提高电厂汽轮机效率与经济性研究

张昊

摘 要：近些年以来，各地建设电厂的整体规模都在迅速扩大。在电厂的内部结构中，汽轮机构成了其中的核心与关键。对于新形势下的电厂，有关人员应当密切关注汽轮机的正常运行，因地制宜提升汽轮机具备的经济性与运行实效。电厂汽轮机能否体现优良的经济性与高效性，直接决定着电厂运行的综合效益。电厂汽轮机本身包含了多样化的复杂结构，因此应当从全方位的角度入手来提升运行效率以及运行经济性，探求可行的优化措施。

关键词：电厂汽轮机；效率；经济性；优化措施

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）23-0115-01

进入新时期后，城乡经济都获得了显著进步，与之相应的能耗总量也变得更高。电厂汽轮机本身属于电厂运行中不可或缺的机械设施，针对汽轮机的装置应当关注日常养护，对于各种类型的故障隐患进行全面消除[1]。同时，具体在运行时，汽轮机通常都会涉及到较多的运行流程，如果能够致力于优化各个运行流程，那么就可以提升汽轮机整体的经济性，减少运行消耗的总成本。因此，企业应当运用多样化的手段与措施来提升汽轮机的运行效率，进而获得更高层次的电厂综合效益。

1 提升汽轮机经济性与运行效率的重要意义

从目前的现状来看，各个行业的正常生产以及民众日常生活都不能缺少电能作为保障，电厂本身构成了电能供应的关键所在。然而实质上，各个行业针对电能生产的实效性仍然相对较低，尤其是火力发电。相比于发达国家，我国整体上呈现33%或者更低的电厂效率。在电厂现有的各类装置与设备中，汽轮机应当属于核心性的装置，汽轮机的价值在于保证顺利的电能生产，为其提供所需的动能[2]。

现阶段市场上，煤炭与天然气价格正在呈现高水平趋势，与之相应的能源需求也表现为更高的水准。受到上述现状带来的影响，很多地区都呈现了相对紧张的能源供应。煤炭行业的“上大压小”政策，迅速崛起的燃机及分布式能源，从根本上符合了新形势下的节能和环保宗旨。汽轮机作为煤机和燃气联合循环中最重要的一环，应当保持最优的综合效益，其中涉及到经济效益以及其他效益。电厂企业及其技术人员有必要密切结合自身的真实状况，运用适当的手段来提升汽轮机的效率和经济性。

2 优化汽轮机的重热

近些年来，多数电厂都引进了多级汽轮机。对于多级的汽轮机而言，在正常运行时很可能涉及到重热的现象。具体来讲，重热现象指的是随着比熵的逐渐增加，各条等压线之间的比焓将会表现为递增的单一化特征。因此可见，比熵与焓损失之间具有特定的联系，二者体现为同步升降的特征。汽轮机如果表现为相对较大的比焓损失，那么对于此种损失可以予以优化利用，因而构成了汽轮机特有的重热现象[3]。具体来讲，针对汽轮机装置如果要优化重热，则要运用如下的手段与措施：

2.1 选择适当的机组规格

电厂运行不能缺少发电机组，机组运行能否达到最优的实效性，直接关系着各个时间段的发电效率。因此可见，机组效率以及发电容量二者具备内在的联系。对于单机的汽轮机来讲，受到叶轮强度与叶片带来的影响，汽轮机通常都会表现为相对较小的焓降[4]。

然而相比于单级汽轮机，多级汽轮机拥有更大的发电容量，同时也有助于缩小体积并且减少整体上的成本。也就是说，多级汽轮机如果设置了较低的焓降值，那么与之有关的叶片转速就会变得更大。此外，针对温度参数以及蒸汽压力都要予以实时性的控制，确保将其限制于特定的温度以及压力范围内，在此前提下保证了热循环的实效性。多级汽轮机本身具备更高层次的内效率，针对此类汽轮机组应当予以优先选择。

2.2 优化各项系数

多级汽轮机涉及到各项相关系数，其中关键就在于重热系数。具体来讲，重热系数指的是焓降比例，汽轮机内部的各个层次与整个装置相互比较就能得出焓降的精确比例。在构建表达式的前提下，可以提前优化设计汽轮机的各项参数。那么，如果要从源头入手来优化重热，关键应当落实于整个机组实效性的提高。这是因为多级汽轮机很难彻底杜绝潜在的热损失，因此将会减损整体上的机械效率。为了提升装置整体的运行实效性，就要因地制宜选择适当的优化路径。如果能够致力于优化重热量，就能保证最佳的运营效益，同时也减少了综合性的成本消耗[5]。

3 消除过高的进气阻力与排气阻力

从循环流程的角度来讲，多级汽轮机组很有可能出现特定的能耗，出现能耗的根源就在于蒸汽流通。因此可见，蒸汽循环很有可能影响到了机组整体上的运行效率。具体而言，蒸汽循环带来的损失应当包含排气与进气的两类损失。在这其中，排气损失来源于蒸汽流动转向、涡流损失以及摩擦损失。汽轮机如果承受了过高的排气阻力或者进气阻力，那么将会减损汽轮机本身具备的运行效益，因而不利于电厂获得更高层次的运营利润。因此，电厂应当运用多样化的措施来消除排气以及进气产生的阻力。

3.1 对于进气损失

对于蒸汽进气的整个环节来讲，能量损失都是无法进行避免的，然而针对此类损失应当能够予以相应的降低。通常情况下，工作舱室应当包含调节气体流量的阀门、蒸汽室以及主汽阀的关键性设备。上述设备在通过蒸汽的过程中，将会出现特定比例的压力损耗，尤其是调节气体流量的阀门出现较为严重的压降现象。针对其中涉及到的散热损失如果能够予以重视，那么就能从根源上优化节流过程[6]。

在特殊状况下，高压蒸汽也会携带特定比例的损耗，典型的在于压力损失，上述损失通常占据了16%左右的能耗比例。如果涉及到蒸汽流通的再热管道，那么汽轮机就会表现为5%左右的压力损耗。因此可见，汽轮机是否呈现相对较大的进气损耗，很可能决定于节流阀门以及蒸汽流速，上述两项指标都具备动态性的基本特征。经过测量可以得知，管路蒸汽一般来讲能够达到每秒55米左右的均匀流速。因此在减损的过程中，对于进气阀门可以将其替换成带有扩压室的新型节能阀门。

3.2 对于排气损失

排气压力损失来源于排气管对于流动蒸汽产生的损耗，此种类型的损耗涉及到流动转向、蒸汽涡流以及内侧管道的阻力。对于排气管路出现的压力损耗如果要予以全面的降低，那么应当关注排气做功，具体来讲可以借助扩压的措施来消除过高的排气损耗。通过运用上述措施，针对管道出现的压力损耗就能予以有效弥补。

4 结语

经过综合分析可以得知，汽轮机在新时期的电厂中占据了很关键的位置，针对汽轮机在正常运行时的综合效益应当予以更多的关注，确保汽轮机具备更显著的经济性与实效性。从现状来看，多级汽轮机很可能耗费较多的重热量，针对重热的能耗应当进行全面节约，在分析与对比的前提下归纳可得排气压力与进气压力带来的运行损失。未来在实践中，电厂企业还需致力于摸索经验，因地制宜改进汽轮机的装置与设备，服务于电厂运行实效的全面提升。

参考文献

[1]阎维平，董静兰，任海锋.增压富氧燃烧与捕集CO_2电站的经济性分析[J].动力工程学报，2012，32（09）：712-717.

[2]吴威，阎维平，任海锋等.汽轮机抽汽干燥褐煤对电厂经济性影响的计算分析[J].电力科学与工程，2012，28（09）：57-62.

[3]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.

[4]丁相城.提高电厂汽轮机效率标准与经济性研究[J].中国标准化，2016，（13）：225-226.

[5]李永茂.电厂汽輪机高效节能与经济学改进潜力研究[J].科技创业家，2014，（03）：134.

[6]曹金梁.发电厂汽轮机的故障分析与解决对策[J].科技展望，2016，26（29）：75.endprint