郑黎明

（广州发展太平能源站有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

热能是经济社会发展中非常重要的资源之一，利用对小型汽轮机能量的回收，不仅可以充分运用其热能，还可以降低对其他资源的使用量。现阶段针对轴封抽汽系统所产生的热能进行回收利用，对工业节能具有重要意义。由此可见，围绕小型汽轮机轴封抽汽热能回收进行研究，可进一步促进社会可持续发展。

1 轴封抽汽系统分析

1.1 轴封系统的功能

轴封系统的主要功能是在汽轮机运行的过程中减少空气对汽缸以及蒸汽的影响，使设备能够直接回收汽轮机运行过程中的漏汽，进而利用气体的热量，使其汽化产生液体凝结水，进而将凝结水用于锅炉中，提升热量的利用质量，降低蒸汽资源的需求量。图1 为轴封系统[1]。

图1 轴封系统

1.2 系统研究

我国广东省某企业使用的是4500kW 的小型汽轮机发电组，其主要型号为B2-1.98，前轴封区域安装有两个抽汽区域。在运行的过程中，汽、油会直接通过直通的形式进入汽封区域中。在此过程中，一部分气体会在外界因素的影响下变为液体，另一部分则是直接进入空气中。其原理主要是指设备在运行的过程中抽汽系统会在高速运转的同时产生一种气流，并在遇冷的过程中汽化产生液体。与此同时，机器的荷载也会进一步上升，气阀内部的压力急剧升高。而冷凝水排水原理则是顺着路线与管道进行，若是此过程中机器出现故障，则需要从其他的通道排出[2]。

1.3 系统运行中存在的不足

汽轮机是发电企业非常重要的一种设备，它的安全、经济运行对机组的运行质量至关重要。传统的汽封抽汽系统如图2 所示，此时的蒸汽内部压力为2.4MPa，温度可以达到400℃左右。对于系统来讲，会将轴封汽封气体引入系统中，然后经过转换冷却成为凝结水，最终通过管道进入地沟中。相比于优化之后的系统，传统的汽封抽汽系统能源消耗严重，此种系统不仅会使用大量的能源，还会在运行的过程中出现大量的噪音。现阶段，由于油的价格持续上升，蒸汽的价格也进一步增加。因此对于发电企业来讲，必须要科学的拓展新形式才能够满足实际需要，为此技术人员认为需要对原有的轴封抽汽系统加以完善。

图2 汽封抽汽系统优化之前的运行流程

2 轴封抽汽系统的热能再利用

轴封抽汽系统的热能回收是有效降低资源浪费的重要形式，改造之后的系统运行可以降低经济成本，运用能源再利用的形式确保企业的经济效益。在技术优化的过程中，工作人员对传统的抽汽器进行了结构的改造，使其成为可以回收能源的水汽引射器。此种仪器可以降低资源的运用，其运行过程中所产生的凝结水可以直接使用于锅炉中，图3 为改造之后的汽封抽汽系统[2]。

图3 改造后的汽封抽汽系统

2.1 水汽引射器

汽轮机的水汽引射器在优化之后主要呈现以下3种特性：首先，抽汽的真空度可以满足轴封换热器的实际需求；其次，抽气量以及抽汽速度更加高效，且抽出的气体主要为不同气体的混合物；最后，传统的仪器中的蒸汽运行会造成一定的蒸汽损失，因此会造成部分能量浪费，而优化之后的水汽引射器则可以降低蒸汽的损耗，可有效确保企业的经济效益。

水汽引射器的动力资源主要为水资源，且整个运行过程中不需要运用到其他系统的辅助，整体结构较为简单，可以满足运行需求。在结构上主要是混合室、扩散管以及入水口等。水在经过喷嘴的过程中会增加压力高频射出，并在系统的作用下形成真空状态，最终将轴封换热器中的多种气体引入混合室中。此时，气流处于高压状态，在压力的作用下真空软化水会进入锅炉的疏水箱，进而降低锅炉对蒸汽的需求量。优化后的水汽引射器中的软化水主要被应用在锅炉运行中。在经过喷嘴处理的过程中，水的压力为0.45MPa，而在仪器引射的影响下，则会产生10kPa 以下的负压。与此同时，为了能够确保系统运行的质量可以满足预期的需求，技术人员在水汽抽汽器的入口区域增加了阀门的安装，使其可以确保运行质量，表1 为水汽引射器参数数据。

表1 水汽引射器参数数据

2.2 回收凝结水

回收凝结水的过程中主要使用到的零件为集水箱、回收管、控制管道等，其中回收管的质量直接会影响后续的回收效果。在具体工作中，发电厂通常会使用小型回收泵，这种设备的体积更小，可以有效地确保回收质量以及效率。在运行的过程中，系统会自动在回收泵中增加空气，并在空气的影响下使其可以液化为水。此过程完全是物理变化，无须使用任何外在因素，因此不会使用电力等资源。此外，汽化之后的液体温度相较于离心泵更高，不会受外界因素的影响，可以直接进行回收[3]。

2.3 优化后的效果分析

此种设备的优化与完善，可以在系统运行的过程中降低对电力的需求，只需要在压力的影响下便可以确保回收质量以及效率。相比于传统的系统运行来讲，换热器的压力极限可以达到10kPa 左右。在运行的过程中，气管周围会出现部分的液体，且汽轮机以及水汽引射器均能够满足实际需要。在优化完后，汽体的蒸发量明显减少，不仅降低了运行过程中的噪音，也保障了资源的回收率。与此同时，在冷凝装置改造完成之后，原有的U 型管道中添加了闭关阀，在打开状态下，凝结之后的液体可以直接进入除氧器中，进而控制锅炉的能源利用量，确保可以帮助企业降低经济浪费。

2.4 经济效益与环境效益分析

系统优化过后，结合数据分析结果来看，回收系统在运行的过程中可以回收大量的蒸汽，而热能的再利用则能够降低锅炉对蒸汽的需求，每年可以节约大量的能源。与此同时，利用热能回收系统的优化与技术完善，蒸汽的回收质量会进一步增加，不仅可以降低能源的损耗，还可以净化发电厂的环境，降低对空气的污染，满足绿色生产的需要。

3 技术优化思考

3.1 技术优化之后运行分析

3.1.1 技改后的运行方式

在联合循环小机组运行的过程中，可以在水汽引射机器的帮助下将轴封中的漏汽进行引射，进而使汽轮机运行过程中的热量可以转换为加热锅炉所使用的软化水。在汽轮机运行的过程中，随着汽轮机负荷的逐渐提升，水汽引射器的阀门也会随之改变，会将水汽直接引入引射器中。与此同时若是轴封转换器存在意外情况，系统则会直接使用阀门进行操作。在正常运行的情况下，关闭U 型管中的阀门则可以快速将漏气转换为冷凝水，并运用管道引导进入至集水箱，经过缓冲之后直接进入最终的热能回收装置，并在压缩空气的影响下，完成系统的运行。在具体工作中，若是仪器以及回收装置出现故障难以运行，则可以利用阀门的控制完成操作。

3.1.2 运行效果研究

在汽轮机运行的过程中，水汽引射器会增加水压，并将轴封换热装置调整为负压状态10kPa 左右。研究人员利用分析汽轮机系统运行优化情况，最终认为此技术的运行数据与系统运行需求相一致，说明优化之后的水汽引射器可以满足系统需求。利用此种形式可降低锅炉对蒸汽的需要，可以在能源循环利用的基础上降低噪音的产生。与此同时，备用系统中的水汽引射器也可以确保在仪器故障发生时不会影响整体的系统运行质量。软化水的回收装置最好的压力状态为0.5MPa，此时U 型管内部的阀门处于关闭状态，轴封换热器会直接将软化水输送至除氧器，进而降低能源的损耗。对于系统运行的优化来讲，优化前的设备运行为进汽1.72t/d，轴封汽体：6.82t/d。然而在优化系统之后，在运行的过程中能够降低大量的蒸汽需求，按照市场价格每吨蒸汽359.48 元的单价进行计算，在技术优化之后发电厂每年在此方面的成本费用可以减少110.4万元左右。而技术完善过程中所花费的全部费用大约为15 万元，因此从经济效益来看，此技术可以帮助发电厂在增强热能运用的同时，减少相关成本[4]。

3.2 未来发展思考

现阶段，在发电厂运行的过程中热能的利用效率整体偏低，原有系统的利用率甚至仅仅维持在30%左右，因此为了能够进一步降低能源的损失，工作人员需要尽可能地提升资源的循环利用质量，降低经济损失。因此必须要在此基础上加大新技术的运用，包括热量回收技术等，此技术的使用可以利用高速机器的运转，形成压力激波，使汽轮机能够直接排出多余的气体。此外，在其他技术研发的过程中，要求技术人员应该加大对以下几种原则的重视：①方案简便，操作难度小。②结构稳定，便于后期的维修。此外，在进行设备改造或者研究时，需要尽可能地降低成本，确保企业的经济效益。与此同时，最为重要的一点便是在改造的过程中确保设备、装置运行的安全性与稳定性，确保汽轮机可以满足实际需要。现阶段，对于小型汽轮机轴封抽汽系统来讲，还有很大的优化区域，因此要加大对新技术的使用，持续性的对技术进行优化。总而言之，热能的回收对于发电厂来讲十分重要，不仅能够提升漏气的使用效率，还可以减少蒸汽的使用需求。因此发电厂应积极的进行设备优化，提升热能的利用率，优化系统的运行质量，为发电企业的长远健康发展创造良好的条件[5]。

4 结语

综上所述，小型汽轮机轴封抽汽系统的热能回收是现阶段能源回收中非常重要的一种，不仅可以代替其他能源的使用，还可以降低企业的成本，为发电厂以及相关企业创造更多的价值。因此在未来，工作人员应该进一步加大对新技术的运用，使系统能够提升热能回收效率，确保在运行的过程中不会出现意外，以此为相关行业的长远健康发展奠定良好的基础。