火电汽轮机节能技术方向浅析

电力18讯：　　随着我国经济的健康持续发展，电力工业水平也取得了较大提高。节能环保、低碳高效成为衡量当前电力工业是否健康发展的重要指标之一。但有关数据表明我国电力装机构成中，火力发电约占全部装机比例高达76%，其中燃煤机组占火力发电总量比例更是高达98%，这不禁让我们想到燃煤发电消耗了大量资源，还给环境和运输带来了巨大压力。因此，大力提高火电厂节能减排技术就是重中之重。汽轮机是燃煤发电过程当中的关键部件，它能否实现更加低碳高效、节能环保对于充分利用资源、保护环境、提高生产效率等方面具有重要意义。

　　1 火电汽轮机工作现状解析

　　1.1汽轮机设计缺陷

　　火电汽轮机的启动关闭和功率变化是通过调节阀开度的变化来实现的，主要是通过控制进入汽轮机的蒸汽流量或蒸汽参数来实现的。作为汽轮机进汽机构的重要组成部分，调节阀气动性能是否良好直接决定着汽轮机的工作效率。汽轮机调节阀内产生非定常流动现象不仅随机性强，而且极其微妙和敏感。运行现场很难准确捕获发生流固耦合现象的根源所在，模化试验又难于真实重现不稳定现象。正是这些原因，调节阀模化设计欠缺实测和试验数据，更谈不上掌握其内部流动规律，限制了相似理论的应用。显然，从模型设计、加工、试验到数据转换到真实调节阀工作状态的实物设计完成，整个过程不仅周期长花费大，而且存在不少的不确定性，改进调节阀设计方法是十分必要的。

　　1.2运行效率低

　　汽轮机的运行效率与气压、出力系数、温度等因素有着直接的关系。在燃烧调整不到位的情况下，蒸汽流量变大可能导致汽轮机机组压力变小，对汽轮机正常运行产生影响。再加上热气积垢会增加能量损耗，使得运行效率降低。

　　1.3凝汽器性能较低

　　凝汽器主要用于汽轮机动力装置中，将汽轮机的排汽冷凝成水供锅炉重新使用外，还能在汽轮机排汽处建立真空和维持真空。也关系着汽轮机的工作效率高低。而当空气漏入凝汽器当中时，会使排气压力及温度升高，造成汽轮机组工作效率降低，甚至造成机组的大幅度振动，严重时会使汽轮机被迫停止工作。

　　同时，在汽轮机工作中的循环水有可能使传热设备出现水垢，而水垢会降低传热系数，影响汽轮机工作效率。

　　1.4能量流失严重

　　汽轮机主要作用是将蒸汽的热能转为为机械能。如果能将绝大多数热能转为机械能那就说明汽轮机工作效率是优异的。这个过程主要是：一是在喷嘴中将蒸汽的热能转化为动能。但是蒸汽通过喷嘴中随着温度的变化会造成热能的损失，造成能耗降低。二是在动叶中将动能转化成机械能。蒸汽在动叶中的能量转化和在喷嘴中的转化相似。但是在各个过程中存在着一定的能量损失，比如喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、扇形损失、部分进汽损失等。这都会导致汽轮机在将热能转为机械能时造成大量损失。

　　2 节能技术措施选项

　　2.1优化设计

　　借鉴热力系统节能等有关理论对热力试验或热平衡查定数据进行全面诊断和优化分析，发现热力系统及其设备存在的主要缺陷，分析能损分布具体情况，然后根据分布情况确定节能潜力的大小，优选技术改造方案，为节能工作提供科学依据。找出合理的节能技术改造方案，是进一步推广热力系统节能技术的重要途径。也是热力系统节能诊断和优化改造技术发展的新方向。

　　2.2 提高流通效率

　　汽轮机当中蒸汽流通效率对整个机组的效率发挥着重要作用。所以提高机组的通流效率就是实现节能的方向之一。可以通过降低低压缸的排汽压力，再热器减温水量及减少系统的内外泄漏等都会显著提高机组的经济性，降低供电煤耗率。机组供电煤耗越低，管理水平越高，变动成本就会控制得越好。

　　2.3充分利用损失能量

　　有关数据表明通过凝汽器由循环冷却水流失的热量一般占输送总能量的15%以上，有的甚至高达25%以上，这造成了能量的极大浪费，所以研究将热量转化为其他利用形式就显得尤为必要，这将会大大改善火电厂的能量利用效率。可以考虑将流失的热能充分利用，比如建立相关的设施，为居民供暖。

　　2.4及时清理水垢

　　在火电厂汽轮机工作过程当中，冷却水会被循环使用。但是必须经过严格的处理之后才会当作冷却水使用。这个过程中会产生大量的水垢阻碍传热正常进行。所以必须进行清理水垢环节。首先要做到定期检查。主要是制定一个周期对水垢产生量进行检查。其次就是进行除垢作业。培训专业人员进行操作并定期清理。最后要联合不定期检查的方法防止水垢的堆积，以免影响汽轮机正常运行。同时还可以采取将一定浓度的无机杀虫剂放在冷却用水口处，防止微生物繁衍。从而实现冷却用水有效利用。

　　2.5整合科研

　　科研水平的高低直接决定了相关设备在实际运作当中的最高水平，因此要想实现汽轮机更加节能更加高效就必须大力提高科研水平。一方面火电厂和相关高等院校、科研院所等科研机构建立专项研究团队，对当前汽轮机运作现状、存在问题及改进的方向进行专业技术攻关，在理论上实现突破。另一方面是扩大现有火电有关课题的交流机会，可以成立汽轮机研究协会，聘请相关领域专家出谋划策，同时火电厂也将汽轮机现实存在问题进行交流，实现信息对称。

　　随着经济的高速发展，人们的生活方式已经实现了电子化。衣食住行越来越电子化。电显然已经融入到生活当中的每一个环节。但火电依然是我国电力的主要来源，大量的煤炭资源换来了我们方面的生活。如何实现煤炭资源高效利用是当务之急。汽轮机节能方向研究就迫在眉睫。一方面要大力提高节能技术的有关研究，提高技术水平。另一方面每个人要树立节约用电的良好意识，建立节约型社会。这些目标的实现就需要相关人员进行坚持不懈的努力，积极的开展探索实践，从而实现资源利用率的提高，推动节约型社会的建立。