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摘要：近年来，由于我国社会经济发展速度日益加快，各项事业的生产、发展规模也随之扩大，这直接增加了电力消耗量，使热电厂得到了长足发展。近两年，电力行业随市场经济不断深入，各企业之间竞争也日趋激烈，各热电厂开启寻求稳定效益之路。电力生产离不开汽轮机运行，但不少热电厂在汽轮机运行过程中存在较大的能源浪费情况，除增加电力生产成本外，还限制了电厂的可持续发展。由于我国现阶段正处于节能减排发展的关键时期，所以，热电厂在生产、运行过程中应认识到节能技术的重要性，通过良好应用、优化汽轮机节能技术，有效提升资源利用率。本文通过分析汽轮机运行中存在的问题，深入探讨汽轮机节能技术优化措施，从而促进电力行业稳步、健康发展。由于电能的发展势头越来越猛，已受到国家与社会的广泛关注，结合环境生态保护与资源合理利用方面目的，国家近几年已针对电力系统，提出了节能减排号召。汽轮机这一重要电力设备，其动力主要为燃烧能源物质获得蒸汽，但在产生电能过程中，造成的环境污染与能源损耗等问题，已成为当前社会发展过程中亟待解决的问题。所以，只有做好汽轮机节能技术应用与优化，才能有效提升其运行效率。随节能技术被广泛应用于热电厂中，给热电厂深化改革提供了更高要求。热电厂如果想要维持可持续发展道路，需要全面优化汽轮机节能技术。
1. 热电厂汽轮机结构、工作原理
汽轮机作为一种旋转蒸汽动力装置，就是我们常说的蒸汽透平发动机，其具有单机功率大、寿命长及效率高等优势，汽轮机通常是由固定部分与转动部分构成的，前者主要包括喷嘴、滑销系统、气缸、汽封、隔板及轴承等零部件，后者一般是由叶轮、主轴、拉筋、围带、叶片等紧固件组成的。除本体结构外，汽轮机还包括凝结水系统设备、蒸汽系统设备及给水系统等辅助设备装置，该组合能够促使热电厂正常行业曲线link industry AppraisementDOI：10.3969/j.issn.1001- 8972.2022.06.016可替代度影响力可实现度行业关联度真实度发电。汽轮机工作过程中，高温高压蒸汽经固定喷嘴，形成气流后，喷射到叶片上，一方面促使叶片排转子旋转，一方面对外做功。汽轮机的工作原理一般是指锅炉蒸汽经汽轮机环形配制喷嘴与动叶，由蒸汽热能转化成由汽轮机转子旋转的机械能。
2. 热电厂汽轮机运行过程中面临的重要问题
当前汽轮机组热耗问题已成为汽轮机运行过程中的一个主要影响因素，如常见的排汽、高中低压缸运行效率低等问题。夏季运行的汽轮机，其真空泵腐蚀风险大幅提升。电力企业作为当前能源消耗的重要企业，如果难以提升节能水平，则会限制民生发展，所以，国家已将电力企业纳入节能减排范畴。由于汽轮机冷端系统及相关设备尚不完善，易降低凝汽器真空度，使其平均值处于 91% 左右。汽轮机受回热系统及设备不完善等因素影响，会导致高、低压加热器出现水位不正常情况，受疏水管道振动、弯头破裂、吹薄等问题影响，会增加加热器上下两端差值。汽轮机热力管道疏水系统与本体设计较为庞大，仅汽轮侧疏水管道就高达 70 根，而阀门又极易发生内漏，受管径设计不合理、控制方式设计不当等因素影响，极易出现安装与设计错误。此外，由于汽轮机具有较为复杂的热力系统，受难以合理利用工质有效能、存在较多冗余系统等因素限制，极易发生内漏情况。另外，由于汽轮机热备用系统及设备通常采用连续疏水方式，不仅易增加有效能损失，还影响其自身安全性，此外，还易增加机器维修、检修费用，加大技术人员工作量。
3. 热电厂汽轮机节能技术的应用情况
3.1 在汽轮机启动环节的应用
由于汽轮机工作条件较为严格，为确保汽轮机各项技术参数符合正常运行标准，在启动阶段，一般先进行暖机处理，从而确保汽轮机能够高效、安全运行。首先，处于预热环节的汽轮机，需有效监控主汽温度，待主汽温度满足汽轮机正常运行条件，再停止预热，从而减少因预热时间过长，出现蒸汽能源浪费情况。此外，为减少蒸汽浪费量，结合汽轮机主汽温度，还应合理调节疏水阀开度。其次，为避免因汽轮机并网不及时，出现浪费能量情况，启动汽轮机时，应及时进行汽轮机并网，从而充分利用相关能量。
3.2 在汽轮机运行环节的应用
由于汽轮机具有复杂的结构与特殊的运行环境，极易受多种因素干扰，影响自身运行效率。当汽轮机在运行过程中出现相关干扰因素时，会改变其运行状况，除造成极大能源浪费外，还易威胁其自身运行安全。所以，为确保汽轮机正常运行，需对其运行状况进行实时监测，有如异常改变，应及时采取有效地调控措施，查明其改变运行的具体原因，并进行妥善处理。此外，由于汽轮机在主汽温度、压力等参数方面，存在较高要求，如果难以达到理想条件，则会降低汽轮机运行效率，甚至造成不必要的能源浪费。所以，技术人员在汽轮机运行过程中，应及时监测主汽温度与压力等相关参数，并通过有效调整运行方式，对汽轮机运行情况进行严格控制。
3.3 在汽轮机停机环节的应用
为提升能源利用率、减少不必要的资源浪费，汽轮机在停机环节中，应按滑参数进行有效停机。由于滑参数停机方式能够减少蒸汽与热量损失，可通过利用锅炉余热，规避此类能量消耗问题。此外，滑参数停机方式还有助于清洗掉汽轮机喷嘴、叶片等部件上的残留杂质，同时，还能避免因杂质影响汽轮机整体运行效率。另外，汽轮机的滑参数停机方式还能保持机体部分均匀冷却，避免因其冷却速度不均匀而出现致热变形情况。
4. 热电厂汽轮机节能技术的优化措施
4.1 优化汽轮机调节系统
当前部分热电厂中的汽轮机结构主要为机械液压系统，通常是靠液压系统对汽轮机荷载与转速进行调节的。近年来，随我国数字化技术发展速度逐渐加快，和传统机械液压调节系统相比，数字化技术以其准确性高等特点，在汽轮机调节系统中得到了广泛应用，且能够实时采集、监控汽轮机运行状态的相关参数，并通过分析汽轮机运行状态参数，及时发现汽轮机的运行异常问题，并结合问题发生原因，及时、有效地提供控制措施，从而确保汽轮机高效、稳妥、节能运行。
4.2 优化高、中、低压缸通流部分
汽轮机在运行过程中，其高、中压缸流通性与汽轮机运行效率存在较为密切关联。为保障汽轮机技能消耗，妥善改善汽轮机高、中压缸流通性是十分必要的。首先，汽轮机的动叶、静叶及流道设计，均采用了先进的加工工艺，不仅能提升高、中缸气流通流效率，还能保障汽轮机高、中压缸的经济性。其次，以往传统的汽轮机高压缸通常采用弹簧片密封，但这种结构方式极易诱发主轴振动，不仅不利于节能降耗，还难以保障汽轮机安全运行。当高、中压缸使用涡流式、布莱登式等新型汽封进行密封，不光能避免汽轮机叶顶漏气，还能减少汽封因摩擦变形而出现能量损耗问题，同时也给汽轮机维护与检修提供极大便利。再次，汽轮机的另一个重要组成部分，低压缸在其运行中发挥重要作用。所以，改造及优化低压缸通流部分，可有效降低汽轮机能量损耗。以往的汽轮机由于未在低压转子前几级动叶片中设置拉筋，难以保持其结构稳定。所以，为保障其结构稳定性，通常对其整体围带进行固定。为避免叶片顶部发生漏气情况，通常在汽轮机叶片顶部设置 4~6 道汽封片。最后，由于低压末级叶片缺乏较为良好的工作环境，考虑到末级动叶片可靠性，在优化过程中，通常使用出汽焊接钛合金等新型叶片材料，配合新的加工工艺，从而满足汽轮机抗腐蚀、高强度的运行要求，同时，也能避免因叶片损害出现能量耗损。
4.3 优化汽轮机运行技术
实现汽轮机节能降耗的一个重要途径就是优化汽轮机运行技术。所以，热电厂在汽轮机组中应积极引进先进控制技术，从而确保汽轮机能够高效、安全运行。凝汽器技术作为汽轮机的一项重要运行技术，对其进行优化与改造，有助于推动汽轮机朝自动化与智能化发展。此外，优化凝汽器技术，不光能对汽轮机真空状态进行自动监控，还能避免因凝汽器真空度问题，产生汽轮机运行效率下降情况。
4.4 优化排汽通道
当前部分汽轮机中低压缸中常存在因大量支撑钢架结构引起的凝汽器侧排气流分配不均等问题。针对此类问题，汽轮机制造企业应增加节能优化工作的针对性。为有效改善排汽通道性能，技术人员应在停机检修状态下，进一步排汽通道节能、优化操作，通过进行模拟计算与试算，在汽轮机内部通道区域内进行排汽板安装。
4.5 优化循环水系统、水环真空泵
采用自然风冷却塔二次循环系统的汽轮机循环水系统，除能够实现用水冷却外，还能满足汽轮机辅助设备供水需求。通常情况下，汽轮机运行过程中，受凝汽器杂物过多、更换热管等设备消耗及堵塞等因素影响，会严重限制汽轮机低压缸排气功能。所以，为达到节能、降耗目的，热电厂应结合现有技术进行优化，将负压反冲洗循环水滤网安装在凝汽器循环水侧，使滤网在汽轮机运行过程中，发挥排出循环水杂质成分作用，从而有效改善汽轮机运行环境。作为汽轮机的一个核心设备，水环真空泵能够有效排出不溶于凝结水的气体，确保凝汽器能够维持适宜真空度。真空泵这一重要设备，通常是由系统管道阀门、冷却器、分离器及控制元件等工件构成的。优化水环真空泵时，可将其改造为单级泵水环结构，使其在叶轮双侧进行进气与排气，配合盘根填料，使其在运行过程中避免出现磨损与腐蚀情况。水环真空泵抽气过程，是从气体经进气管进入开始的，再经压缩产生汽水分离；水环真空泵在液体工作中，是从工作液体进入汽水分离设备开始的，经输送管道实施冷却处理，部分工作液可经喷射管，输送至气体入口，再进入汽水分离设备，最后再次经过冷却进入真空泵。
5. 总结
综上所述，热电厂为实现自身可持续发展目标，除响应国家节能减排号召外，还应利用多种手段降低自身生产能耗，提升资源利用效率，结合自身汽轮机结构，进行节能技术应用与优化，从而有效提升自身经济效益。
作者：左德明 单位：湖州浙北能源检验检测中心