提高电厂汽轮机效率与经济性研究

安 然

（山东省环能设计院股份有限公司，山东济南 250100）

提高电厂汽轮机效率与经济性研究

安 然

（山东省环能设计院股份有限公司，山东济南 250100）

电力与人们日常生产生活息息相关，同时也是提升人们日常生活质量的关键部分之一。以当前电厂汽轮机运行效率为基础，结合近年来的工作经验，提出如何提升电厂汽轮机运行效率及其经济性。

电厂；汽轮机；运行效率；经济性

我国社会发展带动了国民经济发展，绝大部分行业与前些年相比都有所进步，对能源的需求也呈现出几何式增长。我国能源的整体利用效率与世界先进国家相比低11%左右，火电厂效率仅为发达国家的33%，所以如何提升电厂汽轮机效率及电厂的经济性，已经成为相关工作人员迫切需要解决的问题。

1 汽轮机重热现象发生原因阐述

1.1 汽轮机的选择

电厂发电机组工作效率主要受制于发电负荷率以及机组自身的发电效率两个方面。传统的单级汽轮机叶片和叶轮强度有限，导致蒸汽于汽轮机内焓降发生缩减。

多级汽轮机和单级的汽轮机相比较来看，多级汽轮机单位功率的成本、占地面积、建筑体积都明显缩减，这两个方面有明显的减少，机组整体发电量提升也较为明显。因为受到汽轮机转速的影响，想要在最佳的转速下运行，就需要保持多级汽轮机单级焓降数值处在较小的范围内，焓降数值越小，叶片转速越大。

蒸汽压力、温度等不同，都会对多级汽轮机产生影响。工作人员可以在广义的范围内对蒸汽初始的压力情况进行调整，保证温度参数的合理性，还要控制热循环，让热循环的效率始终处在最佳的状态下。按照不同情况，对汽轮机组进行选择。

1.2 重热现象研究

多级汽轮机如果发生重热情况，会影响到设备的正常使用。如果上级焓降受到损失，则比熵会明显提升，导致后面的焓降越来越大。前一级别比焓的损失情况会对后续的焓降情况产生影响，即为重热现象。多级汽轮机内部存在重热的情况，所以相比之下前一级比焓的实际损失情况会直接表现在其后方。多级汽轮机全局效率要明显超出不同级的平均效率。重热系数就是汽轮机不同级别焓降数值和汽轮机自身焓降情况的一种比差值。通过分析重热系数表达式发现，重热系数的值与汽轮机组效率之间成正比。因为想要从根本上提升重热系数，就必须要保证多级汽轮机热损失情况，降低其余各个级别的机械效率。多级汽轮机工作效率有所提高，才能从根本上提升不同级别的内效率。

1.3 汽轮机进排气阻力问题

常见的问题包含汽轮机进气损失问题、排气损失问题等。汽轮机进气和汽轮机排气两个部分产生损失，最主要的原因集中在下述几个方面。首先是因为蒸汽沿着管道的方向流动，并在流动的过程中发生摩擦。如果蒸汽流动需要转向，则会产生一定量的局部损失。蒸汽流动涡流损失也是相对常见的一种损失模式。

1.4 进气压力损失问题

目前常见的多级汽轮，蒸汽进气过程很容易产生能量损失，而且这种能量损失难以规避。蒸汽在进入到工作舱的过程中，需要途径主汽阀、调节阀以及蒸汽室。经过不同的设备会产生不同程度的压力损失，降压最严重的环节是蒸汽在进入到主汽阀的过程中，其次是调节阀。蒸汽通过上述设备必然会承受一定的压力损失，节流过程的压力比较大，阀门前后压力下降十分明显，能量损失也相对较大。所以从该角度来看，进气损失属于蒸汽进入到汽轮机工作室中的一种压力损失表现形式，并利用比值的方法来表示蒸汽流通过前后压力情况。

1.5 排气压力损失问题

排气压力通常均代指了蒸汽于排气管道流通过程中，可能产生的各种压力损失情况，主要构成要素分成管道内部管阻的压力以及撑起涡流、蒸汽自身流动转向方面的阻力等。计算出多级汽轮机其在末级蒸汽出口方面的压力，综合多级汽轮机凝气器出口压力，通过计算的方法来得出最终的排气压力损失情况。对压力的具体损失情况进行分析，利用压力来为排气做工，通过扩压等形式来转变汽轮机排气气体动能情况，将排气气体动能转变成为压力能源，最大程度地补偿排气管道运行压力损失情况。

汽轮机在排气时，其初始压力会影响到整体排气压力，并导致排气压力出现损失。整个过程中，汽轮机组再热机组的机组初始压力会发生变化，但是这种压力变化只会对焓降值产生影响，并不会影响到汽轮机组运行功率以及汽轮机组的运行状态。蒸汽排气状态下压力损失一般都会由汽轮机自身的初始参数来决定。从今年来工作开展的情况来看，多级汽轮机可以大量利用各种热回收蒸汽发生器，来提供足够量的汽轮机动能，让汽轮机可以始终都处于连续作业的状态。

2 结束语

通过总结近年来多级汽轮机重热现象的产生原因，判定重热量在汽轮机能量中损失比率较大，所以如何高效率的利用重热量，已经成为提升电厂经济效益的关键环节之一。在发电厂建设初期，分别对比多级汽轮机和单级汽轮机二者的优势与劣势，并分析电厂多级汽轮机进气位置与排气位置的损失情况，全面实现电厂节能改造，为电厂获取更多的经济效益。

[1] 程友良，杨星辉，韩富强.不同波形填料对冷却塔出塔水温及电厂机组热经济性的影响[J].水电能源科学，2015，（2）：187-191+175

[2] 荣令玉，孙全超.提高电厂汽轮机效率与经济性研究[J].科技风，2012，（24）：135-136.

[3] 王家胜，王惠凌，李侠.提高汽轮机组运行经济性途径的分析与探讨[J]. 贵州电力技术，2008，（2）：24-25.

Study on Improving the Efficiency and Economy of Steam Turbine in Power Plant

An Ran

Electricity is closely related to people’s daily production and life，and it is also one of the key parts to improve people’s daily life quality.Based on the current operating efficiency of power plant steam turbine，combined with the work experience in recent years，how to improve the efficiency and economic efficiency of power plant steam turbine.

power plant；steam turbine；operating efficiency；economy

TM621

A

1003–6490（2017）10–0071–01

2017–07–20

安然（1982—），男，山东淄博人，工程师，主要从事热电联产相关的锅炉、汽轮机系统及节能环保方面的设计研究与应用。