提高电厂汽轮机效率与经济性研究

2020-11-28谢辉

中国新技术新产品 2020年1期

谢辉

（广东国华粤电台山发电有限公司，广东台山 529228）

经济全球化的深入推进加快了我国城乡发展的步伐，与此同时，也使得能源的需求与消耗逐步增加，因此，电厂在日常的运营中承担着供应能源的重要作用。汽轮机是电厂生产与运行中必不可少的设备，其运行效率与电厂的经济效益等有着直接关系。电厂汽轮机在运行过程中，常常受到一些因素的影响，降低了其效率与经济性，因此，在日常的管理工作中，有必要对汽轮机的运行参数等进行优化与调整，提升汽轮机的运行效率与经济性，为电厂创造更大的经济价值。

1 提升汽轮机经济性与运行效率的重要意义

当前我国主要是以煤炭、天然气作为主要能源，这也使我国出现了严重的能源与资源短缺问题，因此，必须积极探索新的能源，实现能源资源的回收与循环利用，提升能源的利用效率，才能解决我国能源与资源短缺的根本问题。电厂为人们提供电能资源，保证了人们正常的生产和生活。电厂借助电能转化装置，将各种能量转化为电能资源，创造了巨大的经济和社会效益。但是，我国电厂的发展水平总体较低，与发达国家相比存在着明显差距。有关数据显示[1]，我国的电厂效率仅为33%，远低于发达国家。因此，电厂的发展还有很长的路要走。电厂生产与运行中，使用的有关装置与设备较多，尤其是汽轮机，在电厂运行中发挥着重要的作用，汽轮机的高效运转保证了电能的顺利生产，汽轮机的运转为电能生产提供了动能资源。汽轮机是煤机与燃气联合循环中的重要设备，其能否稳定运行直接影响着电厂的正常生产。因此，电厂在实际生产过程中，要努力提高汽轮机的运行效率与经济性，只有这样才能带动电厂的快速发展。

2 影响汽轮机运行效率及经济性的因素

2.1 汽轮机汽缸效率和机组通流性能

在电厂的运行过程中，汽轮机是能量转化的重要设备，其实现了将能量转化为电能的功能，在此过程中，汽轮机的能量转化效率直接反映了汽缸效率。有很多因素都会影响汽轮机汽缸的运行效率。有关数据显示[2]，我国电厂汽轮机的运行效率远远低于正常标准，这表明汽轮机在运行中存在着大量的能源消耗现象。汽轮机的汽缸效率与耗能有着一定的关系，在实际的运行中可以通过增大汽轮机的气流面积、气流量来提升汽轮机的运行效率，减少运行中的能源消耗。

2.2 汽轮机主蒸汽温度和压力

电厂汽轮机在运行过程中，会产生与之对应的蒸汽压力与温度。通常情况下，在汽轮机的运行过程中与蒸汽压力和蒸汽流量也有着一定的关系，二者在汽轮机的运行过程中呈现反向变化关系，蒸汽流量随着蒸汽压力的增大而减小[3]。因此，在汽轮机的运行过程中，必须保证燃料能够得到充足的供应，否则就会导致汽轮机的温度与蒸汽压力在运行过程中急速下降，降低汽轮机的运行效率。

2.3 汽轮机出力的系数和空气冷凝器

汽轮机的运行过程中处理系数与空气冷凝器等也会对汽轮机的运行效率产生一定的影响。在我国，夏季的用电需求量较大，因此，在汽轮机的运行过程中要根据用电的峰值等对电能资源进行科学调配[4]。空气冷凝器直接影响了汽轮机的电能消耗情况，如果在电厂生产过程中空气冷凝器不能正常运转，那么就会导致汽轮机在运行中出现能源的消耗与浪费，因此，在电厂运行过程中要始终保证空气冷凝器处于正常的运转状态下。

2.4 重热现象

汽轮机运行过程中一旦发生重热现象，就会严重影响机组的正常运行，尤其是当上级焓降产生一定损失，比熵会逐步提升，在这种情况下，后边的焓降逐步增大，前期的比焓损失对后期焓降产生一定的影响，也就形成了汽轮机的重热现象，这种现象的出现不仅会造成极大的热损失，还会降低汽轮机的运行效率。

3 提升电厂汽轮机运行效率的策略

3.1 电厂汽轮机疏水系统优化

由于电厂汽轮机的运行效率会受到多方面因素的影响，因此，需要对各个方面进行控制与优化，提升汽轮机的运行效率。比如，电厂需要不断优化汽轮机的疏水系统，使疏水系统可以在汽轮机的运行过程中保持封闭性，做好有关的密闭性试验与检查工作，如果在疏水系统内存在污垢等，要及时清除，将水温、水位等维持在规定的范围内，保证疏水系统可以在汽轮机的运行过程中发挥应有的作用。

3.2 电厂汽轮机轴封系统优化

通过优化轴封系统也可以大大提升汽轮机的运行效率。近年来，随着技术的不断发展，在轴封系统的运行过程中可以采用先进的技术，对调节阀的开度进行调整，保证轴封系统的蒸汽压力处于正常范围。在汽轮机停止运行以后，有关人员要记录其停机参数，并利用该参数来优化轴封系统。

3.3 电厂汽轮机启动优化

汽轮机的启动优化对于提升汽轮机的运行效率也有着重要的意义，启动优化在一定程度上可以大大减少汽轮机运行过程中的潜在热损失，对汽轮机启动中的有关参数进行优化，使汽轮机的运行速度等处于正常范围，减少汽轮机运行过程中的能源损耗。

4 提高汽轮机运行经济性的有效措施

4.1 提高电厂汽轮机的真空度

由于汽轮机运行过程中的能源损耗是衡量其经济性的主要指标，因此，要从维持系统的稳定性、减少汽轮机运行过程中的损耗入手，提高汽轮机运行的经济性。提高汽轮机的真空度需要从以下3 个方面进行。1）降低凝汽器循环水入口温度、增加循环水量，这2 种处理方式可以减少汽轮机运行过程中的能源损耗。2）定期清洗凝汽器的换热区域，维持其良好的换热性能，使汽轮机可以稳定运行。3）保持真空系统的严密性。

4.2 降低凝汽器端差

在汽轮机的运行过程中有效控制凝汽器端差也可以大大提升汽轮机运行的经济性。凝汽器端差主要是凝汽器在压力的作用下，凝结水的饱和温度与循环水出水温度的差值，该差值的大小直接反映了真空系统的严密性、凝汽器管束的光洁度等指标，因此，通过该差值，有关的技术人员可以及时掌握汽轮机真空系统的状态等[5]。如果在汽轮机的运行过程中凝汽器管束的光洁度不足，就会大大降低系统运行过程中的传热性能，导致其传热的效果变差，端差增大，端差的增大也同样意味着热损失的增大，因此需要对凝汽器端差进行科学控制，使凝汽器、真空系统等的运行状态可以保持稳定。

4.3 控制锅炉给水温度在合理的范围

在电厂汽轮机的运行过程中严格控制锅炉的给水温度也可以大大提升锅炉的运行效率与经济性。给水温度与汽轮机运行过程中的能源损耗有着直接的联系，如果给水温度较低，为保证汽轮机系统的稳定运行，就需要使用更多的燃料，而燃料的增多也同样伴随着热量的损失，导致能耗增加。而如果给水温度过高，则直接造成了资源浪费，因此，给水温度的合理控制对于提升汽轮机运行的经济性具有重要的意义。