火力发电厂汽轮机组节能影响因素及其降耗对策分析

2016-12-01肖金平蒋晓霞

中国新技术新产品 2016年21期

关键词：凝汽器冷凝器火力发电厂

肖金平蒋晓霞

（1.江西省电力设计院，江西南昌 330000；2.江西中煤建设集团有限公司，江西南昌 330000）

火力发电厂汽轮机组节能影响因素及其降耗对策分析

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（1.江西省电力设计院，江西南昌 330000；2.江西中煤建设集团有限公司，江西南昌 330000）

本文主要从火力发电厂汽轮机的概述出发，对影响火力发电厂汽轮机能耗的主要因素进行了分析，最后对火力发电厂汽轮机组节能降耗措施进行了探讨。

火力发电厂；汽轮机组；节能降耗措施

随着经济和社会的高速发展，我国的能源消耗量与日俱增，能源问题以及成为阻碍我国可持续发展的关键性难题，并且随着各种新型发电技术的不断创新，使得现阶段的电力市场的竞争越来越激烈，在这样的形势下，对于高能耗的火力发电行业来讲，这是既是机遇也是挑战，因为节能减耗不但能够有效地提升火力发电厂的综合效益，同时还能够促进经济社会的可持续发展。因此，汽轮机组作为电厂发电的重要部分，其能耗量非常的大，所以，我们要想降低能耗就需要合理的采取降低汽轮机组能耗的有关措施。

一、火力发电厂汽轮机的概述

汽轮机作为一种能够借助蒸汽的热能完成做功操作的旋转机械，其利用冲动作用原理和反应作用原理，使其在应用的过程中可以实现热能向机械能的转化，进而发挥作用。冲动作用的原理的应用是从喷嘴流出，在汽轮机液压气道改变方向后，在叶片上。此外，叶轮旋转，实现机械作用。和反应原理的应用，它是在汽轮机的蒸汽流动到动叶，形成了蒸汽通道的膨胀，并将不断加速蒸汽的流动，使转子叶片产生抗动量，并使叶轮旋转，形成机械工作。因为以上这两种原理的应用，使得汽轮机具有以下应用特点。

（1）高热效率。因为汽轮机运行的关键是把热能转化成机械能，因此，汽轮机在运行中容易产生大量热能量，因此具有高热效率。

（2）单机功率大。由于汽轮机属于回旋的范畴，因此在汽轮机的连续运行过程中，会消耗大量的功率，从而导致汽轮机功率的增加；

（3）具有较长的使用寿命，经久耐用，可以使用各种比较廉价的燃料等；

（4）在运行过程中，汽轮机主机具有较高的稳定性能，事故的发生率很低，在通常状况下，使用三年左右以后才需要进行一次大型维修，这也使得设备的利用率大大提升。

二、影响火力发电厂汽轮机能耗的主要因素

在电厂中的所有设备当中，汽轮机是属于最为复杂的一类设备，其运行过程中容易受到诸多因素的影响，进而使得汽轮机能量损耗更大，具体的影响因素归纳如下：

1.火力发电厂汽轮机的运行技术没用得到及时的更新换代，导致汽轮机的运行能量损耗高。

2.由于在汽轮机的工作状态下无法及时合理地进行设备调整，使得汽轮机在工作中的负荷与其运行参数不匹配，进而使得汽轮机无法在最好的状态下工作，无疑也就加大了运行能耗。

3.汽轮机工作状态下，真空泵是最容易出现故障的，最常见的就是真空泵随着温度升高就容易导致凝汽器的真空度升高，进而使得整个汽轮机的热力循环系统的效率降低，最终使得汽轮机的能耗增加。

4.在实际工作中，当汽轮机的启动和停机过于频繁，或者暖机时间过长都容易导致能耗的增加。

三、火力发电厂汽轮机组节能降耗措施

1.保持凝汽器的最佳真空状态

冷凝器作为汽轮机的主要部件，将直接影响到整个机组运行的安全性和经济性。因此，为了确保冷凝器的经济和安全运行，我们必须首先使冷凝器可以在真空状态，这也是能够有效地减少涡轮机的能源消耗是一个重要手段。

（1）清洗冷却面

①干洗法。为了能够准确地判断冷凝器冷却表面是干净的，只有是最有效的方式是比较冷凝器运行后的数据，一旦数据是不同的，使冷却表面的污垢。而在大多数情况下，在冷却表面的早期，结构往往很松散，然后他们往往在表面上显示的泥沙淤积现象，在这种情况下，你可以用干洗的方法来清理冷却表面；

②酸洗法。通常都会选择浓度为5%的氨基磺酸作为酸洗剂，并且依据腐蚀速率的大小，可以在酸洗剂中加入浓度为20%的氢氟酸、浓度为0.5%的酸缓释剂以及铜缓释剂，并且要加入适量的渗透剂等，而且要严格地控制清洗的水温，要保证水温保持在40℃左右，要将水流速度控制在0.1m/s左右，并且最好是选用循环冲刷的方法。

（2）降低凝汽器的热负荷

①可以将表面式加热器加设到排汽缸喉部以及凝汽器上部之间，这样就可以将表面式加热器的入口位置与工业水系统充分连接起来，而表面式加热器的出口位置又与化学供水系统进行连通，这样就可以大大提升高热效率，从而降低凝汽器的热负荷；

②将雾化喷头装设到凝汽器喉部，这主要是由于雾化喷嘴可通过对冷凝蒸汽吸收式换热，从而使其软化水形成混合式凝汽器，有效地降低了凝汽器的热负荷，以及最佳真空的形成提供了有力的保障。

（3）提升真空系统的严密性

为了能够充分保证真空系统一直维持在一个定值状态，因此就必须要加强真空系统的严密性防护，要尽可能地使得真空系统能够做到丝毫不漏以及严格防守，要定期地检查真空系统与凝汽器是否发生泄露，一旦发现泄露现象就立刻采用有效措施给予解决，只有这样才能充分保证真空系统的严密性。而在日常工作中，也在实时监控喷嘴不能被堵塞和变形的喷嘴和变形的现象。根据外载荷的变化，适时合理调整汽轮机轴密封的数值压力。并且为了充分保证真空系统的严密性，也要严格测试和控制阀门的负压系统，使其不能出现任何情况下松动的现象。

2.保证汽轮机运行时的给水温度

在汽轮机运行过程中，供水温度将直接影响锅炉的燃油消耗量。如果水温较低，则会增加锅炉燃烧的耗煤量，造成一定的经济损失。而且水温低，会增加锅炉的烟气温度，从而增加了烟气所造成的热损失，从而大大降低了锅炉的生产效率。

①保证高加投入率。机组滑动停止，应严格控制水温上升率按照规定；机组严格按照规定的规定及时输入或分解高压加热器；加强对高压加热器的维护操作，防止操作不当，造成高压加热器保护作用线，保持高压加热器水位的稳定；高压清洗换热管，可以清除管道内的沉积，减少换热管的内部和外部之间的温差应力和热应力，减少传热管的泄漏，提高高压加热器的输入比。

②重视检漏操作，保持正常水位。加热器铜管检查属于一种漏点检查，其主要是检测高加筒体以及水室隔板的密封性。要检测水室隔板有没有存在漏点，一旦水室隔板的加工焊接不够完善，那么就会出现质量问题，而通常状况下会导致高压给水“旁门左道”，从而影响到蒸汽与给水的热量交换，导致给水温度无法提高。一旦加热器受热面筒体产生密闭性不良的问题，那么就会造成蒸汽阻塞，从而导致给水的热量交换大大减少，最终降低给水温度。而且为了能够充分保证回热系统的正常、稳定运行，就必须要保证加热器能够一直维持在正常水位的状态下运行。

3.降低机组启动、运行与停机能耗

（1）汽轮机启动

汽轮机启动过程中的能量损失，容易出现压力和冷凝器真空度和严重的旋转参数严重的差异，这将不仅增加了运行的现象，它还将增加的功率损耗，大大降低了汽轮机的经济效益。为了优化汽轮机的启动过程，工作人员可以降低蒸汽压力和主阀的压力，然后打开真空断路器阀，从而降低冷凝器的真空度，主阀的压力和冷凝器的真空度和重量传递参数是非常高的，从而降低了能耗。

（2）汽轮机运行

目前，对于火电厂的蒸汽轮机一般都是溜井式的一些形式的操作，采用这种操作方式，能很好地适应负荷变化，满足机组调频的要求。例如，在低负荷状态下，需要使用低电平恒压调节方法，以保证在正常运行的火电厂锅炉的稳定和水循环；在中间负荷状态，需要使用锅炉压力调节器来调节负载的加减；在高负荷的状态下，需要使用喷嘴进行调整，从而保证机组的安全、高效运行。

（3）汽轮机停止

当汽轮机停止时，无论是否正常，我们最好使用滑动参数的方法来停止它。因为，对一些余热锅炉使用继续发电，可以用这种方式，一方面和其他方面，由于降低了蒸汽涡轮机相关的设备和锅炉的温度，而且也有利于维护工作进行。