电厂汽轮机系统节能降耗措施探析

崔震 赵鹏 韩彦春

摘 要：汽轮机组是电厂内的主要耗能系统设备之一，电厂要提高企业的经济效益，应通过提高汽轮机组各热力系统设备的运行效率来实现。本文主要分析了电厂汽轮机能耗问题，同时提出了电厂汽轮机运转节能降耗的对策，以期能够实现汽轮机的优化运行，实现节能降耗的社会目标。

关键词：电厂汽轮机;系统;节能降耗

一、电厂汽轮机系统节能降耗的必要性

1.节约能源，控制生产成本。随着电力需求的不断增加，我国电厂规模不断扩大，汽轮机的使用也越来越多。电厂锅炉汽轮机作为一种能源转换设备，向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能，同时，锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。通过燃烧燃料，锅炉产生蒸汽，然后通过管道流向汽轮机，驱动汽轮机带动发电机发电。然而在锅炉汽轮机运作的过程中，受多种因素的影响，会使得能源的消耗不断加快。

2.有利于保护社会环境。在目前电厂发电主要用的燃料有煤、油、气，而这些能源的消耗不仅会加大我国能源紧缺的局面，同时还会加剧我国环境问题，进而影响到我国经济的可持续发展。国家提出的可持续发展战略的提出，发展节能经济已成为我国现代社会发展的主要内容。在电厂发电过程中，为了更好地体现可持续发展战略的要求，对电厂锅炉汽轮机系统进行节能设计可以有效地提高经济效益，减少环境污染。

二、电厂锅炉汽轮机系统的节能原则

1.环保原则。人们生活水平的提高，人们的环保意识不断增强，在电厂过滤汽轮机运行过程中，会向环境排放大量的有害气体，进而影响到环境质量。为此，在电厂锅炉汽轮机节能降耗设计工作中要充分考虑到环境的协调性，采取有效的节能技术，将生态问题、环保问题紧密的集合起来，从而减少电厂锅炉汽轮机的排放和能耗，保障电厂的经济效益及社会效益。

2.合理性原则。电厂锅炉汽轮机对资源消耗是非常大的，在满足现代社会发展需要的同时，在对电厂锅炉汽轮机系统节能降耗设计的合理性也提出了更好的要求。电厂锅炉汽轮机系统节能设计既要符合电厂发展需求，同时还要符合社会经济可持续发展的要求，既要考虑到电厂锅炉汽轮机的设计成本，又要保障锅炉汽轮机的使用性能。

三、电厂汽轮机组的节能降耗措施研究

1.汽轮机组运行管理方面

（1）启动管理。从我国火力发电厂汽轮机组的运行来看， 其在启动环节中消耗的能量相对较高。为了实现节能降耗目的，可以将启动环节中汽轮机组的真空度、主汽压范围、温度这三种参数分别控制为：小于60kPa、处于2.5-3.5MPa 范围中、高于300 摄氏度。

（2）運行过程管理。为了实现节能降耗目的， 对汽轮机组运行过程进行管理具有一定的必要性。当汽轮机组处于低负荷运行状态时，可以通过定压调节法的应用实现对水泵轴临界转速的控制。除了这种方法之外，为了提升汽轮机的运行效率，还可以对其通流面积进行合理调整。当汽轮机组处于高负荷运行状态时，为了提升加热器的利用率，可以对汽轮机组的温度和主汽压进行适当提升。应用这种措施的作用还表现为可以提升锅炉的补给水温。

（3）停机管理。火力发电厂汽轮机组停机能耗的影响因素主要是温度。为了实现节能降耗目的，可以将温度控制在适宜汽轮机组停机操作的状态中。在停机操作的实现方法中，滑参数方式的效果相对较好。这种方法的优势主要表现为：其在降低汽轮机组温度的同时，实现利用机组余热发电的目的。

2.凝汽机真空状态保持方面。就该方面而言，实现汽轮机组节能降耗目的的措施主要包含以下几种：

（1）凝汽机真空系统严密性防护措施。对于火力发电厂而言，凝汽机真空状态的保持具有降低能耗的作用。为了保证凝汽机真空系统在实际生产过程中始终处于定值状态，可以注重系统严密性防护措施的应用。在实际生产活动中，相关人员应该对凝汽器及真空系统是否存在泄漏问题进行严格检查。当发现存在真空系统泄露或阀门松动问题时，应该及时进行处理。作为汽轮机耗能的关键性影响因素之一，当外在负荷发生变化时，应该根据具体的变化情况对汽轮机轴封蒸汽压力的数值进行合理调整。除此之外，抽气器喷嘴也是引发能耗增加的重要途径之一，因此，应该将抽气器喷嘴列入检查对象中。当喷嘴存在堵塞问题时，应及时进行清理。

（2）凝汽器热负荷控制措施。凝汽器热负荷控制方法包含许多种，相比之下，雾化喷头加设法的优势更加明显。这种控制措施的起效原理是，当凝汽器热负荷发生增加时，其在后续生产活动中需要的能量也会随之发生相应增加。这种方法是指，将雾化喷头加设在汽轮机组凝汽器的喉部位置。在凝汽器的实际运行过程中，该喷头可以通过热传递吸收掉一部分凝汽器产生的凝结热，进而实现热负荷降低的目的。这种处理措施的应用可以有效实现凝汽器在真空状态中的保持，进而产生良好的节能降耗作用。

（3）凝汽器冷却面清洗措施。随着凝汽器使用时间的增加，其表面在运行过程中可能产生的污垢热阻的附着会从一定程度上对设备的热传递过程产生影响。凝汽器的常用清洗方法主要包含以下两种：第一，酸洗法。这种清洗方法适用于凝汽器冷却铜管泥垢较厚的情况，即当凝汽器冷却铜管上的污垢处于产生后期阶段时。在这种情况下，应用酸洗法进行清洗的操作步骤为：针对凝汽器的冷却铜管应用酸性清洗剂，该清洗剂是由5%有机酸以及其他原料组成的。在实际清洗过程中，当设备的腐蚀速率小于1m2/h 时，应该向清洗剂中加入酸腐蚀剂、氢氟酸等。在这种情况下，需要将设备清洗的水温参数和流速参数分别控制为40 摄氏度以及0.1m2/s。如果针对凝汽器应用两次酸洗法之后，其酸度数值相同，则可以结束清洗。第二，干洗法。这种方法适用于凝汽器结垢具有疏松特点的情况中。在这种情况下，可以字节将火力发电厂生产过程中除氧器产生的热水置于凝汽器中，直到热水灌满整个凝汽器。当灌水操作完成之后，可以利用风机将凝汽器冷却管吹干，在这个过程中，风机的热量会引发污垢产生硬化结痂变化。当这种变化产生之后，可以直接用冷水将其冲洗掉。

3.冷却水温控制方面。就火力发电厂而言， 引发汽轮机组能耗增加的主要因素是其冷却水温相对较高。随着循环系统形式的不同，冷却水温的影响因素也会发生变化。就闭合式循环系统而言，设备实际运行情况以及外部条件会对其温度产生影响。就开式循环系统而言，水温主要会受到外部自然条件的影响。就冷却水塔的运行过程而言，障碍的存在会引发水塔出口水温的提升，因此，应该通过水塔排水槽、填料等因素的检查，实现冷却水温度的有效控制目的。

4.锅炉补给水温控制方面。

（1） 加高处理措施。就火力发电厂加高的处理措施而言， 为了保证其运行的顺利进行，促进锅炉补给水温的提升，首先应该对疏水器的选用加以重视。当疏水器与实际应用要求相符之后，可以将管板U 型管式高压加热器应用作为该部分的换热器。与其他加热器相比，这种设备的优势主要在于其焊口数量相对较少， 且传热速度相对较快。

（2） 汽轮机组加热器检漏措施。在汽轮机组的运行过程中， 加热器等设备的存在漏洞故障时，其消耗能量相对较高。因此，在汽轮机组的检修过程中，应该对加热器的水室隔板以及高加筒体进行检漏处理，保证该设备使用功能的完整性。

作者简介：崔震（1988-3-）男，助理工程师，研究方向为轮机工程技术。