田会利
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摘要：在碳达峰、碳中和及可持续发展的背景下，如何提高汽轮机组效率以实现节能减排的问题是所有发电厂都面临的挑战。 这既是机遇，也是挑战，如今随着电力市场化交易改革的推进，电力市场交易量占比会变得越来越大。 因此，对汽轮机单元的提效改造变的非重要。
关键词：发电厂；汽轮机；运行节能降耗
在当前社会的电力消费负担日益增加的同时，随着清洁能源大力发展，如何很好的消纳利用是电力企业面临的一个课题，对常规的火电的压力也在不断增加。火力发电厂汽轮机运行期间的能量消耗相对较高，并且在运行期间，对环境会排放大量污染物。在当前能源结构和环境恶化的背景下，人们越来越重视节能和减少能耗，对发电厂提出了更高的要求。为了满足该要求，有必要分析这些问题并改善发电厂中具有较高能耗的汽轮机的节能和降低能耗。通过试验测试和分析汽轮机组自身性能，提出优化改造方案，并实现了电厂汽轮机组在运行过程中的提效和减少能耗的总体目标。
1 降低汽轮机能耗的意义
随着社会的发展和进步，人民的生产、生活更需要电力的支持，电力工业发展为我国国民经济增长做出了很大贡献。作为促进中国国民经济增长的重要组成部分，发电厂为我国的经济和社会发展创造了巨大的价值。在现阶段，汽轮机组的发电能力在不断增大，但对资源的消耗也在增加。尽管我国拥有许多资源，但它具有一定的区域和技术局限性，许多能源无法有效利用。此外，在某些地区，开发过程没有适当注意环境保护。因此，加强资源保护是社会发展过程中不可避免的问题。发电厂为人类的生产，生活和社会发展提供了丰富的能源。但是，随着能源消耗的增加，不同地区的发电厂数量也会增加。作为资源消耗主要环节的汽轮机节能系统有待于进一步完善。在电厂汽轮机组运行时，提高效率和减少资源消耗对实现可持续发展具有积极作用。寻找科学合理的汽轮机节能措施对我国的社会发展和环境保护也具有现实意义。
2 发电厂汽轮机能耗影响因素分析
2.1 水冷式凝汽器的能源消耗问题
首先，凝汽器所使用的冷却水质相对较差。冷却水中然存在一定量的杂质，这不仅会引起凝汽器运行过程中钢管壁结垢的问题，还会降低汽轮机排汽在凝汽器中的换热效率，端差增大。其次，它需要较高的循环水量，这主要体现在电厂现有的汽轮机装置中。在机组运行期间，循环水在冷却塔中有很大部分水蒸发并被消耗。不仅如此蒸发消耗掉了水，还伴随消耗了大量的热量。这会导致水资源的损失，及其他资源和能源的损失。后者是凝汽器泄漏，凝汽器的泄漏不仅会导致冷却水进入锅炉降低锅炉给水质量，还会因炉水盐含量过多导致受热面结垢腐蚀的问题。此外，因蒸汽品质差，将造成汽轮机通流部分结垢降低汽轮机效率，严重时会造成主汽门、调速汽门卡涩动作不良，有可能造成汽轮机超速飞车事故。
2.2 汽轮机本身的能耗
在对发电厂蒸汽轮机的节能降耗进行诊断时，首先面对的是汽轮机各汽缸的缸效无法达到设计效率的问题，而这种问题在低压汽缸中最为明显。此外，在汽轮机通流部分各级间还会出现温度和压力较设计值偏高，这两个问题都比较严重。汽轮机轴端、平衡盘、隔板和各种类型的通过蒸汽的间隙也存在问题。当存在上述问题时，将造成发电厂汽轮机组运行时的热耗率与计算值之差大的问题，这主要是由于汽轮机缸效低耗汽大造成，这体现在整个汽轮机组对煤炭的消耗上。
2.3 热力系统能耗问题
电厂汽轮机机组的热力系统和辅助设备在运行期间的故障不仅影响汽轮机机组的正常和安全运行，而且降低了机组运行的经济效益。在热力系统运行过程中可能出现的问题和故障主要包括以下几点：首先，冷却侧设备的配置不完整，凝汽器中的真空度不足。其次，加热器回热端差大温升低及加热器运行水位异常；第三是疏放水系统的设计不合理，阀门明显泄漏不但会加大能量消耗，还会对机组安全运行构成威胁。机组运行中要做好阀门内漏管理，避免泄漏事故的发生，有效降低能源消耗。
3 在发电厂中汽轮机运行时节能并降低能耗的有效策略
3.1 优化汽轮机本体的措施
其中之一是控制汽轮机本体的检修安装质量。尤其是在机组检修时，必须严格控制各通流部分的间隙，在保证机组安全的前提下将各汽封轴封间隙调小。第二个是改进和优化汽轮机叶片叶型，对汽轮机组的叶片采用可变截面的新型高效变截面扭曲型叶片代替传统叶片，以减少汽轮机运行期间二次流的损失并提高热效率。采用整圈自锁阻尼型长叶片来对原有的低压次末级拉筋型动叶进行代替，实现末级叶片运行安全性的提升。第三，优化改进缸体，对汽缸各个腔室的截面形状优化降低压损，对通流能力不足的汽缸或级进行改造。以提高每个汽缸的效率。此外，高压蒸汽入口管还要进行弹性密封改造，以减少蒸汽损失。第四，提高检修调整水平，为了减少泄漏蒸汽的损失，可适当地增加上部叶片蒸汽密封齿的数量，且选择高效的平衡转子动叶片，并改善转子轴系的设计。此外，为了减少二次损失，还要在对静叶进行选择时使用子午端壁型线的静叶。
3.2 提高给水温度
首先，为确保给水温度个提高，应保证回热加热系统运行正常，汽轮机组在正常启动/停止必须严格遵守相关规定。同时，高、低压加热器应随机组启动及时投入运行，机组正常运行期间必须保持加热器正常运行。为避免因人为误操作或设备故障造成的停运，应定期对加热器进行检查维护。另外，高压加热器中的水位必须稳定，并且加热器的空气门必须开启，以防止加热器内积聚空气，影响高加的传热效率。通过对设备参数调整保持经济运行同时实现了节能降耗的目的。如果汽轮机加热器中的水位过高，则热交换管将被淹没。此时，热交换面积减小，同时，热交换效率降低。并对汽轮机组构成了安全隐患，若返水至汽轮机内将造成严重设备损坏事故。最后，加热器的维护需要改进，运维人员应加强对加热器及其附件的检查，以确保其密封性和可靠性。防止加热器管束泄漏导致给水的污染，如果高加水室挡板泄漏，高压水将无法通过加热器管束，水温将下降，增加不必要的能耗。因此，当加热器系统中发现泄漏问题时，则必须快速有效地进行处理。
3.3 保持最佳凝汽器真空度
在汽轮机运行期间，凝汽器真空系统的严密性直接影响机组的热效率，运行人员应确保凝汽器真空处于或接近最佳真空状态，以使汽轮机组高效地运行。为此需要根据不同季节环境温度，合理调整循环水量。确保抽真空系统工作正常，防止大量空气聚集影响换热，同时定期对真空系统查漏，必要时进行适当的试验以找出泄漏的原因并进行具体分析及采取措施消除。灌水检测是当前广泛使用的检测方法，在机组检修时进行，确保凝汽器真空处于最佳状态。其次，确保胶球清洗正常，定期进行清洗，避免凝汽器内管壁出现污垢堆积的情况，在换热过程中减少能量消耗。同时，保证循环水水质并对水质监督，确保汽轮机的工作效率。
4 结论
综上所述，目前，由于我国各种工业的快速发展，对电力的需求正在增长。作为发电厂的主要设备，汽轮机不仅要考虑机组的安全性和调峰灵活性，还要考虑其效率的提高，达到节能和降耗的效果，为可持续发展创造良好条件。
参考文献：
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