国家电投集团协鑫滨海发电有限公司 陈 进 王士学

火力发电厂是属于我国重要的电能供应基地，但是当前的火力发电厂在运行时，主要以火力发电为主，通过消耗煤炭资源来获的电力能源。而煤炭资源的不可再生性和高污染性也决定了其应用成本比较高的特点，长此以往，会影响我国的环境。为此，火力发电厂需要对汽轮机组设备进行节能降耗，这样既有利于发电厂的发展，同时也是环境保护的一项重要举措。火电厂汽轮机组的能耗量巨大，帮助其实现节能降耗有利于节省大量的资源[1]。

1 火力发电厂汽轮机组的耗能因素

1.1 气缸效率

在火力发电企业涡轮组的运用过程中，产生功耗较高的最主要因素一方面就是由于气缸效能未完善而导致的。首先，在火力发电企业的涡轮组件采购发展阶段，由于火力发电机采购人对涡轮组的结构了解不够，使得所采购的涡轮组件产品质量并不能适应火力发电厂的实际需要，为涡轮组件的后期应用过程中埋下了一定的隐患；然后，在涡轮组件的装配过程中，因为装配人员的技术训练不足，以及违规操作情况频繁，导致了火力发电企业涡轮组件的运行效能与实际设计效果相悖；最后，由于火力发电厂没有专门的设备维修技术人员，导致火力发电厂汽轮机组件在长时间运转过程中，设计性能持续降低，实际运转效能也逐渐下降。

1.2 通流性

火力发电厂传统汽轮发动机组长期运行管理过程中，其内部通流性好坏是直接影响电机功率低下大小的一个关键因素。一旦传统汽轮发电机组的内部通流性能不佳，在将来就会直接造成传统时代汽轮发电机组的每台蒸汽涡轮做功时的总输出功率降低，不但直接影响传统发电利用能源的综合生产效率，甚至还会直接导致传统发电燃料的无端使用浪费，严重影响了传统时代火力发电厂的经济长期健康发展[2]。首先，由于现代科学发电技术的发展日新月异，传统时代汽轮发电机组的内部通流性能，已无法充分满足新时代人类对电能的供给需要，导致了传统时代火力发电厂长期经营管理成本的大幅提高；其次，传统火力发电厂对传统时代汽轮发电机组的内部通流的特点缺乏足够的了解，而且技术人员在平时的经营管理工作中也缺乏严格规范的工作制度指导；最后，由于火力发电厂对传统汽轮发电机组的日常维修保养等管理工作并没有重视，使得传统汽轮发电机组在长时间工作运行中，内部成分产生了大量的物理化学杂质，从而导致了传统汽轮发电机组内部热通流性能的显著降低。

1.3 轮机主蒸汽压力和温度

火力发电场中的汽轮机在设计与运行过程中，主蒸汽的压力和温度是两个最重要的参数。在实际的运行中，主蒸汽温度与压力出现变化时，也会对整个发电机组的经济性与安全性产生一定的影响。例如，当机组处于主蒸汽温度不变，压力降低的工况时，会导致：第一，汽轮机可用焓减少，耗汽量增加，出力不足，热经济性下降；第二，对于需要抽气供给的小汽轮机与除氧器而言，由于主蒸汽压力过低。会使抽气压力下降，使得小汽轮机与除氧器都无法正常运行[3]。

2 火力发电厂汽轮机能耗高的原因

2.1 凝汽器出现问题

凝汽器在汽轮发电机组中起着非常重要的作用和地位。如果凝汽器在实际工作过程中出现问题，将对机组的运行效率和能耗产生非常明显的影响。在正常情况下，可能出现的问题如下。首先，冷却水水质不好，混有许多杂质，容易造成凝汽器钢管壁结垢，对汽轮机排汽换热运行效率影响很大。其次，用水量很大。发电机组约90%的用水量发生在冷却塔中。这些水蒸发后会带走很多热量。这些能源和资源将被浪费，这种情况非常严重。再次，冷凝器会泄漏。如果凝汽器发生泄漏，将导致大量冷却水进入锅炉，造成水质差，汽水水质达不到相关标准。此外，它还会增加酸度并超过盐标准。同时，如果调节阀和自动阀产生严重的水垢，也会卡住，导致机组超速。

2.2 汽轮机本身的问题

汽轮机本身的散热问题也可能会直接增加机组能耗，如果各级大气缸能耗无法同时达到内部热效率的规定标准，特别是对低压大气环境下这种情况非常明显，汽轮机组在通流的运行过程中，果如额定压力参数值和通流温度比较高，平衡盘的主轴端以及各级汽缸通汽孔的情况不好，使整个机组在额定压力参数的通流条件下热处理耗能远远的要高于实际设计的数值，这也就直接造成了一些汽轮发电机缸体内效率非常低下，严重的会影响整个机组的实际能耗平衡情况[4]。

2.3 运行方面

在火力发电厂汽轮机组运行过程中，如果没有及时采取有效的控制措施，会使真空泵冷却水的温度偏高，进而导致凝汽器真空过高；若机组的开始与关闭过程中耗时较长，或者处理不当，就会出现跳闸或者开停机难以得到有效控制的情况；机组运行中若调整不当，就会致使各种仪器的运行参数和实际生产中产生的负荷量不相匹配；在实际的生产作业中没有采用现代化的技术。上述这些原因，都会导致火力发电厂汽轮机组运行过程中产生较大的能量消耗[5]。

3 1000MW 火力发电厂汽轮机节能降耗的有效措施

3.1 汽轮机组本体优化措施

首先，电力厂的技术人员在安装电气设备的时候，要保证安装质量。尤其特别是在传统的汽轮机组安装中，要对通流部分的间隙安装严格控制，同时在汽轮机组件的操作与检测流程中，也一定要根据相应的检测指标加以重点的检查和合理的调节。其次，就是重新更换汽轮机组的叶片或者进行适当的优化。此外，为达到热效率的提高还需要尽量的减少在涡轮组运转中的二次流损失，还必须对传统的叶子重复更换装置以及通过新型高效自动阻尼变速机构末轮截面型和末轮扭曲式的长方形替换叶子重复更换装置进行了重新安装更换，同时还必须通过传统的整圈自锁阻尼型长叶长来替代原先的低压式磁末级拉筋式叶子，这样就大大的提高了末级叶子的操作稳定性。最后，对各级高压汽封叶片动叶形成结构设计方法进行大幅程度改进。除了能够对原有的高压叶片顶端二齿平汽封形加以改进，从而减少了对漏气的损失程度外，还能够对低压末级和次末级的叶片顶端增加汽封，进而降低了叶片顶部间隔和漏汽率，提高了各级效果。

3.2 对汽轮机进行节能降耗的技术改造

对汽轮机的技术改造，可以在条件许可时期实施。目的是为了在对汽轮机性能有足够的技术支持和了解的前提下，能够大幅度提高汽轮机的工作效能，从而实现节能降耗的效果，并且可以降低产生热能的成本[6]。改造的最主要工作目标是凝汽器，而凝汽器也是目前最能掌握汽轮机运转经济效益和安全的主要控制元件。其次，一旦对汽轮机通流部分的动态和静态释放方式调节适当，将会对汽轮机的通流效果产生很大影响。而一旦汽封泄放调节方式不合理或汽封类型选用错误，将造成巨大蒸汽泄露，从而大大降低了汽轮机的通过效果。例如，采用先进技术后，汽轮机组的热耗将显著降低。对于长期运行的机组，可在完整演示的基础上进行流道改造。

3.3 保持凝汽器的最佳真空状态

降低了对凝汽器的热处理负荷。第一，可以将整个表面式排汽加热器直接加设到整个排气加热缸喉的下部以及整个凝汽器缸体上部之间，由此将整个表面式排气加热器的两个入口供水位置和整个工业用的水处理系统充分紧密链接到一起来，其中的出口供水位置与饮用化学品的供水系统充分链接，从而大大程度提升了供热效率，降低了对凝汽器的热处理负荷。第二，可以将喉头进行空气雾化后的空气喷头直接地安装到位于喉部混合凝汽器上的风机喉部，在喉头进行空气雾化时将该喷头通过热凝汽蒸气进行传输，这种输送方式直接可以吸收由于喉部有热蒸汽的空气在喉部凝结和经过加热之后其所蒸发产生的混合式凝汽，从而可以有较高效率地大大降低由于喉部混合凝汽器的热蒸气传输系统负荷。而在利用空气净化整改处理中心则同样需要因地制宜，根据不同空气设备的真空性能设计要求和不同使用环境条件等也可以同时选择不同的空气整改处理做法。不断提升利用空气整改真空系统的严密性。真空系统的严密可靠性及其保护工作是十分重要的，关乎企业真空传动系统温度能否长期维持在一个稳定的温度数值内，尽量能够做到丝毫漏气不漏，这就非常要求企业相关抽气检修保养人员需要定期检查一下真空传动系统和抽气凝汽器之间是否没有发生漏气泄露，一旦泄漏出现就必须尽快进行解决。其次，在日常的抽气检修保养维护中，还需要特别注意检查抽气器的进水喷嘴位置是否在正常状态工作，要根据实际使用情况及时重新调整抽气压力表的数值，并且严格定期检验抽气阀门部件是否松动。降低出口冷却时的水温。在进口汽轮机中，存在着一个封闭的循环系统，这个循环系统长期处于完全或半封闭的运行状态，因此不会直接受到任何外界环境因素的直接干扰。但是这个完全封闭的循环系统其实际运行状况可能会直接严重影响出口冷却时的水温。假如这个循环系统前期发生了一些异常情况，那么由于出口冷却温度的直接提升很快就有可能直接造成进口冷却水温效果的直接丢失[7]。所以，定期的进行检查和及时维护处理是非常十分有必要的。及时检查记录各个操作部位的正常工作运行状态，并且定期进行检查记录和及时的维护处理。

3.4 冷却面的清洗

汽轮机组运行中，一旦凝汽器的冷却面上有大量的污物，热阻就会明显增加，对汽轮组的运转带来了负面影响。所以，认真清洗冷却表面，可使用酸洗和干洗二种方式来完成。在采用酸洗方式时，首先使用百分之五含量的氨基磺酸水溶液酸洗剂，随后再加入适量地银、酸缓释剂与氢氟酸水溶液等，以保证清洗水流处于四十摄氏度的高温状态，对水流速率加以合理地调节，再经过循环清洗后，根据清洁程度检测标准，对水酸度大小加以科学调节，进而反清洗使用高位冷却塔中进水。同样，将除氧器的专用温水垂直灌入凝汽器中，再经过风机加温把冷却管内层空气吹干，以硬化冷却水面上污物，随后再使用冷水进行多次冲刷，以有效地消除冷却器表面上污物。但一旦在凝汽器冷却器面上产生了污物，将会造成无法达到正常的工作参数。在冷却器表面上早期产生污物后，采用干洗法清洁冷却器表面[8]。

综上所述，由于我国的供电系统主要是依靠发电机组进行发电而产生电能，可以说电能是人们赖以生存的能源之一。所以，火力发电厂能否持续不断的供电将会影响社会的稳定发展。汽轮机组作为发电厂中比较重要的设备，对改机组进行能耗控制吗，就可以对火电厂在生产过程中的节能降耗、经济运行和成本得到有效的控制。因此，电力生产技术人员要不断提高汽轮机的运行效率，从而实现节能减排和可持续发展，并对汽轮机组进节能降耗的改造，相关人员一定要不断总结实际工作中的经验，增强节能减排的环保意识，提高环保技术的应用水平。只有这样，汽轮机组才能完美地降低能耗。相信在未来，随着科技的发展，技术人员需要不断优化和改进汽轮机组的设备可以有效地提高汽轮机组的性能。