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[摘要]一直以来各火力发电厂都属于高耗能企业，在节能减排的大环境号召下，各大企业不得不加快对汽轮机的节能改造，拓展其节能降耗空间，以响应时代和国家节能降耗政策。对热电厂来说，汽轮机节能改造是一项艰难的挑战，同时也是必须面对的问题。本文主要讨论汽轮机的节能改造方法，并对其改造后的经济效益问题进行分析。
[关键词]汽轮机；节能改造；经济效益；分析
中图分类号：TK26 文献标识码：B 文章编号：
作为我国电力能源生产供应的重要形式，火力发电几乎占据了我国电力生产的半壁江山，其煤炭消耗在此相对应的基础上占据我国全部煤炭消耗的近一半左右。在时代发展的要求下，我国对节能减排的发展目标进行制定，为实现这一目标提高经济的运行性，我国必须对火力发电厂的节能降耗加快步伐。汽轮机是火力发电厂热力系统的重要组成部分，随着电力改革及节能政策的深入，汽轮机的节能改造越来越被社会所关注，对火力发电厂的节能有重要作用。在探讨汽轮机节能改造方案及经济效益问题前，我们首先应对汽轮机组主要问题及影响其运行效率的因素有一定了解。
（一）汽轮机组主要问题及运行效率影响因素
汽轮机组目前还存在一些普遍的问题，如高中压缸机组热耗高且效率偏低；高中压缸通流部分往往间隙较大特别是各平衡环部分的汽封间隙较大，容易使机组高压排汽参数升高，导致各部分汽封漏汽大，对机组运行的经济性产生影响；机组在排气温度上比较高，真空的严密性不够好等。这些都是国内汽轮机存在的一些比较普遍和共性的问题，将机组的安全经济运行陷入隐患之中。
对其运行效率具有影响的因素则则主要有以下几点：首先是调节汽门节流损失大，在对负荷额定时，三个应全开的调节汽门都具有节能现象，平均下来在节能方面的损失则比较大，而汽门控制的喷咀数不合理及汽门间重叠度过大都是造成这种现象的主要原因。其次，单列调节级承担焓降过大，使得高压缸内部焓降的分配出现不合理，促使压力级的通流面积增大，导致整个高压缸的通流效率降低。再次，压力级动、静叶片面积比过小也会对泄露损失产生影响。此外，通流汽道粗糙也是影响汽轮机运行效率的因素之一，出汽侧的卷毛边，将会导致附加的流动损失。
（二）汽轮机节能改造方案
1.对汽轮机调节级结构进行改造
首先，应对调节级喷嘴组重新设计和加工。对喷嘴叶片高度进行增加，越2mm左右；增加3个喷嘴汽道在对应第四个调节汽阀，将调节级喷嘴的数量增加到30个，促进原喷嘴组的更新。其次，可以对调节级转向导叶环全部导叶片进行更换，将导叶汽道再增加6个。以上的改造除了可以使汽轮机进汽的喉部得到扩大外，同时能促进调节级通流面积的增加从而促进汽轮机进汽量的增加，对蒸汽流动性的改善及蒸汽做功损失的减少有重要作用。
2.对汽轮机汽封结构进行改造
对高低齿型迷宫式结构加以采用，即对汽轮机主轴上汽封套筒重新进行设计加工。将3Cr13 弹簧片装于汽封环背面与轴封体之间，在弹簧片的作用下不仅能将轴封环箍紧，同时其弹性还能为套筒与汽封环上汽封齿的碰撞提供一定退让空间，能有效避免轴封损坏。对汽封间隙进行0.15～0.20mm的调整，控制轴封漏汽量小于510kg/h，从而减少漏气量。该种改造方案由于没有汽封片，使得大修更换汽轮机主轴上汽封片的工作量被大大减少。另一方面，即使汽封环上汽封齿出现磨损，也可以直接在大修时对汽封环加以更换，促进检修工期的缩短。
3.对机组真空进行提高
在运行方面，凝汽器运行时，除了要注意热井水位、凝汽器端差外，还要注意循环水进水温度等可能给真空带来影响的因素。轴封系统不仅需要对轴封供汽母管供汽压力进行调整，同时应对其温度进行调整，保证其正常性，避免出现空气从低压轴封漏入的情况，以防止其影响凝汽器真空，与此同时还应特别关注小汽机轴封漏空气的现象。除对轴封加热器疏水U 型管水封情况注意外，还需要对给水泵密封水回水U 型管的水封情况保持时刻而密切的关注。正处于运行中的真空泵，则要对其分离器的水位和水温情况重点关注，与此同时密切观察其工作效果。
在对运行管理和设备维护进行加强的各项措施中，对拦污栅、清污机、旋转滤网等运行的情况是否正常的关注是首要任务，其次应做好对凝结器水室及铜管的清理及清洗。运行人员需要对循环水温和真空情况及时了解，并在此基础上对循泵及时增开，对胶球清洗装置加大投入，对胶球清洗系统的运行安排专人负责，同时对收球率及时统计，一旦收球率出现下降应对其进行即刻检修。
4.对机组运行参数监控及其他技术措施进行加强
汽轮机的运行参数必须给予关注，尽量不用过热器、再热器减温水以保持运行参数的稳定，使主汽温度、再热汽温等参数与设计值尽量接近。除此之外，还可以对转向导叶环与调节级叶轮径向密封片进行更换，将其间隙调整在0.8～1.2mm，从而促进漏汽损失的减少。也可以对压力级隔板及压力级叶轮径向密封片进行更换，将其间隙调整在0.8～1.2mm，以避免出现漏气损失。
（三）汽轮机节能改造后经济效益分析
对汽轮机的这些改造都是在不增加锅炉出力的基础上进行的，每小时可以保证其净利润增加187.7 元，改造后运行185天左右即可将改造成本收回。细算下来，通过对汽轮机的节能改造将会每年产生164.63万元经济效益。相对原来汽轮器落后的技术，较高的机组热耗、汽耗及发电成本和严重的环境污染，对汽轮机的节能改造是十分必要的。改造后的汽轮机整机效率能够提高3%～5%，与改造前相比在额定工况和同等运行方式下运行时，改造后的汽轮机汽耗值可以降低3%～5%，发电机功率则可相对提高出力200～300kw 左右，不仅能为火力发电厂带来更为可观的经济效益，同时能带来较高的社会效益。
【参考文献】
[1]郑云之.现代汽轮机在我国的发展与展望[J].动力工程，2011，10（15）：34-36.
[2]王祝成.电厂锅炉回转式空气预热器的节能改造及效果分析[J].能源技术经济，2010，5（05） ：70-71.
[3]杨玉格.燃煤工业锅炉节能改造技术在义煤集团的推广应用[J].煤炭技术，2011，3（03） ：106-108.
[4]彭国强.国产300MW汽轮机通流部分改造及其效益分析[J].中国西部科技，2014，02（15）：66-67.
[5]郑李鹏，陈坚红，盛德仁，洪雷，顾正浩，林成.燃气-蒸汽联合循环汽轮机快速启动的研究[J].动力工程学报，2011，8（08）：48-51.
[关键词]汽轮机；节能改造；经济效益；分析
中图分类号：TK26 文献标识码：B 文章编号：
作为我国电力能源生产供应的重要形式，火力发电几乎占据了我国电力生产的半壁江山，其煤炭消耗在此相对应的基础上占据我国全部煤炭消耗的近一半左右。在时代发展的要求下，我国对节能减排的发展目标进行制定，为实现这一目标提高经济的运行性，我国必须对火力发电厂的节能降耗加快步伐。汽轮机是火力发电厂热力系统的重要组成部分，随着电力改革及节能政策的深入，汽轮机的节能改造越来越被社会所关注，对火力发电厂的节能有重要作用。在探讨汽轮机节能改造方案及经济效益问题前，我们首先应对汽轮机组主要问题及影响其运行效率的因素有一定了解。
（一）汽轮机组主要问题及运行效率影响因素
汽轮机组目前还存在一些普遍的问题，如高中压缸机组热耗高且效率偏低；高中压缸通流部分往往间隙较大特别是各平衡环部分的汽封间隙较大，容易使机组高压排汽参数升高，导致各部分汽封漏汽大，对机组运行的经济性产生影响；机组在排气温度上比较高，真空的严密性不够好等。这些都是国内汽轮机存在的一些比较普遍和共性的问题，将机组的安全经济运行陷入隐患之中。
对其运行效率具有影响的因素则则主要有以下几点：首先是调节汽门节流损失大，在对负荷额定时，三个应全开的调节汽门都具有节能现象，平均下来在节能方面的损失则比较大，而汽门控制的喷咀数不合理及汽门间重叠度过大都是造成这种现象的主要原因。其次，单列调节级承担焓降过大，使得高压缸内部焓降的分配出现不合理，促使压力级的通流面积增大，导致整个高压缸的通流效率降低。再次，压力级动、静叶片面积比过小也会对泄露损失产生影响。此外，通流汽道粗糙也是影响汽轮机运行效率的因素之一，出汽侧的卷毛边，将会导致附加的流动损失。
（二）汽轮机节能改造方案
1.对汽轮机调节级结构进行改造
首先，应对调节级喷嘴组重新设计和加工。对喷嘴叶片高度进行增加，越2mm左右；增加3个喷嘴汽道在对应第四个调节汽阀，将调节级喷嘴的数量增加到30个，促进原喷嘴组的更新。其次，可以对调节级转向导叶环全部导叶片进行更换，将导叶汽道再增加6个。以上的改造除了可以使汽轮机进汽的喉部得到扩大外，同时能促进调节级通流面积的增加从而促进汽轮机进汽量的增加，对蒸汽流动性的改善及蒸汽做功损失的减少有重要作用。
2.对汽轮机汽封结构进行改造
对高低齿型迷宫式结构加以采用，即对汽轮机主轴上汽封套筒重新进行设计加工。将3Cr13 弹簧片装于汽封环背面与轴封体之间，在弹簧片的作用下不仅能将轴封环箍紧，同时其弹性还能为套筒与汽封环上汽封齿的碰撞提供一定退让空间，能有效避免轴封损坏。对汽封间隙进行0.15～0.20mm的调整，控制轴封漏汽量小于510kg/h，从而减少漏气量。该种改造方案由于没有汽封片，使得大修更换汽轮机主轴上汽封片的工作量被大大减少。另一方面，即使汽封环上汽封齿出现磨损，也可以直接在大修时对汽封环加以更换，促进检修工期的缩短。
3.对机组真空进行提高
在运行方面，凝汽器运行时，除了要注意热井水位、凝汽器端差外，还要注意循环水进水温度等可能给真空带来影响的因素。轴封系统不仅需要对轴封供汽母管供汽压力进行调整，同时应对其温度进行调整，保证其正常性，避免出现空气从低压轴封漏入的情况，以防止其影响凝汽器真空，与此同时还应特别关注小汽机轴封漏空气的现象。除对轴封加热器疏水U 型管水封情况注意外，还需要对给水泵密封水回水U 型管的水封情况保持时刻而密切的关注。正处于运行中的真空泵，则要对其分离器的水位和水温情况重点关注，与此同时密切观察其工作效果。
在对运行管理和设备维护进行加强的各项措施中，对拦污栅、清污机、旋转滤网等运行的情况是否正常的关注是首要任务，其次应做好对凝结器水室及铜管的清理及清洗。运行人员需要对循环水温和真空情况及时了解，并在此基础上对循泵及时增开，对胶球清洗装置加大投入，对胶球清洗系统的运行安排专人负责，同时对收球率及时统计，一旦收球率出现下降应对其进行即刻检修。
4.对机组运行参数监控及其他技术措施进行加强
汽轮机的运行参数必须给予关注，尽量不用过热器、再热器减温水以保持运行参数的稳定，使主汽温度、再热汽温等参数与设计值尽量接近。除此之外，还可以对转向导叶环与调节级叶轮径向密封片进行更换，将其间隙调整在0.8～1.2mm，从而促进漏汽损失的减少。也可以对压力级隔板及压力级叶轮径向密封片进行更换，将其间隙调整在0.8～1.2mm，以避免出现漏气损失。
（三）汽轮机节能改造后经济效益分析
对汽轮机的这些改造都是在不增加锅炉出力的基础上进行的，每小时可以保证其净利润增加187.7 元，改造后运行185天左右即可将改造成本收回。细算下来，通过对汽轮机的节能改造将会每年产生164.63万元经济效益。相对原来汽轮器落后的技术，较高的机组热耗、汽耗及发电成本和严重的环境污染，对汽轮机的节能改造是十分必要的。改造后的汽轮机整机效率能够提高3%～5%，与改造前相比在额定工况和同等运行方式下运行时，改造后的汽轮机汽耗值可以降低3%～5%，发电机功率则可相对提高出力200～300kw 左右，不仅能为火力发电厂带来更为可观的经济效益，同时能带来较高的社会效益。
【参考文献】
[1]郑云之.现代汽轮机在我国的发展与展望[J].动力工程，2011，10（15）：34-36.
[2]王祝成.电厂锅炉回转式空气预热器的节能改造及效果分析[J].能源技术经济，2010，5（05） ：70-71.
[3]杨玉格.燃煤工业锅炉节能改造技术在义煤集团的推广应用[J].煤炭技术，2011，3（03） ：106-108.
[4]彭国强.国产300MW汽轮机通流部分改造及其效益分析[J].中国西部科技，2014，02（15）：66-67.
[5]郑李鹏，陈坚红，盛德仁，洪雷，顾正浩，林成.燃气-蒸汽联合循环汽轮机快速启动的研究[J].动力工程学报，2011，8（08）：48-51.