汽轮机热力系统经济性分析及优化改造

滑福群

摘 要：本文从火电厂热力系统节能角度出发，以某电厂600MW机组的热力系统为研究对象，分析了影响汽轮机经济性的主要因素。然后，针对这些影响因素并通过借鉴国内同类型机组的检修和优化经验，从热力系统的参数、设备等方面着手，提出了系统的优化改造方案。

关键词：汽轮机；热力系统；经济性分析

某電厂两台600MkW超临界汽轮机组，为某汽轮机厂生产的超临界、单轴、三缸四排汽、一次中间再热、凝汽式汽轮机。但是自投产以来，机组的供电煤耗与设计值和国内现有机组运行的先进水平存在差距，整体的运行情况并不理想。为了切实提高电厂生产效益，本文对影响该汽轮机经济性的主要因素进行了分析，并针对各影响因素提出了相应的改进建议及措施。

1 影响汽轮机运行经济性的主要因素

汽轮机组实际运行的经济性与热力系统和设备的负荷率、能否在规定的设计条件下运行以及设备是否完善有关。机组试验热耗率能够反映其实际运行的经济性，汽轮机本身的工况（如汽缸实际运行参数、汽缸效率等）、辅助设备状况（如凝汽器、回热加热设备、给水除氧等）以及热力系统内外泄漏量造成的。为了详细分析机组煤耗偏高的原因，根据本文案例机组的现场数据，对各种影响因素分别进行定量分析和计算。

1.1 负荷率

按照汽轮机 的热力特性，负荷降低时，汽轮机的热耗率呈明显上升趋势。对于600MW的超临界机组，半负荷运行时煤耗量要比额定负荷行时增加约29g/k。

1.2 汽轮机运行参数

表1为1号机组运行参数对机组经济性 的影响。从表中可以看出，由于汽轮机主蒸汽参数（压力、温度）、再热蒸汽参数以及排汽压力等实际运行工况偏离设计值，使得汽轮机气缸效率低于设计值，从而对机组经济性产生影响，其中排汽压力对机组热耗影响最大。

1.3 机组通流部分效率

仍然以1号机组为试验对象，1号机组低压缸试验效率比设计值低5.01%，低压缸效率降低1%，增加机组热耗率约35.73kJ/kWh；中压缸试验效率比设计值低0.99%，中压缸效率每降低1%，增加机组热耗率约12.81kJ/kWh；高压缸试验效率比设计值低2.27%，高压缸效率每降低1%，增加机组热耗率约 14.7kJ/kWh。因此总的来说，1号机组由于汽缸效率总体较设计值偏低，所以共增加机组热耗率约为225. 14kJ/kWh，折合煤耗升高共约8.6g/kWh。

1.4 系统泄漏

相比于系统外漏，蒸汽管路上的阀门以及部分疏水阀门的内漏量大是影响机组经济性的重要因素。蒸汽管道中高品位的蒸汽直接漏入凝汽器，不仅会使机组功率降低，同时也增加了凝汽器的热负荷使得真空度降低，从而进一步降低了机组的经济性；系统部分疏水阀门由于阀门前后压差较大，机组启停时阀门因蒸汽冲刷等原因会出现不同程度的内漏。

2 节能优化改造的探讨及措施

从上面的分析可以知道，影响该汽轮机煤耗的主要因素有负荷率、通流部分效率、汽轮机运行情况管理以及系统阀门泄露等。

2.1 提高汽轮机通流部分的效率

通流部分汽封间隙过大，通流部分结垢等均会影响汽轮机汽缸效率，从而相应的增加煤耗。对于本文中这样已经投产的机组，其制造与加工偏差对汽缸效率的影响已经无法消除，于是要提高汽缸效率只能从调整汽封间隙和提高叶片清洁度两个方面入手。

2.2 加强机组运行参数的实时监控

机组运行参数应保持稳定，主汽压力、主汽温度、再热汽温、排汽压力等参数要尽量接近设计值。

2.3 消除系统阀门内漏

两台600kW机组阀门外漏量很少，而阀门内漏 ，尤其是高温高压管道上的疏水阀门的泄露对系统经济性的影响很大。系统的部分疏水阀门由于阀门前后差压大、工作条件恶劣、机组启停时阀门因蒸汽冲刷等容易出现不同程度的内漏。因此，在实际中应该定期对各类疏、放水阀门进行检查，及时利用大小修的机会对泄漏阀门进行修理或更换。其中，像主蒸汽、再热汽、抽汽系统等的管道和阀门疏水等处存在内漏对机组经济性影响较大，在检修中应作为重点。此外，减少疏水阀数量或者增加疏水管路上的阀门个数，采用多个阀门串联的方式也是是有效减少系统内漏的改造措施。因此检修时除了修复部分疏水阀阀体外，也建议取消个别设置不合理的疏水阀。

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