第一篇
1汽轮机概述
汽轮机是一种以蒸汽为动力，并将蒸汽的热能转化为动能的旋转式机械，广泛的应用于现代火力发电厂中，与复式蒸汽机相比，汽轮机具有效率高，寿命长等优点，当然它也存在着一些缺点，汽轮机在使用过程中会经常出现问题，比如汽轮机渗漏和汽缸变形等问题。随着人们对电能需求的增多，火力发电的效率有必要提升，那么汽轮机组作为火力发电中一个重要的环节，也必须跟随时代的要求，就必须得解决耗能大的问题，节能降耗迫在眉睫。
2热力系统存在的问题和影响，汽轮机的热力系统的能损分析
2.1汽轮机组热力系统存在的问题。要进行一轮和二轮的修正，将修正值尽量的减小；汽轮机本体存在问题，辅机和热力系统方面存在问题；基础运行方式和参数控制方式存在问题这一系列问题归纳起来就是设计、制造、安装、运行、维护整个的全过程，随后反映出基础运行的热耗比较高。
2.2火力发电厂汽轮机组能耗分析。（1）本体方面缸效率偏低，缸效率下降速度快。上下缸的温差比较大，气缸套变形。这一系列问题都反映在这实际的运行当中；（2）系统的有效能损失大，热力系统复杂而且庞大，控制方式不合理；（3）冷端方面：真空的严密性；凝结器的清洁度；冷端系统的设备不完善；真空度低；循环水泵的运行不一定合理；真空泵的冷端设计存在问题；（4）能损的分析：我们在热耗率的影响分析方面从三方面入手的，分别是：（a）本体的方面；（b）冷端系统方面；（c）热力系统方面。主要考虑主轮机的泄漏，载热蒸汽流量的变化等等方面。例如在10度时凝气器压力为3.5kPa，对热耗率影响为-70.35而20度时凝汽器压力为4.9kPa，对热耗影响为0。
3解决上述问题的技术方法及措施
按照原则有改造时要保证机组安全；设备与热力系统并重；简单好做，投入的资金小，效果明显；针对机组运行时所反映的实际问题来进行设计，安装，维护。解决该问题的方法是：通过现场调研，每个机组出现的问题可能会不一样，随后对机组进行局部和整体的实验，看看哪部分出现了问题，随后制订出一套改进的方案，并要保证机组的安全性和经济性，随后进行现场试验，验证改进后的机组是否符合制定的要求，进行大致和深入的了解，然后总结经验，进一步改进运行方式提高经济性，可以让大多数火力发电厂所接受，最后进行诊断实验，保留数据，为以后的改进留下资料。（1）针对本体方面问题的措施。本体方面有汽封形式，进行检修工艺的改造；汽轮机本体监测测量系统等，这些方法主要解决的是气缸温差大和汽缸变形等问题。（2）对于热力系统方面问题的措施。简化系统和设备；优化电路的联接；消除外漏并且尽可能减少内漏；合理的布局便于以后检修。全面改造疏水系统通过合并，取消，改变流向来减少其热损失；改变操作方式及阀门配置防止发生泄漏。（3）对冷端系统的处理。其目的是优化冷端系统达到最大的经济性，在一定负荷和循环水进口的温度条件下。针对冷端系统的节能：保证在安全的前提下，通过定量分析影响冷端系统的主要因素，提出一系列的方法，改善设备运行水平，提高机组的性能指标。对于循环水系统：若系统阻力大于循环水泵会使冷却水流量不足机组真空偏低；若系统阻力小于循环水泵，冷却水流量偏大。
4火力发电厂汽轮机组节能降耗的其他措施
4.1将凝汽器调整至最佳真空状态。汽轮机组中的排气进入凝汽器后，通过凝汽器的冷却装置，凝结成为水，汽轮机组的乏气凝结成为水后，体积固然缩小，使原来充满蒸汽的凝汽器封闭空间变为真空，以使汽轮机组内的蒸汽达到最低压力，增大蒸汽在汽轮机组中的使用率，强化走凝汽器的换热效果，提高循环热效率。（1）保持凝汽器的清洁度。凝汽器的铜管内部极易结垢，而凝汽器结垢后会严重影响凝汽器的换热效率，从而影响汽轮机组的热经济性，凝汽器内形成水垢后，会大大降低凝汽器的真空效果，由于水垢的导热性差，因而极具的降低了凝汽器的换热效率。然而凝汽器要如何清洗呢？凝汽器若是人工进行清洗，耗时耗力并且清洗效果不是很好，所以可以在凝汽器的冷却水装置附近装一个专门清洗凝汽器的装置，利用化学以及物理原理将凝汽器清洗干净，使凝汽器达到最佳真空状态，达到节能降耗作用。（2）降低冷却水温度。汽轮机组在运行过程中，凝汽器里的真空度会受到冷却水的水温等外界因素的影响，而影响冷却水温度的主要因素是循环水系统。如果冷却装置发生故障，其出水口温度就会提高，影响冷却效果，进而影响凝汽器里的真空状态。针对此现象，需要定期的对冷却水装置进行检查，并及时对其进行修护，以保障火力发电厂中汽轮机组运行时冷却水的最佳温度。（3）降低凝汽器热负荷。降低凝汽器的热负荷，能够有效的提升汽轮机组的换热效率，同时还可以减轻凝汽器的热负荷。具体方法：在凝汽器喉部加装雾化喷雾，以防止散热损耗，进而减轻凝汽器的热负荷。对提高真空有巨大作用。
4.2提高给水温度。给水温度对于锅炉燃料使用率具有直接影响，随着给水温度的提升，燃料的使用率也相应的增加。若是温度过低，会增加煤炭的消耗，不但不经济，而且还加重了空气污染，煤炭利用率低，生产效率低下。对此，可适当的增加给水温度，具体实施方法如下：（1）保证高加投入率。保证高加投入率，就是在汽轮机组滑启、滑停时，对给水温度加以合理控制，在启停过程中需要投入高压加热器，如果在操作过程中，出现了问题，就必须及时停止工作，在必要时，应对汽轮机组中换热器进行清洗，以防止换热器内的污垢造成热压力或温差压力，而达到节能降耗的作用。（2）保持水位，定期检查加热器并及时进行维修。加热器水位对于回热系统有着重要的影响，水位过高或过低都会对系统造成影响，水位过高，影响了换热，端差增大；水位过低，也会对回热系统造成影响。对此，可以在加热器附近安装水位自动调节装置，以确保最合适的水位，并且要对其进行定期检修。
4.3降低汽轮机组启动和运行时的能耗。由于汽轮机组在运行时的压力值与真空时的压力值之差过大，以致大量的蒸汽进入到系统中，降低了汽轮机组的工作效率。对此，可以减少两者之间的压力值差，缩短并网之差。
在当前的经济环境形式下，节能降耗成为时代的主流，汽轮机作为火力发电的一重要组成部分，也是耗能大户，对火力发电的经济运行、节能降耗有着直接影响。随着人类需求的不断变化，供应商也在不断变化着，许多问题也在更新变化着，所以我们要在实践中不断发现问题，并寻求解决问题的方法。火力发电厂汽轮机组的节能降耗是一项复杂的工作，为了降低能耗，需要我们在实践过程中总结经验、不断发现、引进先进技术和先进人才降低汽轮机组能耗，保证系统节能效果，提高社会生产率。
作者：赵向富 单位：河南省电力勘测设计院
第二篇
1影响火力发电厂汽轮机功耗的主要因素
1.1出力系数的影响
在火力发电厂汽轮机运行的过程中，其能耗会受到出力系数的较大影响。而在我国电力网络运行过程中，电力负荷会存在很大幅度的变化，极易造成较大的峰谷起伏，因此，为了能够有效适应电力负荷的波动，汽轮机必须要进行不断调整，而在此过程中也会增大其能耗量。
1.2气缸效率通过对我国火力发电厂生产运行情况分析
可知，目前我国自行生产的设备在维护与安装方面都存在着不同程度的缺陷。在一般情况下，从设计方面分析可知，汽轮机组的气缸效率会远远低于其设计的数值，这与国际水平相比还存在着一定的距离。无论在何种工况下，气缸效率的下降都会对整体能源的消耗能量产生一定的影响，因此就大大增加了汽轮机的能耗。
1.3温度与气压的影响
在通常状况下，温度与气压会直接影响到火力发电厂汽轮机组的运行效率，假如燃烧调整不到位，并且水压不够高，那么就会增大主要蒸汽的流量，降低机组的蒸汽气压，从而影响到汽轮机组的运行情况。在汽轮机运行中，假如存在喷水量较大、燃料供应不足或者是吹入空气比重增加，一旦热器存在积垢现象，就会大大增加机组的热量消耗，从而降低其运行效率。1.4流通性的影响流通性是在火力发电厂汽轮机组运行过程中，影响其气体做功的主要因素之一。假如在机组运行过程中，气流量以及流通面积得到了有效改善或是增大，那么就能够有效地提升机组的缸内效率，从而降低机组的能耗。
2火力发电厂汽轮机的基本特点与工作原理
2.1基本特点
火电厂的汽轮机主要是以蒸汽为工质，把热能逐渐变成可以供应发电机发电所需机械能的一种设备。目前电厂主要设备的两大主机分别为发电机以及汽轮机，其主要具有如下特点：（1）具有较高的热效率。实际上，供热机组的热效率高达80%，而凝汽式汽轮机组的综合热效率也可以达到40%；（2）具有较高的热经济性能；（3）具有较长的使用寿命，经久耐用，可以使用各种比较廉价的燃料等；（4）作为一种可以连续工作的回旋机械，汽轮机的单机功率非常大；（5）在运行过程中，汽轮机主机具有较高的稳定性能，事故的发生率很低，在通常状况下，使用三年左右以后才需要进行一次大型维修，这也使得设备的利用率大大提升。
2.2工作原理
由于汽轮机主要是一种能够借助蒸汽的热能完成做功操作的旋转机械，所以其工作原理即为把热能转变成机械能的基本理论，其中主要包括以下两种原理：（1）冲动作用原理。此原理主要指的是在汽轮机当中，在高速蒸汽通过动叶汽道的时候，其流动方向会发生变化，所以会对叶片构成一定的冲动力，进而推动叶片发生转动，并产生机械功；（2）反动作用原理。此原理主要是指在汽轮机当中，当蒸汽在由动叶片所组成的汽道当中逐渐发生膨胀与加速现象的时候，其流动方向会发生改变，所以就会对叶片产生一定的冲动力，从而推动叶片发生转动，进而做功。冲动作用原理的基本特点是汽流在动叶汽道中并没有发生膨胀与加速，而仅仅是方向发生改变。而反作用原理的基本特点是汽流在动叶汽道中不仅会改变方向，并且还会发生膨胀与加速。
3火力发电厂汽轮机组节能降耗措施
3.1保持凝汽器的最佳真空状态
对于凝汽器而言，其主要作用是通过冷却与凝结的方式将排汽转变为水，然后形成高度真空状态，而进入汽轮机的蒸汽可以发生膨胀，直至达到低于大气压值的时候而进行做功。作为汽轮机的主要构成部分，凝汽器会直接影响到整个机组运行的安全性和经济性。因此，为了充分保证凝汽器的经济性与安全运行，首先必须要使得凝汽器能够处于一种最佳的真空状态，而这也是能够有效降低汽轮机组耗能的重要手段。
3.1.1降低凝汽器的热负荷。在火力发电厂汽轮机组中，采用合理的手段有效降低凝汽器的热负荷，可以有效提升汽轮机组的热效率，关于如何才能有效降低凝汽器的热负荷，目前主要有两种做法：（1）可以将表面式加热器加设到排汽缸喉部以及凝汽器上部之间，这样就可以将表面式加热器的入口位置与工业水系统充分连接起来，而表面式加热器的出口位置又与化学供水系统进行连通，这样就可以大大提升高热效率，从而降低凝汽器的热负荷；（2）将雾化喷头装设到凝汽器喉部，这主要是由于雾化喷头可以通过热传输的方式吸收蒸汽凝结热，从而使其能够与除盐水形成一种混合式凝汽，有效降低凝汽器的热负荷，进而为最佳真空的形成提供有力保障。需要注意的是在进行整改时，必须要根据不同设备的要求与条件，选择不同的做法。尤其是第一种做法还存在一些不足之处，其可能不会产生一定的汽阻，从而增加凝汽器的质量负荷。因此，在选择时要给予格外注意。
3.1.2清洗冷却面。当汽轮机凝汽器的冷却面出现污垢以后，就会大大增加凝汽器冷却管的内部阻力，进而对凝汽器的正常运行产生一定的影响。因此，必须要采取有效措施清理冷却面。目前常用的清理冷却面的方法有两种，即为干洗法与酸洗法。（1）干洗法。为了能够准确地判断凝汽器的冷却面是否洁净，唯一也是最有效的办法就是比较凝汽器运行以后的各数据参数，一旦数据存在不同，那么就说明冷却面存在污垢。而在大部分情况下，在冷却面污垢产生的初期，其结构往往会非常疏松，那么往往就会在表面上呈现出淤泥沉积的现象，在这种情况下就可以选用干洗法来清洗冷却面；（2）酸洗法。在凝汽器冷却面产生污垢的后期，如果只是采用干洗法是不能够有效清除其表面污垢的，那么这时就可以把除氧器所形成的热水灌入到凝汽器中，直到灌满为止，然后再借助风机对冷却管内部进行加热吹干操作，而在热风的作用下，就会逐渐出现硬化结痂现象，之后再利用冷水冲洗的方法就可以有效除去冷却面上的污垢。但是还存在一种特殊现象，那就是凝汽器冷却管中的污垢在历经长时间的沉淀以后，其硬化程度就会大大提高，并且会对真空产生较大的影响，此时如果仍旧采用上述方法是不能够将冷却面的污垢除去的，那么此时就应该采用酸洗法。通常都会选择浓度为5%的氨基磺酸作为酸洗剂，并且依据腐蚀速率的大小，可以在酸洗剂中加入浓度为20%的氢氟酸、浓度为0.5%的酸缓释剂以及铜缓释剂，并且要加入适量的渗透剂等，而且要严格地控制清洗的水温，要保证水温保持在40℃左右，要将水流速度控制在0.1m/s左右，并且最好是选用循环冲刷的方法。要根据酸度的大小来选择清洁度的测定标准，如果连续两次的酸度都相同，那么就说明清洗已经实现了预期的目标，在这个时候再利用高位冷却塔水实施反向的冲刷操作。在通常状况下，经过酸洗操作以后，冷却铜管往往会发生黄铜色的改变。
3.1.3提升真空系统的严密性。为了能够充分保证真空系统一直维持在一个定值状态，因此就必须要加强真空系统的严密性防护，要尽可能地使得真空系统能够做到丝毫不漏以及严格防守，要定期地检查真空系统与凝汽器是否发生泄露，一旦发现泄露现象就立刻采用有效措施给予解决，只有这样才能充分保证真空系统的严密性。而且在日常工作中，还要实时地监测抽气器的喷嘴不能出现堵塞以及变形的现象。要根据外在负荷具体的改变情况，及时、合理地调整汽轮机轴封蒸汽压力数值。而且为了充分保证真空系统的严密性，还要严格地检验与控制负压系统的阀门，让其在任何情况下都不能出现松动现象。
3.1.4降低冷却水温。作为一个封闭式的循环系统，闭式循环系统处于一个完全封闭的状态，其能够完全不受到任何外界自然因素的影响。而循环水系统设备的运行情况会直接决定着冷却水温度的高低。一旦冷水塔设备产生异常现象，那么往往就会大大提升出口温度，进而丢失冷却效果。因此，为了有效防范此现象的发生，往往采取的措施是派专人定期地检查以及维护水塔设备，而且要记录配水槽填料等重要部位的工作状态，并且对具体情况进行归档登记，对于出现的各种问题，都必须要采取有效措施给予及时与合理的处理。
3.2提高给水温度
在火力发电厂汽轮机组运行的过程中，给水温度的高低会直接影响到锅炉的燃料消耗量。假如给水温度较低，那么就会提升锅炉燃烧所用煤炭的消耗量，从而造成一定的经济损失。而且给水温度低，则会提高锅炉排烟量温度，从而加大由于排烟而导致的热能损失，进而大大降低锅炉的生产效率。
3.2.1保证高加投入率。所谓的保证高加投入率即为在汽轮机组进行滑停以及滑启的过程中，及时、有效地控制给水温度。在机组启停的过程中，要及时裂解或投入高压。要采取有效的措施控制违规操作行为的发生，尽可能地采用有效手段保证高压水量水位的稳定性。在情况必要的时候，要清理高压加热器中的换热管，使其能够一直清洁与干净，这样可以有效降低换热管污垢部位的温差热力以及热应力，从而避免其产生泄漏现象。
3.2.2重视检漏操作，保持正常水位。加热器铜管检查属于一种漏点检查，其主要是检测高加筒体以及水室隔板的密封性。要检测水室隔板有没有存在漏点，一旦水室隔板的加工焊接不够完善，那么就会出现质量问题，而通常状况下会导致高压给水“旁门左道”，从而影响到蒸汽与给水的热量交换，导致给水温度无法提高。一旦加热器受热面筒体产生密闭性不良的问题，那么就会造成蒸汽阻塞，从而导致给水的热量交换大大减少，最终降低给水温度。而且为了能够充分保证回热系统的正常、稳定运行，就必须要保证加热器能够一直维持在正常水位的状态下运行。需要注意的是，如果凝汽器的水位过高，就特别容易导致凝结水位超过钛管，进而使得凝结水发生加深冷却变化，从而导致汽轮机组的冷源发生损失。
3.3降低机组启动、运行与停机能耗
在汽轮机启动的过程中，其主汽压力高往往会采用开高低旁的方法，将其运行压力值维持在2.5～3MPa之间，而利用切换手动操作，可以将真空压力数值控制在65～70kPa的范围内，这样就会大大增加汽轮机的蒸汽量，从而造成大量的蒸汽进入到系统内，提升了汽轮机组暖机的速度，缩短了启动时间。而且适当地加大蒸汽量可以有效控制系统的胀差值，从而有效缩短并网时间。在汽轮机运行时通常是采用定-滑-定的方式，假如负荷比较低，那么就必须要采用低水平定压模式，从而充分保证水循环以及燃烧的稳定性。要严格控制给水泵轴的临界转速，并且可采用喷嘴调节的方法适当地调节高负荷区域，从而有效提高汽轮机组的运行效率。在一般状况下，汽轮机组都是采用滑参数停机操作，这种操作方式具有以下两种优势：（1）在锅炉还处于一种高温状态的时候，充分利用其高温持续状态能够为发电提供有力帮助；（2）此操作还能够有效降低各个其他相关设备的温度，从而为设备的检修与维护工作提供便利。
4结语
总而言之，汽轮机是火力发电厂的主要耗能设备，实现其节能降耗能够有效提升火力发电厂的经济效益，保证火力发电厂的安全、稳定运行，从而促进火力发电厂的可持续发展。而汽轮机组的节能降耗工作非常复杂，因此，火电厂要不断探索与研究，积极引进更多先进的技术，采取更多科学有效的措施努力降低汽轮机组的能耗，进而有效提升火力发电厂运行的经济性与稳定性，推动火力发电厂的蓬勃发展。
作者：李书慧 单位：神华内蒙古国华准格尔发电有限责任公司
