汽轮机节能技术的应用及优化改造措施

汽轮机节能技术的应用及优化改造措施

于海跃

秦皇岛秦热发电有限责任公司，

摘要：在我国经济发展过程中，对各类能源的需求量越来越多，使人们越来越重视能源开发与利用问题。在电厂运营中汽轮机是重要设备，有效运用节能技术，提升节能改造速度，能够在使汽轮机拥有更高运行效率的同时，实现经济效益的更大化。

关键词：汽轮机；优化改造；节能技术

与一些发达国家相比，我国火电机组热耗水平利用率相对较低，还需要通过不断整体优化，来使系统运行效率得到提升。作为电力企业系统的关键组成部分，汽轮机是消耗能源的主要设备，所以实现汽轮机节能优化，能够有效降低电力企业系统的能源消耗。

1. 现阶段汽轮机运行存在的问题

与现阶段汽轮机机组与附属系统运行情况相结合，汽轮机组最需要重视的就是热耗问题，如排气问题较高，高中低压缸运行效率较低等问题。另外，在夏季会提升汽轮机出现腐蚀缺陷的几率。作为能源消耗大户，电力企业节能能够对民生发展产生直接影响。现阶段，我国汽轮机组普遍存在较高的热耗水平以及较低的能源利用率，想要使降低生产成本和提升经济效益的目标得以实现，必须在技术层面有效改造热力系统设备^[1]。所以，在汽轮机中应用节能技术，并且采取有效的优化改造措施，能够使其更具生态性和经济性，保证电厂企业可持续发展。

2. 汽轮机节能技术的应用

1. 启动汽轮机时的节能技术

在启动汽轮机的过程中，其是否能够稳定、安全、经济环保运行会受到各类技术参数的影响，所以应该保证各类技术参数处于合理范围。

1. 在进行启动时，必须严格控制主汽温度，保证主汽温度处于规定范围。与不同的启动模式相结合，对汽轮机暖管时间进行合理安排，保证在完成相关实验后再启动，确保各项参数处于合理范围，防止有蒸汽浪费的情况出现。在暖管过程中，主汽温度越来越高，需要将疏水阀开度逐渐关小，实现节约蒸汽的目的；第二，设置合理的抽真空时间，做好能源节约；第三，对汽封气管路暖管的时间进行合理安排，防止因为过早暖管而浪费蒸汽，或暖管过晚而延长抽真空时间，浪费能源；第四，转冲转前，需要事先完成并网工作，防止冲转达到额定转速后，并网不能及时完成^[2]。

2. 运行汽轮机时的节能技术

对汽轮机运行进行节能降耗，需要以保证运行安全为前提。在进行运行时，相关人员需要保证监控工作有效落实，认真开展调整工作，保证汽轮机一直处于经济安全运行状态。同时应该严格遵守巡回检查制度，定期对设备进行巡视，如果有异常现象存在，需要及时排除故障。对于设备实验、切换等工作，必须严格遵守相关规定，保证设备安全运行，防止有资源浪费现象出现。

在运行过程中，必须保证主汽温度以及压力处于正常状态，并且在正常范围内变化^[3]。对于回热系统来讲，必须保证加热器出水口水温处于设计规定范围，如果水温过低，需要对燃料用量进行及时增加，并且保证增加量处于合理范围，防止资源浪费。在机组变负荷运行时，必须根据有关规定进行操作，保证能够平稳过渡负荷。

2. 关闭汽轮机时的节能技术

汽轮机主要存在定参数停机和滑参数停机两种停机方式。其中，滑参数停机能够对锅炉余热进行充分利用，同时提升相关部件的冷却速度，防止汽轮机汽缸上下存在过大的温度差异，并且能够在一定程度上清洗叶片，停机后汽缸温度相对较低，能够为机组检修人员开展检修工作提供方便^[4]。

所以，大多情况下操作人员都会使用滑参数方式进行汽轮机停机，通过调整锅炉燃烧来使主蒸汽参数降低，进而使负荷降低，直到汽缸参数符合停机要求。这种停机方式能够使余热充分发挥，达到节能降耗的目的。

3. 汽轮机优化改造措施

为了使生产安全得到保障，使设备长期处于稳定运行状态，必须不断优化改造汽轮机及其辅助设备，进而使汽轮机运行的有效性和节能减排的实效性得到全面提升。

1. 凝结器系统改造

在汽轮机工作过程中，依靠蒸汽做功，会降低蒸汽压。大多情况下，压力降低幅度越大，蒸汽就能做越多的功，这就需要凝气器内的压力处于最佳真空状态，从而为汽轮机做功的效率提供保障。必须有效测试凝汽器的真空气密性，在存在真空度不合格时，应及时堵漏、维护。同时，应该定期对抽气设备进行维护，保证抽气器工作水箱保持恒定水温以及正常水位。最后，需要对循环水的水质进行严格控制，防止凝汽器管道内有积垢产生，对热传导效率产生不良影响。另外，需要对胶球清洗系统进行定期检查，为其工作效率和运转质量提供保障。

2. 加热系统技术改造

热力发电厂在提升给水温度时大多使用燃烧煤等方式，进而使蒸汽产生推动汽轮机工作，在对水进行加热时，必然会损失一部分热量，并且给水温度过低时也会导致消耗的燃料量提升，这就需要控制和改造给水温度。大多情况下可以通过对高压加热器的投入率进行调整来起到控制效果。在正常开关汽轮机的过程中，相关的操作必须严格遵守标准规范，对高压加热器进行及时减少或增加。汽轮机维护人员需要对设备状态进行及时维护，防止不必要的能源消耗

^[5]。同时，应该保证高压加热器水位处于稳定状态，对管道内的积垢进行及时处理，使热量发挥出更高的传热效率。另外，还应该对维护高压加热器的工作进行加强，密切关注相关设备的气密性，防止由于泄漏导致高压给水无法通过冷却水管，致使给水温度不足而出现能源损失。

3. 排汽通道技术改造

在现阶段国产汽轮机低压缸排汽通道中，有一些技术问题普遍存在，如支撑钢架结构过多导致凝汽器无法均匀分配侧排场汽流，现阶段，企业汽轮机制造也有类似问题存在，所以必须有针对性地开展节能改造工作。例如，某热电公司在进行停机检修时，有效优化改造了排汽通道，通过相关的实验，在内部通道区域安装了排汽板，使通道性能得到有效改善。

4. 汽轮机调节系统优化改造

传统汽轮机机组的调节系统大多都是机械液压式的，以透平油为工作介质，主要利用凸轮配气机来对汽轮机转速和荷载进行调节。在进行汽轮机优化改造时，可以对数字化技术进行有效应用，利用数字电液调节系统，使调节系统变得更加灵活，发挥出快速采集数据、直观显示结果等优势。同时，实现调节系统的数字化，还能够使调节系统具有超速保护、报警、制图输出等功能，为操作人员实时监控汽轮机提供方便，使机组运行控制能力得到有效提高。

5. 高压缸流通部分改造

在改造汽轮机高压缸流通部分时，应该对各个方面的因素进行综合考虑。第一，以焊接隔板代替原油拉筋，并且保证宽窄叶片同步，形成分流叶栅结构，确保高压通道畅通；第二，在高压轴封方面使用整体汽封代替弹簧片结构，使大轴与汽封之间的碰撞减少，为机组启动与运行安全提供保障，同时方便机组维修，实现维修与检修成本降低。

结束语：

综上所述，电厂企业想要得到更好的发展，必须在汽轮机机组设备中有效运用系统优化技术，并且根据企业当前的节能治理方案，对相关的节能技术和节能措施进行应用与优化，实现系统运行节能目标。

参考文献：

[1]李娟. 汽轮机节能技术的应用及优化改造对策分析[J]. 现代制造技术与装备, 2019, No.269(04):40-41.

[2]中国电力企业联合会科技服务中心. 火力发电厂节能技术丛书 汽轮机设备及系统节能[M]. 中国电力出版社, 2008.

[3]张怀东, 郭钱江. 运用汽轮机冷端优化技术提高钢铁企业余热发电效率[C]// 第八届全国能源与热工学术年会论文集. 0.

[4]张延峰, 王绍民. 蜂窝式密封及汽轮机相关节能技术的研究与应用[M]. 中国电力出版社, 2007.

[5]屈俭. 发电厂汽轮机节能改造新技术的应用[J]. 冶金管理, 2019, No.379(17):67-68.