摘要：汽轮机是火电厂运行中非常重要的动力设备，其对于电厂生产水平的提高意义重大，受到机组自身与环境各方面影响，汽轮机能耗问题较为严重，极大的影响电厂经济效益最大化。文章结合火电厂汽轮机运行原理，对汽轮机运行节能降耗特点进行分析，并提出相应的优化措施。
关键词：火电厂；汽轮机；节能降耗；降耗措施
引言
能源是一个国家实现可持续发展目标的关键，在很大程度上可以促进社会经济的可持续发展。汽轮机在发电厂的生产运行中起着重要的作用，其消耗的成本占发电厂总生产成本的50%以上。为了满足国家节能降耗的要求，企业必须加强汽轮机节能降耗措施的实施。在经济全球化的环境下，为了适应时代发展的趋势及要求，必须更好地解决各行业节能降耗问题，有效缓解资源匮乏问题，降低能耗。切实解决环境日益恶化的严峻问题。
1火电厂汽轮机的工作原理和运行现状
火电是传统的生产方式，也是当前我国最主要的能源产出形式，火电厂对技术要求非常高，整个运行过程中，需要各种设备相互配合，才能形成有效的运行，保证良好的供电用电质量。火电厂中的汽轮机是最核心的设备，在运行中起到重要的作用，汽轮机工作原理较为复杂，主要是通过燃烧产生大量的蒸汽热能，通过对热能的进一步转化，把来自锅炉的大部分蒸汽送入汽轮机内部，经过一系列环形配置喷嘴和动叶，最后再把蒸汽热能转化为汽轮机转子旋转机械能，这是一个复杂的运行过程，任何一个环节出现问题，均会影响到发电质量，汽轮机输出轴和发电机连接在一起，这样不断转化，就可以实现持续性的发电。火电发电厂中的锅炉是最为基础的设备，汽轮机是最重要的能量转换设备。汽轮机根据形式结构的差异，分为单级汽轮机和多级汽轮机两种，根据蒸汽能量与机械能转换值分为速度级机、冲动级机和反动级机。不同的级配有不同的工作原理，速度级汽轮机主要是根据蒸汽喷嘴处膨胀动能情况来运行，冲动级汽轮机是通过蒸汽在喷嘴处膨胀速度以及减少喷嘴流道截面积来运行，反动级汽轮机通过蒸汽在动静两叶之间流道中膨胀来运行。
2发电厂汽轮机组节能降耗特点
第一，通流性。通流性对发电厂汽轮机组做功效率具有直接影响,若是发电厂汽轮机的通流性不强,无法达到设计标准,那么会增加发电厂汽轮机能耗。为了能够达到发电厂汽轮机组节能降耗的作用,那么就需要改善发电厂汽轮机组通流性,提高发电厂汽轮机组缸内效率与通流面积,这样能够提高汽轮机组的缸内机率,最终达到降低发电厂汽轮机组能耗的作用。第二，出力系数。出力系数则指影响汽轮机组运行关键指标,直接影响汽轮机组能耗。电力系统在实际运行中,各个时间段的电网系统电力负荷也存在着差异,这就使得电网电力峰谷波动也比较大,汽轮机工作过程中需要做好运行状态调整,满足电力峰谷时期电力负荷要求,但是调整过程需要消耗非常多能源。第三，气缸效率。具体生产中,汽轮机组运行消耗比较高,经过经验分析,气缸效率是影响发电厂运行关键因素,那么就需要制定更加有效管理维护工作方案,但是实际操作中,由于缺乏足够的监督,造成汽轮机组在安装、管理、维护等方面无法达到具体需求,无法获得任何效果,最终促使生产汽轮效率无法达到设计准则。第四，耗能性。汽轮机组属于发电厂最为关键耗能设备。发电厂在实际运行中,运行、停机以及设备都会对汽轮机组运行产生影响,最终致使汽轮机组的能耗增加。例如,汽轮机组在运行过程中,若是某项调整存在着不合理,那么会造成汽轮机组的运行参数和实际负荷之间存在着不相符的现象,真空泵温升增加,促使凝汽器真空度不足,蒸汽和水热力循环效果之间不达标,汽轮机组能源消耗过高;从停机角度来看,频繁对汽轮机组进行启动操作或者是停止操作,或者是汽轮机组暖机时间过长等,都可能造成汽轮机组能耗增高;在设备上,发电厂日常管理效果并不是非常理想,对汽轮机组技术改造也不够关注,整体的运行方案较为落后,能耗过高,不利于发电厂汽轮机组节能降耗。
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3火电厂汽轮机运行节能降耗措施的优化方法
3.1保证凝结器的真空度
汽轮机正常运行过程中，相关工作人员要保证冷凝管在整个工作过程中都维持真空状态并达到最佳状态，使汽轮机更高效运行。在具体运行生产过程中：第一，机组要确保其具有较高真空严密性，凝结管要采用真空密封性高的材料，经过相关实验，确定发生渗漏的原因并具体分析找出应对措施，通常使用的检测手段是灌水检测，保证进行定期的实验检测可以使凝气管在整个工作过程中保持真空状态。第二，必须严格监控循环冷却水的水质质量，要确保使用高质量的水，从而加强凝汽器铜管的热能转换效率。第三，此外，要对汽轮机的运行严格监视，保证冷凝器在整个工作过程中保持正常水位，能够防止凝汽器的真空下降的现象发生。在提升凝汽器真空时，必须合理控制作业限度，一般情况下，真空有着独特的限制，相关工作人员在提升凝汽器真空的同时要保证压力和温度恒定，从而能够更好地提升整体经济效益。
3.2加热器保持正常水位运行
由于汽轮机的体积较大，为了避免资源的浪费要保证加热铜管和蒸汽的良性循环，具体做法就是要在加热铜管修理是进行检漏处理，在针对泄漏点进行检查时首先要保证水室隔板不会出现漏点，因为如果出现这种情况就会影响其质量，还会导致高压水流溢出，冷水经过加热的铜管会使铜管降温，影响水和蒸汽之间的能量交换造成，进而严重的后果。除此之外，还要保证加热器受热面的密封程度良好，密封出现问题会导致热量交换速率的降低，进而影响水温。
3.3汽轮机启动、运行和停机中的节能降耗
相对于汽轮机的启动，其运行多为固定模式且多数处于长期循环运行状态。因此定压调节是确保其水循环安全稳定的主要手段。当设备处于低负荷状态时，其定压调节也要做相应的低水平处理。若系统处于高负荷状态，则依靠喷嘴来调节定压，从而确保汽轮机组运行效率。而在高负荷区的中间部分，要关闭调节气门。这种模式可确保系统在任何状态下都能安全运行。加热器和系统的温度在高负荷状态下提高，能够有效的控制加热器两端的温度，确保温度平衡。凝汽器水位不能过高，否则会导致其冷却影响机组正常运行。而对于汽轮机组停机，目前多数采用滑参数停机的方式。采取这一方式的优点是：不会出现锅炉快速降温的情况发生，能够有效利用锅炉的余热进行继续发电；均匀降低汽轮机缸体温度，减少金属热应力，提高机组寿命，利于提前检修。
3.4控制系统优化
全面优化汽轮机控制系统是优化的主要环节，从重点设备做好全面优化，也是保证电厂运行的主要目的。从现实运行情况看，多数火电厂内部单元机组控制对象基本是两种类型，一是锅炉，二是汽轮机，只有全面保证二者之间的协调性，才能确保机组稳定安全的运行，二者存在密不可分的关联。锅炉具备大惯性蓄热能力，汽轮机具备超强负荷速度，两个设备的运行稳定决定火电厂的运行效率，也就是说，二者在汽轮机控制系统中起到相互制约的作用。要对机炉协调性做好有效的优化，利用自适应控制或模糊控制方法，实现该系统有效优化。
结语
综上所述，火电厂快速发展促使发电厂的发电技术逐步提升,那么就需要不断改善汽轮机组设备,结合汽轮机组的运行特点与能耗特点,全面提升汽轮机组实际操作技能,降低汽轮机组的运行能耗,为保证电厂汽轮机组稳定运行提供支持，促进发电厂效益的最大化。
参考文献:
[1]李浩.关于火电厂凝汽式汽轮机冷端系统的运行优化策略探讨[J].山东工业技术，2019(06):179.
[2]咸凤萍，他国山.火电厂汽轮机的优化运行策略探讨[J].电子世界，2017(20):58-59.
论文作者:欧小华
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
标签：汽轮机论文; 汽轮论文; 机组论文; 发电厂论文; 火电厂论文; 节能降耗论文; 凝汽器论文; 《电力设备》2019年第22期论文;