火电厂汽轮机的优化运行 侯小平

火电厂汽轮机的优化运行侯小平

摘要：在火电厂的汽轮机运行过程中，由于其自身的运行过程中会产生各种各

样的能源消耗，特别是一些污染物会随着汽轮机的运行而发散到空气当中，造成

能源浪费，环境污染。汽轮机作为火电厂主要的节能设备，对火电厂的可持续发

展发挥着至关重要的作用，在这种形势下，如何实现火电厂汽轮机运行过程中有

效的节能降耗是非常重要的问题之一，因此本文针对火电厂汽轮机优化运行策略

进行探讨，以期达到节能降耗的目的。

关键词：火电厂汽轮机；优化运行；节能降耗

1火电厂汽轮机能耗问题分析

1.1汽轮机组能耗高

在火电厂中，汽轮机属于一种原动机，其可以实现热能、电能以及动能的转化。在通常状况下，汽轮机主要是与以下设备进行配套使用：（1）发电机；（2）加热器；（3）凝汽器；（4）锅炉；（5）泵。汽轮机之所以会耗费很多的能源，主要源于以下两个原因。第一，就其本身而言：有两个部分容易变形，即喷嘴室

以及外缸；与此同时还有两个部分容易出现漏气现象，即隔板汽封以及轴端汽封；除此以外，汽轮机还存在很多缺陷，例如其低压缸出汽边严重被水腐蚀，气阀压

损大、热力系统容易泄漏等等。第二，表现在机组的调整上，过高的冷却水温度

和凝汽器的真空程度，实际运行负荷和参数不相符，运行时未采用优化方式等。

上述原因，都会造成汽轮机组消耗较多的能源，从而造成电厂成本过高的现象。

1.2空冷凝汽器问题

影响凝汽器性能的因素可能是风和沙尘。尤其是在我国的西北部，翅片管往

往会积满了沙尘，使翅片管热阻增加，严重阻碍了翅片的传热性能，使其通道受阻。另外，在负风压地区，由于风机吸入了较少的空气，会导致其热气无法顺畅

地流动。除此以外，如果凝结水中的溶氧过多，也会在很大程度上降低其传热效率，并导致管道与设备发生腐蚀。所以在冬季的时候，空冷凝汽器常会出现流量

不均的现象，影响了汽轮机的正常运行，使汽轮机的运行效率大大降低。

2影响汽轮机运行能源消耗的因素

汽轮机是电厂运行必不可少的发电设备，其也是电厂的主要耗能设备。在电

厂日常运行中，有很多因素都易影响汽轮机的运行，造成汽轮机能耗增大。依据

这些影响因素性质的不同，可将它们分为不同类型，其大致包括下列几种：（1）运行因素。汽轮机本身、喷嘴室以及外缸极易发生变形，低压缸出汽边水腐蚀的

现象也非常严重，隔板汽封以及轴端汽封的漏气现象非常严重，调节阀油动机的

提升能力不强，气阀压损大，热力系统也极易发生泄漏现象等；（2）停机因素。频繁的启动或停止汽轮机，或汽轮机存在过长的暖机时间等，都会增大汽轮机的

能源消耗；（3）设备因素。电厂日常管理水平不高，不重视汽轮机的技术改造，汽轮机运行方案老旧，存在严重能耗。

3电厂汽轮机优化运行策略分析

3.1回热加热器优化

整个汽轮机组的正常运行与回热加热器正常运行有着紧密联系，所以对内部

回热加热器的优化能够更好地保证汽轮机能够有更高的工作效率。汽轮机内部回

热加热器存在严重能耗的主要原因就是汽轮机内部抽汽系统存在严重的性能差别，这些性能差别会严重增加汽轮机内部能源损耗。在这种情况下只要抽汽的压力越

高那么改级抽汽返回汽轮机时就会需要更多的做功，做功能力越强其内部能级也

就越高。通过改变加热器上端差、下端差以及抽汽压损的变化，能够提高汽轮机

回热加热器内部抽汽机的做工效率。通过将汽轮机内部端差控制在合理范围内部，我们能对汽轮机内部回热加热系统进行有效优化，提高其工作效率。

3.2给水泵的优化

给水泵的优化主要是针对原有定速给水泵方式而言。原有的运行方式主要是

锅炉给水阀门的调节，虽然比较方便，但却容易造成较大的损失，尤其是在汽轮

机组低负荷运行的时候。变速给水泵是对原有定速给水泵的优化，主要方式是改

变转速，依靠调节泵的转速改变泵的出口流量。变速给水泵比定速给水泵具有更

加明显的节能效果，即使是面临低负荷运行，也无需用给水调节阀调节给水流量，这样就会大大降低水流损失。提高给水泵组运行效率，降低成本。给水泵如果没

有进行优化就可能会降低运行的经济性和实用性。有些火电厂电动给水泵采用液

力偶合器调节给水泵的转速。对凝结水泵、循环水泵也进行优化，采用变频电机，通过改变电机频率改变泵的转速、调节泵的出力来降低能耗，并给上述泵增加备

用泵一旦运行泵发生故障备用泵就投入运行，在这种情况下汽轮机可以正常运行，成本也可以有效降低。

3.3将凝汽器调整至最佳真空状态

（1）保持凝汽器的清洁度。凝汽器的铜管内部极易结垢，而凝汽器结垢后会严重影响凝汽器的换热效率，从而影响汽轮机组的热经济性，凝汽器内形成水垢后，会大大降低凝汽器的真空效果，由于水垢的导热性差，因而极具的降低了凝

汽器的换热效率。然而凝汽器要如何清洗呢，凝汽器若是人工进行清洗，耗时耗

力并且清洗效果不是很好，所以可以在凝汽器的冷却水装置附近装一个专门清洗

凝汽器的装置，利用化学以及物理原理将凝汽器清洗干净，使凝汽器达到最佳真

空状态，达到节能降耗作用。（2）降低冷却水温度。汽轮机组在运行过程中，

凝汽器里的真空度会受到冷却水的水温等外界因素的影响，而影响冷却水温度的

主要因素是循环水系统。如果冷却装置发生故障，其出水口温度就会提高，影响

冷却效果，进而影响凝汽器里的真空状态。针对此现象，需要定期的对冷却水装

置进行检查，并及时对其进行修护，以保障火力发电厂中汽轮机组运行时冷却水

的最佳温度。（3）降低凝汽器热负荷。降低凝汽器的热负荷，能够有效的提升

汽轮机组的换热效率，同时还可以减轻凝汽器的热负荷。具体方法：在凝汽器喉

部加装雾化喷雾，以防止散热损耗，进而减轻凝汽器的热负荷。对提高真空有巨

大作用。

3.4优化汽轮机流通性

改善汽轮机的流通性需要分为很多方面，其中包括叶片、气封结构、缸体、

以及调节级等。首先就是叶片的改进，对于叶片来说，由于各级的动静叶片在一

定程度上都会选择一些比较新型并且高效的变截面扭曲型叶片，这样能够在一定

程度上降低二次的流失或者是损耗的程度，从而有效地提高热效率。另外，低压

次末级拉筋型的叶片将其更换成能够整圈自动锁组尼型的长叶片，这样才能够对

其自身的安全合理运行提供相对应的保证；其次是对气封的结构进行相对应的改进，在实际的操作过程中，需要将高压叶片顶部的两齿平气封形式逐渐更改成为

四齿的高低齿气封，这样才能够有效地降低漏气而产生的损失，在对低压末级以

及次末级动叶顶部增设相对应的气封的过程中，需要将动叶顶部的间隔进行一定

程度的缩小，这样才能够从根本上减少漏气量，从而有效地提高各个级的工作效率，实现节能降耗的目的。而对于缸体的改进，在实际的操作过程中，需要对内

缸以及静叶持环实施相对应的优化改进，这样能够有效地提高各个气缸的工作效