甄治周
国能粤电台山发电有限公司 广东台山 529228
摘要：随着我国能源结构的调整进程不断深入，以及清洁能源技术的不断推广，国家对节能减排的要求也不断提高，火电厂作为我国最重要的能源供给单位，在生产电能的过程中同样需要考虑节能问题。火电厂所用能源是煤炭，为了减少火电厂的资源成本，必须对汽轮机采取节能降耗措施。本文首先介绍了火电厂汽轮机组节能的影响因素，然后提出了火力发电厂汽轮机组降耗对策，为火电厂节能降耗提供了理论基础，具有一定的参考借鉴价值。
关键词：火电厂；汽轮机；能耗因素；优化策略
火力发电的工艺流程较为复杂，其中涉及多个重要的环节，也需要多种类型的生产设备配合协调，共同完成生产任务，其中汽轮机是整个生产流程中最关键的动力设备之一，同时也是能耗最严重的环节，因此该设备的合理调节成为火电厂节能减耗研究工作的重点。做好汽轮机的节能减耗工作，不仅可以显著降低火电厂生产过程的能耗比，同时也可极大地减轻该类企业对周边环境的污染压力，真正实现可持续性发展。
一、火电厂汽轮机的工作原理和运行现状
火电是传统的生产方式，也是当前我国最主要的能源产出形式，火电厂对技术要求非常高，整个运行过程中，需要各种设备相互配合，才能形成有效的运行，保证良好的供电用电质量。火电厂中的汽轮机是最核心的设备，在运行中起到重要的作用，汽轮机工作原理较为复杂，主要是通过燃烧产生大量的蒸汽热能，通过对热能的进一步转化，把来自锅炉的大部分蒸汽送入汽轮机内部，经过一系列环形配置喷嘴和动叶，最后再把蒸汽热能转化为汽轮机转子旋转机械能，这是一个复杂的运行过程，任何一个环节出现问题，均会影响到发电质量，汽轮机输出轴和发电机连接在一起，这样不断转化，就可以实现持续性的发电。火电发电厂中的锅炉是最为基础的设备，汽轮机是最重要的能量转换设备。汽轮机根据形式结构的差异，分为单级汽轮机和多级汽轮机两种，根据蒸汽能量与机械能转换值分为速度级机、冲动级机和反动级机。不同的级配有不同的工作原理，速度级汽轮机主要是根据蒸汽喷嘴处膨胀动能情况来运行，冲动级汽轮机是通过蒸汽在喷嘴处膨胀速度以及减少喷嘴流道截面积来运行，反动级汽轮机通过蒸汽在动静两叶之间流道中膨胀来运行。
二、火电厂汽轮机组节能影响因素
2.1汽轮机组的通流性能
火电厂汽轮机组节能的一个重要影响因素就是汽轮机组的通流性能，要减少火电厂汽轮机组的耗能就要改善汽轮机组的通流性能。从理论上对汽轮机组通流性的改善主要通过以下两个方面，做到以下两个方面就可以提高缸内的工作效率，然后达到节能降耗的最终目的，首先是增加汽轮机组的进气流量；再则就是扩大机组内部的面积。
2.2汽轮机的基本缸效率
我国目前大多数火电厂所使用的汽轮机组与国外先进技术相比还相对落后一些，主要的原因是国内火电厂现存设备自身的问题，比如：设备本身的质量问题、安装设备时操作不当而引发的一系列后续问题或者设备后续的维修不及时等问题，这就导致了汽轮机的基本缸效率低下。除此之外，在汽轮机的使用过程中，由于操作不当也会增加汽轮机组的所消耗的能源，进而增加火电厂的运行成本。
2.3主蒸汽的压力
汽轮机组的主蒸汽的压力也是影响汽轮机组节能的一个重要原因。主蒸汽的压力大小、燃烧调整程度、主蒸汽调整程度都会影响汽轮机的工作效率，进而影响汽轮机组的整体工作效率。因此，调整主蒸汽的压力也可以在一定程度上帮助节能降耗。
2.4主蒸汽的温度
主蒸汽的温度也会在一定程度上影响汽轮机组的工作效率，主蒸汽的温度由燃料的燃烧充分程度、吹入空气量的多少以及喷水量的多少来决定。
假如煤炭燃烧不充分，主蒸汽的温度就会过低，这就导致了汽轮机组热损耗过大，直接影响了汽轮机组的工作效率。
2.5出力系数
汽轮机运行效率还有一个影响因素就是出力系数，出力系数就是给定时间内机组降低出力等效停运小时与该给定时间比值的百分数。出力系数的高低直接影响力机组的运行效率。具体表现为：如果出力系数较低会导致机组运作状况变差，进而提高机组消耗能源速度。影响出力系数的因素主要包含以下三点：首先就是电力负荷波动大；其次就是波峰以及波谷之间差距过大，这就导致了机组调峰频率的加快；最后就是机组调峰的频率太快会影响机组的运行效率。
三、关于汽轮机节能降耗的优化措施
3.1合理设定操作工序，对设备的启停环节进行优化
一般情况下，启动汽轮机需要的冷态气压值为:2.5～3.0MPa，而启动温度一般介于270～300℃之间；凝结器内真空压力的波动区间为-50KPa～40KPa。在汽轮机进入正式启动之间，需要经过预热环节的操作来提升汽缸内温度，而此过程也是整个生产工序中能耗最高的环节之一，因此，科学合理地安排汽轮机的启停时机，可以对系统能耗起到直接的优化作用。根据经验分析，汽轮机停机操作基本发生在检修期间，因此在该阶段需要相关人员严格遵循检修制度，把控检修质量，确保排查所有潜在的故障隐患，提高汽轮机的持续运行周期。
3.2合理配置参数，对热力系统运行状态进行优化
对于任何工艺设备而言，其合理的参数配置都将显著提高该设备的运行表现，汽轮机热力系统同样需要在该环节进行科学的优化，借助各种监测工具，以及长期的实践经验，实现最佳的参数组合，不仅可以提高汽轮机的整体性能，还可有效减少能量的额外消耗，提高整体的节能效果。为了实现这一目标，操作与运维人员需要灵活根据热力系统的位置以及管道走向进行优化与调整，确保将热能损耗降低至最低水平；优化中压外下缸以及高压外下缸的疏水系统和高加疏水方式，确定最佳的参数组合。
3.3合理规划操作机制，对凝汽器的运行状态进行优化
保证凝汽器实现最佳真空状态，不仅能够促使电厂汽轮机机组的出力度，同时能够有效控制燃料消耗。可从以下几个方面进行改善：定期检测凝汽器喉部以下位置，确保系统的封闭性能；采用自动化的监控方法，实现对凝汽器的实施控制，并采取自适应的动态调控策略，根据当前的运行水位和水温进行灵活的调整，确保水位处于正常范围之内，水温维持在26℃左右；循环冷却水对于凝汽器的能耗水平影响巨大，因此需要对该系统进行定期检测，保障其能够为系统的换热提供充足可靠的冷却用水。
3.4动态调节汽轮机运行
水温火电厂汽轮机的运行需要满足一定的水温条件，而燃料的投放量同样受到的当前水温的影响。尤其当水温较低时，会明显增加系统的能耗，这也会带来额外的烟气排放量，在拉低了机组运行效率的同时，也增大了环境污染压力。因此，将水温控制在合理的范围内，对于汽轮机的高效运转至关重要。同时，必须将汽轮机加热器水位控制在预定范围之内，加热器在水位正常的情况下可为设备安全运行提供保障，因此需要对该设备的管道进行定期检查，排查可能出现的漏电情况，保障设备的密封性能。
四、结束语
火电厂中汽轮机良好运行是稳定的基础，只有全面提高生产质量，建立起以节能减排、保护环境为理念的创新工作思路，才能全面进行设备优化，从而不断提高我国火电厂汽轮机运行效率，达到节能减排目标，保证火电厂长远持续发展。
参考文献：
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[2]咸凤萍，他国山.火电厂汽轮机的优化运行策略探讨[J].电子世界，2017（20）：58-59.