大型机组汽轮机本体节能改造分析

任相宁

（哈尔滨汽轮机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150046）

当前，我国电力改革持续深入推进，在电力企业的经营发展过程中，需要着重针对自身的机械设备不断地改进和完善，特别是针对大型机组汽轮机本体而言，要进一步优化和完善，在科学技术的推进之下，充分实现改造创新，有效融入节能环保的相关理念，以此实现节能改造，为资源能源消耗的有效减少和生产质量的切实提升提供必要支撑，同时，也要着重关注在当前的大型机组汽轮机本体运行过程中往往存在一定的问题或者不足，有比较大的能耗。在这样的情况下，需要进一步明确相关问题然后提出和落实相应的节能改造措施，进而使大型机组汽轮机呈现出更加良好的节能降耗效果。

1 大型机组汽轮机本体存在的主要问题

在新形势下，我国的能源战略结构不断调整和优化，在这样的情况下，针对大型机组汽轮机本体而言，也要充分做到改进和创新，进一步有效实现汽轮机的优化升级和降低能耗，在不断更新和完善其本体的过程中，着重做好点检定修等相关工作，进一步提升设备的精密把脉率，着重做好相关机械设备和汽轮机本体的监督管理工作，及时应对设备的突发状况，并且从根本上处理相关问题，以此体现出应有的运行效能和综合价值。但通过实际的调研和分析，可以充分看出，在当前的大型机组汽轮机本体运行方面仍然存在一定的问题或者不足，具体来说，相关问题主要体现在以下方面。

1.1 调节级叶顶及叶根汽封的汽封径向间隙

大型机组汽轮机的高、中压缸采用合缸结构，低压缸为对称分流式，为了提高机组的循环热效率，在高、中压汽缸之间要结合实际情况有效进行蒸汽的中间再热。然而在调节级叶顶和叶根的汽封方面往往存在比较明显的空隙，这种空隙会限制热循环效率，对蒸汽的热效率会造成严重影响，同时也影响到汽轮机本体的运行效能和节能环保效果，对整个机组的运行效率和节能性也会造成严重影响。

1.2 高、中压缸效率偏低，机组热耗高

汽轮机汽缸由高、中压缸和低压缸两部分组成，在实际运行过程中，高、中压部分外缸采用合缸方案，内缸则分为独立的高压内缸和中压内缸。然而在高、中压缸的运行中，有时会出现比较明显的效率低下等问题，进而导致整个大型机组的热能耗比较高，造成巨大的资源和能源的消耗和浪费，这对于整个大型机组的运行效能和节能环保效果都会造成严重影响。

1.3 高、中压缸通流部分间隙大

通过具体调研可以看到，在汽轮机组高、中压缸的运行过程中，在气体流动时，其空间内部往往有比较大的间隙，而这种情况对于整体的气流运行质量和热能的产生都会造成很大限制，无法体现出应有的热力供应效果，这对于整个机组的运行功率都会造成严重影响。

1.4 机组排汽温度偏高，真空严密性差

在大型机组汽轮机本体的运行过程中，需要着重针对内部气体进行相对应的排放，而有时在气体排放的过程中往往温度过高带走了大量的热量和能量，同时因为缺乏严密性，没有处于绝对的真空状态，这种情况对于能源和热能也会造成很大损耗，不利于节能环保效能的提升。

2 影响大型机组汽轮机本体运行效率和能耗的因素分析

2.1 调节汽门节流损失大

在额定负荷的情况下，要针对3个调节汽门进行相对应的全部开通，这样才能有效运行。但是，在调节汽门的节流方面往往没有做到位，很可能因为操作不当或者设施设备运行效能不足而出现平均节流损失过大等相关方面的问题。另外，汽门控制的喷嘴数不够科学合理或者在汽门之间有比较大的重叠度。超过既定的标准，在这样的情况下也会导致不同程度的能耗升高，不符合节能理念的问题。

2.2 单列调节级承担焓降过大

单列调节级承担焓降超过既定的标准，焓降过大就会在很大程度上影响到高压缸内部焓降的具体分配，进而导致比较高的能耗。除此之外，因为机组初步完善之后，会导致压力级的流通面积进一步增大，同时降低了调节剂的压力，这样的话，也会导致比较大的资源能耗。通过相关试验可以充分看出，调节剂承担的焓降为高压缸焓降的2%～31%，这样的情况会在很大程度上增加单列调节剂承担焓降，对其效率造成严重影响，进而出现重大资源能源的消耗，使相关能量被严重浪费。

2.3 通流间隙造成过大的能量泄漏损失

通过具体调研可以看出，在实际的压力级动、静叶片面积比方面往往过小，在这样的情况下就会导致反动度进一步增大。同时又加之通流间隙过大，在这种情况下就会导致更为严重的扩大泄露问题，这个情况对于能量和能源的有效利用会造成严重影响，使其出现不同程度的资源能源消耗过大的问题。

2.4 附加的流动损失

在大型机组汽轮机本体的运行过程中，因为通流的过程中气道相对来说比较粗糙，往往不能顺畅运行和流通，同时在出汽侧有一定程度的卷毛边等，在这样的情况下也会导致附加的流动损失，进而使汽轮机本身无法呈现出良好的节能环保效果。

3 大型机组汽轮机本体节能改造措施

3.1 内部措施

3.1.1 维持凝汽器最佳真空

对大型机组汽轮机本体运行工作而言，通常情况下采取的是凝汽式汽轮机组，其中，凝汽器是一种十分高效的表面换热器，在整个机组中也是核心内容，是至关重要的组成部分。在汽轮机的运行过程中，做完功的排汽利用冷却水的作用使其凝结成水，然后继续进行重复应用。同时，在凝汽器内部形成比较典型的真空状态，这样能够充分确保汽轮机中做功蒸能膨胀要比大气压力更低，通过这种方法可以在更大程度上有效提升做功动力，进而进一步有效提升功率。在汽轮机组的各项参数中，凝汽器真空是其中至关重要的组成部分，该参数是机组出力和煤耗率的重要呈现，同时对其节能环保性能体现有着至关重要的直接影响。火电厂机组的运行过程中，往往存在着比较典型的真空偏低等问题，在这样的情况下就需要更有效地做好凝汽器真空的调整和优化工作，使其保持最理想的真空状态，这样才能提升整个机组的安全性、稳定性和运行效果，进而呈现出节能降耗目标完成成效。

3.1.2 提高给水温度

要想进一步有效体现出大型机组汽轮机本体的节能改造效果，对于给水温度进行有效控制，使其有效提升也是十分重要的内容。通过给水温度的有效增强，可以在更大程度上提升高压加热器投入率。在实际的操作过程中，如果整个机组在滑动或者滑停的时候，要充分确保给水的水温升温率可以满足相应的要求和标准。同时，在机组启停的过程中，要严格按照相应的规范，着重做好控制和质量把关，使其热度显著提升。在针对相关机组进行运维管理的过程中，要严格按照相对应的操作指南和规范有序操作，从根本上规避操作不当导致水温降低等问题。除此之外，也要充分确保高压加热器的水位能够保持在稳定的状态，对于高压加热器和换热管等要进行及时有效的清洗，使管道内部的沉积物得到充分处理，进一步降低内部和外部的应力温差和热应力的差距，使换热管的使用寿命得到延长，减少传热管热量的泄漏，以此从根本上提高高压加热器的投入率，确保其呈现出节能环保、高质高效的运行效能。

3.1.3 使加热器的水位保持在正常状态

要高度重视加热器的运维管理工作，使其水位保持在正常的状态，以此进一步提高除氧器的水温，着重做好除氧器运行参数和指标的调整工作，且充分确保除氧效率和给水速度得到进一步提高和加快，这样能够在更大程度上有效提升大型机组汽轮机本体的运行效能和综合质量。

3.1.4 加热器检漏与机组检修要保持一致

在实际的检修过程中，要充分做好加热器钢管渗漏等相关问题的检测，及时发现渗漏点，并且在第一时间对其进行消除。同时，对于水室的隔板和高压桶体的密封性要进行严格检测，着重做好分析论证和处理工作，同时也要充分确保水室隔板的焊接质量得到显著提升，以此从根本上规避高压给水“短走旁路”。

3.2 外部措施

3.2.1 治理阀门内漏

在针对大型机组汽轮机本体进行节能改造的过程中，也要在外部措施方面有效净化，在这个过程中，着重做好阀门内漏等相关问题的治理，也是十分关键的内容，可以说是刻不容缓。该类问题对于整体机组的运行质量和效率都有着至关重要的直接影响。在针对阀门内漏问题进行治理的过程中，要充分做好阀门的设计和规划工作，结合相对应的节能环保要求，体现出应有的设计成效。进一步结合汽轮机组的运行性能和要求，进行科学的设计和把控。还要着重做好工程的安装工作，使阀门安装足够到位，在安装的过程中要组织专业人员进行质量把关，在安装的时候要体现出专业性、可行性和实效性，同时做好漏洞检测工作，充分确保阀门更加安全稳定，体现出更加良好的节能改造成效。

3.2.2 对汽轮机进行节能降耗的技术改造

在针对汽轮机进行节能降耗技术改造的工作中，要结合自身的生产和经济条件有序运行，采用更切实可行的技术支撑和先进设施设备等，提升汽轮机的运行效能和综合质量，进而在提升其运行效率的同时，充分实现节能改造效果，达到节能降耗的目的。在具体的外部改造过程中，要注重做好以下两方面工作：（1）采用蜂窝汽封技术进行改造。高、中压合缸结构转子跨度相对来说比较大，如果转子停止或者启动的时候，特别是在对其进行热启动的工作时，转子的静挠度可能因为受热程度不均匀，或者没有消除机组在起停机通过临界转速的时候，导致汽封齿和轴发生比较大的摩擦或者磨损，在此情况下会产生能量的损失，使相关设备受到比较大的磨损。因为梳齿式汽封的齿尖与转子所呈现出的接触面积相对来说比较小，同等压力情况下，作用在齿尖上的力却很大，梳齿汽封齿尖被严重磨损，转子与汽封径向间隙即便是在机组的检修过程中对其进行有效调整，达到最佳的状态，但是通过多次的启停之后，使径向密封间隙进一步变大，并且在运行的过程中无法对其进行补偿。针对此类情况而言，要进一步充分明确蜂窝汽封的结构和工作原理，这样可以更有效地解决上述问题，有效呈现出更加良好的节能降耗效果，进而使整个机组运行质量和运行效率得到显著提升。在经过多次启停之后，也可以使能耗充分降低，这样才能真正意义上有效实现外部的汽轮机本体节能改造效果。（2）高压缸的通流调整。在具体的操作过程中，要结合实际情况有针对性地调换调节级动叶叶顶及叶根汽封、高压隔板持环阻汽片以及高中压缸内、外夹层挡汽环处加装阻汽片，以此体现出更加良好的节能降耗改造效果。

4 结束语

通过上面的分析，我们能够充分看出，在火力发电厂的具体运行过程中，越来越广泛地应用大型化、智能化的汽轮机机组。在针对该类设施设备进行改造和优化的工作中，要进一步有效体现出应有的节能改造效果，充分融入节能环保理念，切实提高资源利用率，降低单位产品污染物排放量，更有效地保护环境，提升整体工程的运行效益。在实践的过程中，政府等相关部门要进一步优化和完善相应的技术设施和生产设备等，同时要高度重视节能降耗的政策指引和帮助，发挥好增容机组的节能减排效益，以此确保汽轮机本体能够呈现出更加良好的节能降耗效果，为火电厂可持续发展提供必要的支撑。