1、关于电厂汽轮机节能的思考摘要：本文主要针对我国汽轮机组的运行现状、存在的问题及影响节能降耗的因素进行了分析，并提出了一系列节能降耗改造措施，对电厂机组的安全高效运行具有一定的参考意义。 关键词：电厂；汽轮机；节能；思考 中图分类号：TU984 文献标识码：A 文章编号： 发电厂一直都被认为是高能耗的企业，其中，火电厂能耗最高，但其节能的潜力空间也很大。要提高电厂整体效益，关键是要把节能降耗作为重点来抓。在发电这个当今竞争十分激烈的市场，谁能把节能降耗做到最好，谁就能在市场竞争中获得胜利。 1 影响汽轮机节能降耗的因素 1.1 汽轮机组的通流性能 改善汽轮机组的通流性能是提升汽轮机组整体运行能效
2、的关键。通过扩大机组内部的通流面积、增加进气流量，可以有效地提高缸内效率，达到节能减排的目的。 1.2 汽轮机的缸效率 在我国电厂的实际生产过程中，由于设备自身质量和安装维护等问题，国产的汽轮机组的缸效率普遍低于设计值，与国外的汽轮机组差距较大。而机组的低压、中压和高压缸内效率每降低 1%，机组的整体热耗率将会分别增加 41、12 和 15kJ/kWh。为电厂的经济运行带来了极大的影响。 1.3 主蒸汽压力 若机组运行时的给水压力过低、燃烧调整不当、主蒸汽流量过大，则会导致机组的主蒸汽压力偏低，进而影响机组运行的整体效率。 1.4 主蒸汽温度 若机组运行时存在燃料供应不足、吹入空气比重过大、喷
3、水量大、过热器积垢等现象，则会导致主蒸汽温度过低，加大了机组自身的热损耗，降低了运行效率。 1.5 出力系数 出力系数对汽轮机的经济运行具有重大影响，由于我国的电力负荷波动较为剧烈，谷峰差值较大，机组不得不频繁进行调峰来适应电网的波动，导致 300MW 机组的出力系数偏低，长期处于经济性较差的运行工况。 2 300MW 汽轮机应用现状及主要问题 截止 2011 年底，我国应用的 200MW 汽轮机组为 221 台，应用的300MW 汽轮机组为 539 台，500MW 以上的机组为 305 台。综合考虑设备数量、发电能力等因素，300MW 汽轮机组的节能降耗是目前我国汽轮机组节能改造的重点。 2
4、.1 300MW 汽轮机运行现状 我国现在使用的 300MW 汽轮机组大部分都是上世纪 80 年代之前引进的国外技术，较为落后。由于汽轮机的系统原理、结构设计、安装维护等各方面的原因，我国现在使用的大部分 300MW 汽轮机都存在着不同程度的问题，经济性差，运行能耗高。主要体现在如下几个方面： 2.1.1 供电煤耗较高 2010 年，我国在役的国产发电机组的平均供电煤耗为 334g 每千瓦时，比进口机组要高 10g 左右，而目前国际先进水平仅为 310g 左右。 2.1.2 热耗水平偏低 我国早期投产的发电机组额定工况热耗水平普遍比设计值要低 6%左右，而新投产的则低 2%左右。 2.1.3
5、缸效率偏低 由于种种原因，我国国产的发电机组缸效率普遍低于设计值，与国外的水平差距较大。 综上所述，目前我国 300MW 发电机组的总体运行经济性较差，且部分机组老化现象严重，通流部分效率低下，迫切地需要使用先进的技术进行改造，以降低机组运行能耗，提高整体性能。 2.2 汽轮机本体设计的问题 （1）气缸效率低于设计值，其中，高压缸的效率比设计值普遍低 5%左右；（2）气缸效率的下降速度太快；（3）各监视段抽气温度偏高，普遍比设计值高出 15 摄氏度以上；（4）各监视段压力超限；（5）平衡盘、轴承等系统密封效果差，漏汽严重；（6）机组效率整体较低，启动慢；（7）调节级效率低于设计值。 2.3 疏
6、放水系统存在的问题 疏放水系统是汽轮机组的重要辅助设备，疏放水系统能否高效可靠地运转，不仅会影响电厂发电的经济性，还将对设备的安全性构成威胁。一般来说，电厂的疏水系统主要由蒸汽管道疏水和锅炉、汽轮机本体疏水两部分组成。目前，大型汽轮机疏水系统存在的主要问题有： 2.3.1 疏水阀数量过多。疏水系统的疏水阀门过多，会导致机组启停时，疏水管道的蒸汽排量较大。且疏水阀的泄露是电厂普遍存在的一个问题，由于阀门前后压差较大，阀芯容易受到磨损，出现内漏的几率比较大。 2.3.2 对于使用背包式疏水扩容器的电厂，蒸汽疏汽量太大会导致扩容器排气口的蒸汽流速非常大，有可能会损坏凝汽器的防冲板。在我国的一些电厂，
7、就曾经发生过类似的事故。 2.3.3 对于使用外置式扩容器的电厂。由于扩容器的排汽管道较长，有可能会导致中压缸的疏水不畅，延长机组启动时间等问题。 3 汽轮机节能降耗实施措施 3.1 汽轮机本体改造措施 3.1.1 加装调节级叶顶汽封 通过增加调节级叶顶汽封的数量，可以有效地减少调节级之间的漏气量，提高效率。 3.1.2 改进导气管密封 采用密封环进行密封的导气管，在安装和运输中容易导致密封环损坏，进而在运行时会引起蒸汽泄漏，影响机组的经济运行和安全性。为此，可采用新型的钟罩式密封结构来替代原有的环形汽封，或者是采用材质和质量更加可靠的密封环，从而减少漏气量。 3.1.3 改进平衡盘的汽封 3
8、00MW 机组的平衡盘直径普遍较大，当汽封间隙不合适时容易导致较多的蒸汽泄漏，为此，可采用新型的蜂窝汽封、布莱登汽封结构来减少漏汽损失。 3.1.4 高中压缸内外夹层加装阻汽片 高中压缸内外夹层安装阻汽片可以调整蒸汽流动方向，从而减小机组上下缸之间的温差，提高运行效率和安全性。 3.1.5 凝结器部分铜管更换为不锈合金钢管 与铜管相比，采用 TP316L 的优质不锈合金钢具有更好的硬度和刚度，因此可以减少管壁，从而进一步提高了整体传热系数，减少了结垢现象，而且具有较强的抗震性能和抗冲击能力。因此将部分铜管更换后，可以大大提高设备的安全性和经济性。并且优化循环水的控制，合理进行胶球清洗。 3.2
9、 热力及疏水系统的改进 机组在各种不同工况下运行时，疏水系统应能防止汽轮机进水和汽轮机本体的不正常积水，并且满足系统暖管和热备用的要求。为了减少热力及疏水系统泄漏，其改进措施为： 3.2.1 同压力的疏水管路要尽可能的合并，减少管道长度和阀门数量。 3.2.2 选用的阀门应为质量好、可靠性高、口碑好的阀门。 3.2.3 电动球阀不宜作为疏水阀，选用球阀即可。 3.2.4 为防止阀门泄漏对机组正常运行造成影响，可在电动阀门前方设置手动阀门，当出现异常时，可以通过手动控制这些阀门来保证系统的正常工作，增强系统的可靠性。 3.3 优化运行控制 3.3.1 对于使用喷嘴调节的汽轮机组，当负荷高于 80
10、%以上时，应通过运行控制保证主蒸汽的温度、压力及再热器的温度在正常设计范围；对于在滑压运行区域的汽轮机组，应根据机组滑压运行曲线对主蒸汽的温度、压力及再热器的温度进行严格的控制。 3.3.2 对除氧器排气量和锅炉排污量进行严格控制，对系统的泄漏进行治理，降低工质带走的热损失，控制补水量，300MW 的汽轮机组，补水率应控制在 1%以下。 3.3.3 完善工厂内自动监控系统的建设，开发相应地在线运行能耗分析系统，并对系统内部的泵和电机设备进行变频节能改造，提高设备运行能效。 3.3.4 定期开展机组优化运行试验，如：不同负荷运行方式的优化，凝汽机组系统运行优化加热器水位控制优化、合理安排胶球清洗
11、的投运时间等等，保证各子系统都工作在最优状态并相互之间配合良好。 3.4 进行节能宣传及管理 为了使机组经济可靠地运行，电厂要加强节能降耗的宣传，制订相应的节能年度目标，并将节能作为企业的考核指标来保证各项节能措施的落实。第一，加强燃煤采购管理，保证使用的燃煤符合锅炉设计要求；第二，完善节能管理，提高工作人员的节能环保意识，明确各级人员的节能工作职责，建立节能工作考核体系，如：发电煤耗、给水温度、排烟温度等等，以此来充分调动操作人员的积极性，提高机组的运行效率；第三，加强宣传和技术交流，定期对节能工作进行总结，为进一步的节能降耗明确方向。 参考文献： 1 林龙.电厂汽轮机运行的节能降耗探讨J.黑龙江科技信息，2012， （04）. 2 孙逊，李光辉，董凤仁.发电厂汽轮机及其辅机设备节能技术J.中国高新技术企业，2011， （17）.
