冷却面是否存在结垢现象，那么就可以将其与冷却面洁净时所产生的运行数据进行对比分析。在冷却面结垢以后会大大增加凝汽器冷却管中的阻力损失，因为在冷却面结垢的初始阶段，污泥会比较多，而且结垢比较疏松，那么此时就可以选择采用干洗法。此方法的主要操作步骤如下：借助汽轮机日开夜停的契机，利用除氧器中的热水将凝汽器的汽侧灌满，然后再利用风机将冷却管的内部吹干，在确保泥垢已经出现龟裂现象以后，再利用冷水将其冲洗干净。假如凝汽器的冷却铜管装结有比较坚硬的泥垢以后，此时真空降低，就会严重影响到设备的正常运行，那么就应该选择酸洗法。此方法的操作步骤如下：选择浓度为5%的有机酸作为主洗剂，然后对铜管实施清洗操作。当腐蚀的速率低于标准1m2/h的时候，要在其中加入浓度为0.2%的氢氟酸、浓度为0.5%的铜腐蚀剂以及酸腐蚀剂，除此以外，还要加上一定量的渗透剂，要按照O.1m/s的流速实施循环清洗操作，同时需要注意的是必须将水温保持在40℃左右。在测试连续两次的酸度能达到相同数值时就可以结束清洗操作，之后再利用高位冷却塔水源进行大流量的反复冲洗操作，并且在其中掺入一定量的工业磷酸三钠，经过反复中和之后，再将其排放出去。如果经过酸洗之后的铜管颜色为铜黄色，那么就可以判断并没有过洗现象的发生。因为循环水中含盐的数量非常低，因此在运行一段时间之后，铜管的表面就会产生一层致密的Cu（OH）2保护膜，这层膜可以有效隔离水和铜表面的接触，进而有效避免腐蚀现象的发生。

3.3.2降低凝汽器的热负荷。为了有效提升凝汽器的热效率，可以采取有效措施设法降低凝汽器的热负荷。对此，可在凝汽器的喉部加设一套装置，操作方法如下：第一种方法，可以在凝汽器的喉部加设一套雾化式喷头，借助于接触式传热的作用，能够有效地吸收一定量的凝汽器凝结热，这样就可以使一些补充的除盐汽水在凝汽器中生成一个混合式的凝汽器，从而能够有效降低表面式凝汽器的热负荷，进而将凝汽器保持在一个良好的真空状态；第二种方法，将一个表面式加热器加设在凝汽器的上部与排气缸喉部之间的空间内，并将此加热器的入口与工业水系统连接起来，将其出口送达到化学供水系统，然后实现对生水的加热操作。尽管此方法可以有效降低凝汽器的热负荷，然而其也存在一定的弊端：首先，其会增加凝汽器支撑的质量载荷；其次，由于新装的生水加热器铜管会加设在汽轮机组凝汽器冷却水铜管的上方，这样就会产生一定的气阻。所以，为了能够有效解决此方法所产生的不良影响，在制定工程设计方案以及施工的过程中要充分考虑实际状况，有效地避开缺陷，找到行之有效的改造措施。

3.4加强对汽轮机组运行过程的管理

3.4.1加强对汽轮机组启动过程的管理。要严格按照相关的规章制度启动汽轮机，要实时地监控汽轮机的启动以及冲转参数等，要将主汽压维持在2.5～3.5MPa范围内，要保证其主汽压的温度不低于300℃，保证其最高温度不得超出标准温度的50℃。除此以外，还要保证凝汽器的真空度不高于60kPa。当然，在汽轮机运行的过程中，可能无法完全达到上述的标准参数。有时候，其真空度会高于80～90kPa，汽压会高于2.5～3.5MPa，因此，每次汽轮机启动之后都必须要经过一个长时间的暖机过程，这样就大大增加了并网时间，而且还会使得启动汽轮机所需的电力大大增加，会影响到暖管的效果，造成启动汽轮机的主汽压偏大。对此，可采用“开高低旁”的做法，要将主汽压的数值保持在2.5～3.5MPa范围内，同时将其真空度维持在65～70kPa范围，对此最有效的操作即为控制蒸汽量，这样能够有效提升汽轮机暖机效率，从而有效控制胀差，并且可以大大缩短并网的时间，进而实现降耗目标。

3.4.2加强对汽轮机组运行过程的管理。为了有效地控制汽轮机组的运行过程，可以采用“定-划-定”的模式。在低负荷的施工状况下，为了有效保证锅炉内部燃烧和水循环的稳定性，有效控制水泵轴在临界转速上所受到的限制，可以借助定压调节的方法，调节高负荷区域的喷嘴，并且采取更改通流的面积的方法来确保汽轮机的高效运行；针对汽轮机运行过程中的负荷中间区域，往往是采取调节汽门的方法来关闭运行。此模式能够有效地调整与适应负荷的改变，从而使其能够充分适应汽轮机组一次调试的准确性，大大减少调节中所失去的流量。在汽轮机组高负荷运行的状态下，需要适当地提高主汽压力与温度，这样才能有效地保证加热器的利用率，并且适时地控制加热器的水位，进而有效降低汽轮机加热器的压力，实现提升给水温度的目标。

3.4.3加强对汽轮机组停机过程的控制。汽轮机组停机的时机是非常关键的，所以必须要选择适宜的温度，并且在设备良好的状态下，实施停机操作。例如在正常运行中往往是用滑参数的方式来完成停机操作。这样不但可以有效借助系统内部的余热来实现发电，而且能够大大地降低系统的温度。可以有效地控制锅炉等设备的温度，而且也为设备的维修与维护提供了便利条件，进而实现降耗的目标。

4结语

随着我国国民经济的不断增长，人们对电能的需求也越来越多。汽轮机是火力发电厂的重要设备，同时也是主要的耗能设备，采取有效措施实现对汽轮机组的节能降耗可以有效地提升电厂的经济效益。目前对汽轮机节能降耗的措施主要有加强对汽轮机组运行过程的管理、保持凝汽器的真空状态以及提升锅炉的及水温度等。电厂的相关工作人员要不断探索与研究，要善于总结与归纳，根据电厂的实际状况，采取行之有效的节能降耗措施，实现对汽轮机组的节能降耗，从而有效降低电厂的发电成本，提升电厂的经济效益。

作者:王占庆 单位:神华内蒙古国华准格尔发电有限责任公司