郝城

摘 要：火电厂在发电过程中，汽轮机能量损失占比最大。因此，为降低火电对环境造成的污染，需要进一步对电厂汽轮机的结构进行改进和优化，提升发电效率，产生更重大的社会效益与经济效益。

关键词：电厂汽轮机；运行效率；优化措施

1 汽轮机的工作原理

汽轮机是把具有一定温度和压力的水蒸汽作为工质，将蒸汽的热能量转换成机械能的回转式原动机，它是一种旋转式的动力机械设备，是火电和核电的主要设备之一，用于拖动发电机发电，在大型火电机组中还用于拖动锅炉给水泵。按照热力性质分为凝汽式、轴汽式、背压式和饱和蒸汽汽轮机等类型。就凝汽式汽轮机而言，从锅炉产生的新蒸汽经由主阀门进入高压缸，再进入中压缸，再进入低压缸，最终进入凝汽器。蒸汽的热能在汽轮机内消耗，变为蒸汽的动能，然后推动装有叶片的汽轮机转子，最终转化为机械能。除了凝汽式汽轮机，还有背压式汽轮机和抽汽式汽轮机，背压式汽轮机可以理解为没有低压缸和凝汽器的凝汽式汽轮机，它的出口压力较大，可以提供给供热系统或其它热交换系统。抽汽式汽轮机则是指在蒸汽流通过程中抽取一部分用于供热和或再热的汽轮机。我国发电模式以火力发电为主，而火电厂汽轮机主要使用大自然中存在的不可再生的煤炭、石油、天然气等自然资源作为燃料进行生产。首先将燃料放在锅炉中燃烧使水加热升温直至变成蒸汽，将蒸汽通过主汽阀和调节汽阀进入汽轮机内，然后再通过一系列环型安装的喷嘴栅和动叶栅而膨胀做功，将热能转变为机械能，通过联轴器驱动发电机进行做功发电，膨胀后的蒸汽由汽轮机排汽部分排出，排汽至凝汽器凝结成水，再送至锅炉加热器加热成蒸汽，如此循环，这就是火电厂汽轮机的生产发电过程。

2 电厂汽轮机的损耗分析

2.1 机组能量的损耗

汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的回转式机械。来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后，依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶，将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中，以不同方式进行能量转换，这种复杂的运行过程是导致能量损耗的原因。

2.2 启停能耗

当汽轮机正处于运转的状态中时，设备启停过程会发生各种参数变化的状况，从而导致内部温度场不稳定。在这种高压和高温的状态下，如果参数处理不当，在启停过程中的损耗将会更大。而汽轮机能量损耗过大，其工作效率自然也会降低，使用寿命长短也会相应减少。

2.3 凝汽器的损耗

凝汽器是汽轮机热效率得以传递的枢纽。当凝结水中溶氧出现时，不管是热传递还是汽轮机设备都会受到氧化腐蚀的影响。冬季的时候，凝汽器一旦出现流量不均的问题，便有可能导致汽轮发电机组的整体效率有所降低。

3 电厂汽轮机优化措施

3.1 汽轮机配气方式的调节

传统汽轮机的配汽方式在机组额定功率时效果较好，不过在低负荷状态下随着蒸汽参数的变化，损耗的热量也比较多。但三阀式调节的汽轮机可以有效解决这一问题，相较于传统的汽轮机来说，在低负荷状态下可以及时调节并转变配汽方式。除此之外，汽轮机运行的过程中需要注意对阀点的密封性进行定期的检查，从而实现节省能源的目标。

3.2 完善给水泵组

对于给水泵组的完善應该先优化给水泵，当采用定速给水泵时，通过给水操作台的调节阀组进行调节，但是在机组负荷率较低时，节流损失较大，经济性较差。为了降低能耗、提高效率，采用变频调节，可以有效降低机组在低负荷时的能量损耗，从而实现节能效果。

3.3 定期清理高压管道

当高压管道内部的水呈现低温状态时，则需要大量的燃料来对管道进行加热，在加热的过程中将会产生大量的烟，所以一部分的能量会注定浪费。由此可见，水温的高低调节优化工作很有可能会对燃料是否充足有着十分密切的关系。因此，在对水温加热过程中要适当考虑燃料是否合理和适量，并对高压管进行合理的分析和管理，从而让热传递效率和汽轮机供热功率保持较为不错的水平。

3.4 密封系统优化形式

汽轮机在运行过程中，热能的损耗是不可避免的事情。所以，为了能够让汽轮机的效率达到较高的目标，就应该利用一定的方式将热能的损耗降到最低。而降低热耗的最好方式，则是让汽轮机保持一定的密封性。除此之外，还要对凝汽器和相关阀门等设备做出相应的要求。

3.5 回热加热器优化

给水回热加热是从汽轮机的某些中间级抽出部分做过功的蒸汽，送入回热加热器中加热锅炉给水的过程，与之相对应的热力循环称之为回热循环。回热加热的作用是为了提高锅炉的给水温度，使工质在锅炉内的平均吸热温度提高，提高了热经济性，并且回热抽汽没有进入凝汽器，使汽轮机的凝气流量减小，减小了冷源损失，提高了汽轮机的效率。所以回热加热器在火电发电机组中有着重要的作用。优化汽轮机的不同级别抽汽，当抽汽压力变高时，该级抽汽的能级将会更高。

3.6 控制汽轮机凝结器运行的状态

当凝结器处于理想的真实状态下时，汽轮机也能够达到最为理想的工作状态。这种情况下汽轮机运行效率会大幅度提升，而且锅炉消耗的煤量也会减少，有利于汽轮机经济效益水平的提高，对汽轮机使用寿命的延长也具有积极的意义。因此为了能够保证汽轮机凝结器具备理想的真实状态，需要做好以下几个方面的工作：首先，在汽轮机运行过程中，通常每隔十天左右要对其真实封闭性进行试验，日常运行中经常对汽轮机凝结器进行检修，看其是否存在泄漏，一旦发现封闭性达不到具体要求的情况要及时采取有效的措施加以处理。其次，经常检查射水泵的运行现状，并对射水泵水箱的水位进行观察，确保其与实际要求相符。在具体运行过程中，还要借助于自动化控制设备来对射水泵水箱内的水温进行控制，使其保持在规定的温度范围之内。最后，对于循环水的水质要进行有效控制，定期对水质进行检查，对于凝结器产生水垢时，要及时对水垢进行清理，避免水垢存在影响凝结器的运行效率。

4 汽轮机的发展趋势分析

在电力发展过程中，汽轮机在其中起到了重大的作用，且为了提升汽轮机的效率，并减少能源消耗，电力企业应该对汽轮机进行不断的改善和优化。汽轮机的发展趋势是提高效率和降低能耗，在科学技术的不断改进和发展下，技术设备也正在不断创新。虽然现阶段提高效率并降低能耗的效果并不是十分明显，但未来汽轮机转化的效率却会不断提升。如此可见，汽轮机的未来发展还是十分可期的。

5 结束语

我国社会发展带动了国民经济发展，绝大部分行业与前些年相比都有所进步，对能源的需求也呈现出几何式增长。我国能源的整体利用效率与世界先进国家相比低11%左右，而我国火电装机占比超过60%，所以如何提升电厂汽轮机效率及电厂的经济性，已经成为相关技术人员迫切需要解决的问题。

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