武勇，關志成

（內(nèi)蒙古自治區(qū)北方聯(lián)合電力達拉特發(fā)電廠，內(nèi)蒙古 鄂爾多斯 014300）

自從美國科學家愛迪生于1879 年發(fā)明了世界上第一盞實用的白熾燈泡開始，各地電廠迅速發(fā)展起來。人類社會進入了電器化時代，電力能源是人類日常生活中不可或缺的重要能源。在一般的熱電廠中，汽輪機是其重要的機械設備，汽輪機通過燃燒能源物質產(chǎn)生的蒸汽為動力，將其轉化為電能。但是，汽輪機在產(chǎn)生電能的過程中會造成能源損耗和環(huán)境污染等問題，已經(jīng)成為社會發(fā)展中急需解決的問題。

1 電廠汽輪機結構組成及其工作原理

一般火力發(fā)電廠中使用的汽輪機也稱蒸汽透平發(fā)動機，是一種旋轉式蒸汽動力裝置，高溫高壓蒸汽穿過固定噴嘴成為加速的氣流后噴射到葉片上，使裝有葉片排的轉子旋轉，同時對外做功，具有單機功率大、效率高、壽命長等優(yōu)點。汽輪機的本體結構分為固定部分和轉動部分兩大類。其中，固定部分包括氣缸、滑銷系統(tǒng)、隔板、噴嘴、汽封、軸承等一些固定零部件；轉動部分主要包括主軸、葉輪、葉片、拉筋、圍帶等緊固件。汽輪機的工作原理是將蒸汽熱能轉化為機械功的外燃回轉式機械，將來自鍋爐的蒸汽進入汽輪機后，依次經(jīng)過一系列環(huán)形配置的噴嘴和動葉，將蒸汽的熱能轉化為汽輪機轉子旋轉的機械能。蒸汽在汽輪機中，以不同方式進行能量轉換，便構成了不同工作原理的汽輪機。同時，汽輪機除了本體結構外，還包括蒸汽系統(tǒng)設備、凝結水系統(tǒng)設備、給水系統(tǒng)等其他輔助設備裝置，共同組建成為電廠的發(fā)電單元。

2 電廠汽輪機節(jié)能技術的應用

2.1 汽輪機在運行過程中的能耗因素

汽輪機作為電廠發(fā)電的主要機械設備，往往消耗大量的能源物質才能產(chǎn)生所需要的電力能源，其能量的轉化效率較低，這主要受制于汽輪機技術方面的原因。目前，國內(nèi)的汽輪機的技術與世界先進水平還存在著一定差距，汽輪機的技術革新進展較為緩慢，這直接導致了國內(nèi)電廠使用的汽輪機運行效率低下，能耗居高不下；汽輪機運行負荷不受重視，導致汽輪機運行參數(shù)不足，進而增加能源的消耗；汽輪機在運行過程中，真空泵也是制約能耗的元素之一，當真空泵的溫度過高時，造成冷凝器的真空度增加，熱力循環(huán)系統(tǒng)的工作效率降低，能耗進而隨之增加；最后，是汽輪機在啟動過程中的影響因素，主要表現(xiàn)在工作人員主要關注汽輪機啟動的快速性，而忽視了啟動的溫度因素，致使設備未在溫度要求范圍內(nèi)下的強行啟動，容易造成一些問題。

2.2 汽輪機節(jié)能技術的實施

針對上述的原因，可以從以下幾點進行汽輪機節(jié)能技術的實施。首先，加強汽輪機技術工藝的改進。電廠工作人員要增加對汽輪機技術工作的關注力度，對常規(guī)的機械設備進行優(yōu)化和改進的同時，還應該重視汽輪機的輔助設備的改良，適當?shù)赝度胍欢ǖ娜肆臀锪M行設備升級改造，例如，循環(huán)水泵，抽氣設備等，減少不必要的資源浪費；其次，依據(jù)生產(chǎn)需求，適當?shù)卣{整汽輪機的運行負荷。合理地調整汽輪機的運行負荷，不僅關系到生產(chǎn)安全問題，還關系到節(jié)能降耗的問題。汽輪機在長時間的運行過程中，自身的運行功率和狀態(tài)會發(fā)生改變，定期進行設備的運行情況檢查，調整汽輪機運行負荷，可以保證汽輪機的整體運行質量；第三，加強高壓加熱設備的維護。設備維護人員需要加強高壓加熱設備的巡檢力度，定期開展專項的設備維護檢修活動，例如加熱器鋼管是否存在跑、冒、滴、漏的現(xiàn)象；加熱器水室隔板是否完全密封等。同時，對于高壓加熱器的電路也要引起重視。在高壓加熱器長時間工作的過程中，存在電路老化的現(xiàn)象，極易造成電路短路的問題，進而影響整體熱交換效率，造成能耗上升；第四，調整汽輪機的開啟方式。汽輪機是在規(guī)定了標準氣體溫度下才能開始工作。汽輪機開啟的過程中會伴隨由熱能的損失，一般為了減少暖機時間，可以通過高開低走的方式降低主汽門蒸汽壓力，開啟真空破壞門，降低冷凝器真空度，以達到縮短開啟時間、降低能耗的目標。第五，注意汽輪機停機環(huán)節(jié)的節(jié)能技術。汽輪機在工作過程中，依據(jù)生產(chǎn)要求，需要進行停機環(huán)節(jié)。一般停機環(huán)節(jié)包括兩個參數(shù)即滑參數(shù)和定參數(shù)?；瑓?shù)下的停機可以充分利用鍋爐余熱，加速相鄰部件的冷卻作用，可以避免汽輪機汽缸溫度差異過大，對葉片起到清洗作用，停機后，汽缸溫度相對低一些，能夠及時進行檢修。因此，滑參數(shù)停機成為節(jié)能降耗的首選方式。

3 電廠汽輪機優(yōu)化改造措施

為了確保機安全生產(chǎn)，維系設備長期穩(wěn)定的工作狀態(tài)，就必須對汽輪機及其輔助設備不斷地進行優(yōu)化改造，進而全面提升汽輪機運行的有效性和節(jié)能減排的實用性。

3.1 加熱系統(tǒng)技術改造

熱力發(fā)電廠是依靠燃燒煤等來加熱給水，進而產(chǎn)生蒸汽帶動汽輪機工作，在加熱水的過程中，會有一部分熱量損失，同時給水的溫度過低時也會增加燃料的消耗量，這就要求對給水的溫度進行控制和改造。一般可以通過調整高壓加熱器的投入率進行控制。汽輪機在正常的開關過程中，是嚴格按照標準規(guī)范進行操作的，及時地增加或減少高壓加熱器。汽輪機維護工人需要及時維護設備狀態(tài)，避免不必要的能量消耗。同時，還要保持高壓加熱器水位的穩(wěn)定性，及時清理管道內(nèi)的積垢，增加熱量的傳熱效率。加強高壓加熱器的維護工作，定期檢查加熱器冷卻水等設備的氣密性，避免由于泄漏造成高壓給水無法通過冷卻水管，導致給水溫度過低而出現(xiàn)能源損失。

3.2 凝結器系統(tǒng)改造

汽輪機在工作時，依靠蒸汽做工，蒸汽壓隨之降低，降壓的過程。一般來說，壓力降得越低，蒸汽做的功就越多。這就需要凝氣器內(nèi)的壓力保持最佳的真空狀態(tài)，從而保證汽輪機做功的效率?？梢詫δ髡婵諝饷苄赃M行測試，一旦凝汽器的真空度不合格時，及時進行維護、堵漏等。再者，要定期維護抽氣設備，保證抽氣器工作水箱水溫的恒定、水位正常等。最后，要嚴格控制循環(huán)水的水質質量，避免凝汽器管道內(nèi)產(chǎn)生積垢，影響熱傳導的效率。定期對膠球清洗系統(tǒng)進行檢查，確保運轉情況和工作效率。

3.3 汽輪機開關優(yōu)化調整

在汽輪機工作過程中的開啟與關閉環(huán)節(jié)進行合理的優(yōu)化與調整，可以達到節(jié)能減排的效果、降低成本的作用。汽輪機在開啟過程中，是嚴格按照標準規(guī)定執(zhí)行的，保證各項操作在規(guī)定的時間內(nèi)完成，減少汽輪機設備不必要的運行時間，縮短機組啟動時間，進而降低成本；汽輪機在關閉的過程中，同樣具有操作節(jié)點，及時地停止循環(huán)泵，凝水泵等高耗能設備，可以開啟小冷卻水泵的方式完成對主機潤滑冷卻的效果，提前實現(xiàn)循環(huán)水泵節(jié)能的目的。

3.4 汽輪機調節(jié)系統(tǒng)的優(yōu)化改造

以透平油為工作介質，利用機械液壓方式作為傳統(tǒng)汽輪機配備的調節(jié)功能系統(tǒng)，進行汽輪機的載荷與轉速的調節(jié)。在改造優(yōu)化過程中，可以引入數(shù)字化的技術，采用數(shù)字電液調節(jié)系統(tǒng)，保證調節(jié)系統(tǒng)的靈活性，可以進行數(shù)據(jù)的采集，顯示結果直觀等特點。同時，數(shù)字化的調節(jié)系統(tǒng)具備報警、保護、超速控制、制圖輸出等功能，便于汽輪機的時時監(jiān)控，有效地提高機組的運行控制能力。

4 結語

通過對汽輪機節(jié)能技術的應用以及優(yōu)化改造等方面的分析與探索工作，揭示了汽輪機在火力發(fā)電廠中具有的重要作用和地位。在響應國家節(jié)能減排的號召下，積極探索設備的優(yōu)化升級，加強維護與監(jiān)管力度，可以有效地提升汽輪機運行功率，實現(xiàn)節(jié)能降耗，起到積極的目的，為我國電力事業(yè)發(fā)展貢獻力量。