(宁夏国华宁东发电有限公司 宁夏回族自治区银川 750408)
摘要：为了降低电厂汽轮机运行的能耗，对给水温度、凝汽器真空状态、汽轮机运行控制方式进行了研究。分别对汽轮机运行过程中存在的问题进行了挖掘，并提出了一些解决方案，以期为宁夏国华宁东发电有限公司汽轮机运行节能降耗的发展提供参考。
关键词：节能降耗；电厂汽轮机；发电形式
引言
随着科学技术的飞速发展，各个领域逐渐向智能化方向发展，对能源的需求不断增加。虽然我国已经开发了可再生资源，并将其转化为电能使用，但这部分能源的供应仍然短缺。因此，如何节能降耗成为一个关键的研究课题。汽轮机是电厂运行中耗电量较大的设备之一，该设备的节能降耗研究具有重要意义，本文将以汽轮机运行节能问题为核心内容进行研究和分析。
1 电厂汽轮机的工作原理和运行现状
电厂汽轮机改造后采用一次性能源发电，随着科学技术的飞速发展，火力发电和水力发电的形式得到了改善。其中，火力发电的形式是利用可燃材料，通过燃烧产生蒸汽的内能，将其转化为机械能，然后进行一系列的能量转换处理，形成电能。在这一过程中，汽轮机将消耗部分能源，导致能源利用率低，对大气环境产生一定影响。 电厂汽轮机的工作原理是将蒸汽热能转化为机械工作的外燃式旋转机械，通过将蒸汽从锅炉送入汽轮机，再经过一系列环形喷嘴和动叶片，最终将蒸汽的热能转化为汽轮机转子转动的机械能。同时，汽轮机输出轴与发电机可以连接，实现发电，假设锅炉作为电厂的基本设备，汽轮机是最重要的能量转换设备，根据形式和结构的不同，可分为以下两种单级汽轮机和多级汽轮机。根据蒸汽能和机械能的换算值，又可分为转速级、冲击级和反作用级汽轮机，速度级汽轮机的工作原理是以蒸汽在喷嘴处的膨胀动能为基础，而脉冲级汽轮机的工作原理是以蒸汽在喷嘴处的膨胀速度和喷嘴流道截面面积的减小为基础。反作用级汽轮机的工作原理是根据蒸汽在动、静叶片之间的流道中膨胀，从而达到加速蒸汽流动的良好目的。此外，为了更好地提高汽轮机的性能，使其稳定运行，还应从发电的角度考虑不同汽轮机的功率容量，因为只有这样，才能为电厂选择最合适、最合适的汽轮机，从而达到以达到节能减排和提高汽轮机运行效率的目的。
2 电厂汽轮机运行能耗问题分析
2.1 给水温度未能得到有效控制
给水温度的调节对汽轮机组的运行状态有很大的影响，如果温度过低，燃气轮机燃烧消耗的燃料会增加，废气也会带走一部分热量，导致燃气轮机整体运行效率较低。如果温度过高，汽轮机运行设备将处于高温运行环境，参数超过生产运行指标，将进入危险状态，很可能引发安全事故，以解决控制问题。目前，电厂已成立供水温度检测部门，定期检查汽轮机供水问题，但这种检测方法不能实时采集供水温度信息。虽然降低了安全事故的发生频率，但并不能消除这一安全隐患。这项工作需要进一步改进。
2.2 凝汽器非真空状态影响
由于冷凝器泄漏，容器处于非真空环境中，此时凝结水中会混入一些冷却水，容易造成容器内结垢，运行时间长，缩短汽轮机使用寿命，存在较大的安全隐患。此外，冷却水水质得不到有效保证，不利于汽轮机排气，浪费部分水资源，从而增加能源消耗。在实际运行过程中，汽轮机凝汽器大部分时间处于非真空状态，其内表面覆盖着大面积的冷却水，结垢开始于1个月左右。设备连续运行3个月以上，故障频率高，引起了人们的重视。同时，实测用水量比预期高出15%，因此，目前提出的凝汽器管控方案似乎存在较大的安全风险和能耗控制问题。
2.3 汽轮机运行控制模式不完善
目前，根据发电需要，汽轮机的启动、运行、停机等控制环节直接下达控制命令，缺少预算环节和设备状态审核环节，对汽轮机的状态信息掌握不充分，导致下达的控制命令存在一定问题。
这个问题可能会增加能量损失，缩短设备的使用寿命。例如，如果没有达到预热时间，立即开启发电模式将增加能耗。如果当前汽轮机负荷不稳定，应调整设备参数而不是增加产量，否则会缩短设备的使用寿命。但目前的汽轮机运行控制方式并没有完善这部分控制内容，造成了很大的能量损失问题。
3 电厂汽轮机运行的节能降耗策略
3.1 实时调控汽轮机给水温度
针对供水控制问题，利用传感器、驱动装置等设备建立控制系统，实时采集供水温度信息，发出水温控制命令，使汽轮机给水温度保持在规定范围内，减少汽轮机运行的能源损失。在实际操作和控制中，首先设定给水温度的正常范围作为订货的主要依据。其次，搭建了系统的硬件平台，以STM32系列单片机为核心控制器，借助温度传感器采集水轮机供水温度值，通过RS232传输到中央控制中心。再次，根据正常给水温度的设定范围，确定当前温度是否超出该范围。如果超出此范围，则发出调节温度的命令，并根据当前温度进行相应的调节。如果不超过此范围，则无需发出温控命令，并保持温度判断状态。最后，根据中控中心产生的判断结果，将控制指令发送到汽轮机控制现场，由核心控制器驱动相应的装置，有效地调节给水温度，使其在短时间内达到正常范围，从而降低机组的能耗涡轮。
3.2 凝汽器维持真空状态
针对凝汽器泄漏和冷却水水质问题，必须做好监测和清洗工作，其中，监测工作是指对凝汽器容器密封状态的实时监测。通过监测工作，可以实时掌握凝汽器容器的状态，避免容器泄漏，保证凝汽器容器在真空状态下正常运行。在实际工作中，借助船舶密封监测仪器，在设备的重要位置设置监测点，通过计算机显示屏采集船舶信息并显示相关数据信息。此外，还设置了预警功能。当其中一个监测点出现异常时，系统将报警并提示容器密封异常点，为维护工作提供可靠信息。该策略的实施可以避免凝汽器泄漏，导致能耗的增加。清洗工作是指定期清洗凝汽器散热器污垢，以提高汽轮机的换热效果，达到节能的目的。在实际工作布置中，以7天为一个周期，停止设备运行，启动设备清洗模式，使用相关材料和设备，清理冷凝器内的污垢，进行清洗，检查设备各项指标是否正确，然后重新启动。
3.3 汽轮机运行开启与关闭控制命令调整建议
为延长汽轮机的使用寿命，降低能耗，对设备的启停等控制环节提出了调整建议。首先检查当前汽轮机参数是否在正常范围内，如有异常，应立即停止发电，检查设备故障，检修无误后重新启动。其次，对设备在下一个运行状态下的运行需求进行预算。通过计算当前参数与下一个运行状态的差值，结合汽轮机本身的运行参数，判断是否能满足要求，不符合要求时，根据差值计算结果调整汽轮机运行和运行参数。最后观察设备运行状态参数并计算差值，当前运行状态具备下一次运行状态过渡的条件时，可发出控制命令，以降低汽轮机的能耗，延长设备的使用寿命。
结语
本文以电厂汽轮机能耗研究与分析为主要研究对象，选取给水温度、凝汽器真空状态和汽轮机运行控制方式为主要研究指标，根据汽轮机的发电方式和工作原理，探讨了电厂汽轮机的节能问题各指标运行过程中存在的问题，并从实际运行的角度提出了一些解决方案，从而为电厂汽轮机能耗控制的发展提供参考。
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