陸福

（華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠，海南 東方572600）

1 引言

在節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，如何改進汽輪機組實現(xiàn)節(jié)能減排是每個發(fā)電廠都面臨的問題，這既是機遇，同樣也是挑戰(zhàn)，在電力市場競爭越來越激烈的今天，高效發(fā)電已經(jīng)成為困擾發(fā)電廠的一個難題，所以對汽輪機組進行改進已經(jīng)成為一個刻不容緩的課題，誰在這一點上領(lǐng)先一步，誰就可能占有更大的市場。

2 發(fā)電廠汽輪機的概述及工作原理

汽輪機是一種借助蒸汽熱能做工的機械，其是利用沖動作用和反應作用的原理。將來自鍋爐的具有一定溫度、壓力的蒸汽經(jīng)主汽閥和調(diào)節(jié)汽閥進入汽輪機內(nèi)，依次經(jīng)過一系列環(huán)形安裝的噴嘴柵和動葉柵而膨脹做功，將其熱能轉(zhuǎn)換成推動汽輪機轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的機械能，通過聯(lián)軸器驅(qū)動發(fā)電機發(fā)電。膨脹做功后的蒸汽由汽輪機排汽部分排出，排汽至凝汽器凝結(jié)成水，再送至加熱器、經(jīng)給水送往鍋爐加熱成蒸汽，如此循環(huán)，也就是蒸汽的熱能在噴嘴柵中首先轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，然后在動葉柵中再使這部分動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。

3 發(fā)電廠汽輪機能耗原因

3.1 汽壓和溫度

發(fā)電機的電能，轉(zhuǎn)化原理就是蒸汽在汽輪機的動葉中膨脹，產(chǎn)生推動汽輪機帶動發(fā)電機高速旋轉(zhuǎn)的動能，汽輪機做功能力的大小取決于進入汽輪機的蒸汽焓和進入凝汽器的排汽焓的差值。一般來說，機組的排汽壓力和溫度決定了排汽焓的大小；而汽輪機的進汽壓力和進汽溫度越高，進汽焓越高，則汽輪機帶著發(fā)電機的做功（轉(zhuǎn)化為電能）越多，發(fā)電量越多。而與之相對的進汽溫度和壓力低則會使蒸汽焓降減小，單位發(fā)電量的汽耗增加，影響汽輪機工作效率。進汽溫度低甚至還會致使蒸汽機后面幾級葉片發(fā)生水蝕，縮短機組的使用壽命。

3.2 凝汽器冷凝系統(tǒng)結(jié)垢或者循環(huán)水不足

凝汽器在生產(chǎn)過程中主要的工作部分是冷凝管，而循環(huán)水的水質(zhì)不高會使汽輪機組在工作的過程中沉積一層厚厚的污垢，這會減少冷凝管內(nèi)部的流通面積，導致冷凝管的冷卻效果下降，汽輪機的排汽壓力上升，排汽壓力上升最終導致汽輪機效率下降。甚至當排汽壓力達到一定的極限后，整個機組就需要被迫停機處理。本廠對于循環(huán)水采用的方法為一臺機組兩臺循環(huán)泵，使用海水進行冷卻。導致汽輪機組冷凝問題的原因有很多，如循環(huán)水中斷或不足，海水水位變低，海水溫度變高，海水的海藻、微生物多等[1]。

3.3 真空系統(tǒng)密封性不夠

對于汽輪機來說，真空系統(tǒng)的密封性也是影響其工作效率的一大問題，真空下降會使蒸汽做功能力下降，蒸汽流量增加，致使葉片過負荷；真空下降，會令機組軸向推力增大，導致機組軸向位移增大，嚴重時候甚至會造成推力瓦過負荷，導致推力軸承溫度升高甚至燒毀。真空下降不僅會增大能源的消耗，增加運行成本，也有可能會造成排汽缸等部件變形，進而影響到整個汽輪機組的安全。真空下降的原因有很多，如凝汽器冷卻水較少或中斷，凝汽器水室有空氣積存，熱水井水位升高淹沒凝汽器抽氣口，軸封系統(tǒng)、真空泵運行不正常，以及最關(guān)鍵的真空系統(tǒng)泄漏等。

4 解決方法

4.1 優(yōu)化汽輪機運行汽溫

假設汽輪機在進汽壓力不變的情況下，進汽溫度越高，汽輪機的進汽的焓值也就越大，汽輪機的工作效率也就越高。當然，進汽溫度不可能無限度提高，過高的進汽溫度會造成極大的安全隱患，甚至可能會損壞設備，所以進汽溫度不能超過汽輪機設計所允許的最高溫度。而在直流爐運行過程中，其主蒸汽溫度控制往往是通過水煤比進行粗調(diào)、減溫水進行；再熱蒸汽的控制中往往采用煙氣擋板控制。因此，機爐協(xié)調(diào)的好壞，減溫水的自動調(diào)節(jié)特性、再熱煙氣擋板自動調(diào)節(jié)特性的好壞，直接影響了汽輪機的進汽溫度，進而影響到汽輪機的工作效率。優(yōu)化機爐間的協(xié)調(diào)，優(yōu)化減溫水調(diào)節(jié)曲線、煙氣擋板調(diào)節(jié)曲線，正常運行中維持主、再熱蒸汽額定參數(shù)運行，才能保證汽輪機組較高的工作效率。

4.2 定期清洗冷凝管

對于如何降低汽輪機的排汽壓力，首先要定期清洗冷凝管，以減少其內(nèi)污垢的堆積情況，以此來提高能量的交換速度，減少能量交換過程中不必要的消耗；其次保證循環(huán)水的供給和提高循環(huán)水的水質(zhì)，循環(huán)水是影響汽輪機冷凝效果的重要原因，保證循環(huán)水的供應能在一定程度上保證汽輪機的工作效率。

4.3 凝汽器的真空狀態(tài)

凝汽器的真空狀態(tài)會影響排汽的效果，而如何才能確認凝汽器的真空狀態(tài)？這就需要安排專業(yè)人員定期對凝汽器的各個部件的封閉性進行監(jiān)測，保證各個部件的密封性都處于最佳狀態(tài)，保證冷卻水的供應不間斷，確認凝汽器水室內(nèi)部是否有空氣積存，還要控制熱水井水位不至太高，保證軸封系統(tǒng)、真空泵運行正常。這樣才能避免凝汽器在工作狀態(tài)中出現(xiàn)真空下降的情況，當然，如果在凝汽器工作過程中，真空狀態(tài)出現(xiàn)了下降的情況，就需要馬上進行處理，減少額外的能源消耗。