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摘要：为提高汽轮机效率，本文从汽轮机相对内效率及循环热效率两方面分析。
从减少汽轮机各项损失到提高蒸汽初参数、降低终参数及采取再热、回热、热电等循环方式来提高汽轮机热效率。
关键词：汽轮机热效率、相对内效率、循环热效率
中图分类号：TK26文献标识码：A文章编号：
提高机组效率，降低能耗是发电厂一项重要任务。汽轮机热效率作为机组效率一项重要指标，由汽轮机相对内效率及循环热效率两方面决定，以下简述如何提高汽轮机相对内效率及循环热效率：
一、提高汽轮机相对内效率：汽轮机相对内效率为蒸汽有效焓降与理想焓降之比，是汽轮机通流部分工作状况的重要指标。其影响因素有喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、湿汽损失。下面从两个方面来讨论：
1、汽轮机通流部分间隙、端部轴封径向间隙要合适：设备安装时要考虑汽封块与隔板套相应槽密封面的配合情况，防止机组投运后由于密封面不严密造成漏汽现象，上一级蒸汽没有全部利用就进入下一级，降低了效率。加强对汽封齿完整性检查，不能有倒伏及缺损现象。检查支撑弹簧调整是否合适、材质是否符合设计要求，否则在高温状况下弹簧力减弱，汽封间隔增大，做功蒸汽减少，降低了效率。通流部分应减少轴封漏汽、隔板汽封漏汽来提高汽轮机相对内效率，蒸汽应尽可能在叶片流道通过，而不是绕过叶片或从转子端部漏出。因此，动叶与汽缸之间以及静叶与转子之间的径向间隔应尽可能小，汽封封住转子两端使蒸汽腔室与外界隔绝，同时汽缸内部汽封也封住汽轮机内部不同压力的蒸汽腔室。但为了机组首次启动成功，汽封间隙尽可能高。因此，调整汽封间隙时既要保证动静之间不产生摩擦，又要考虑电厂经济性。
2、采用多级汽轮机：多级汽轮机相对内效率明显提高，原因如下：（1）、多级汽轮机中每一级的焓降不需要很大，因此保证各级在最佳速比附近工作。（2）、多级汽轮机级的余速动能可以全部或部分地被下一级利用，减少了余速损失。（3）、多级汽轮机级的焓降较小，可以采用渐缩喷嘴，从而不采用难以加工、效率较低的缩放喷嘴。（4）、当级的焓降较小时，根据最佳速比的要求，可相应减小级的平均直径，从而可适当增加叶栅高度，减小叶高损失。（5）、多级汽轮机具有重热现象。
且多级汽轮机可以采用较高的进汽参数和较低的排汽参数，还可以采用回热循环和再热循环，使循环热效率大大提高。
二、提高循环热效率：影响汽轮机循环热效率的主要因素有新蒸汽参数、排汽压力、给水回热、再热循环及热电循环等。
1、提高蒸汽初参数，降低蒸汽终参数：当主蒸汽压力不变时,提高新蒸汽温度会使平均吸热温度增高,使循环热效率提高，同时由于进汽比容增大和排汽湿度减少,汽轮机的内效率也有所提高。但提高新蒸汽温度受到金属材料性能限制，其允许的最高极限值为565℃左右。且在一定的蒸汽初压和乏汽压力下，提高蒸汽初温使汽轮机做功增加，但凝汽器中的热损失也增加了。在一定的蒸汽溫度下，提高压力也可提高循环热效率,但过高的进汽压力会导致排汽湿度增大，不但会增大湿汽损失，降低汽轮机的内效率，而且会加剧低压部分叶片的冲刷腐蚀，另外，进汽压力过高会导致汽缸承压部件应力过高。在新蒸汽参数相同的情况下，降低汽轮机的背压会使平均放热温度降低，循环热效率提高。降低背压一方面受冷却水温限制，另一方面将使排汽比容增大，汽轮机末级叶片和凝汽器的尺寸相应增大，增加投资。因此，必须选用合理的背压。
2、采用再热循环: 前面提到乏汽湿度过高不仅对未级叶片产生严重侵蚀，而且使汽轮机内效率降低。而采用中间再热循环可解决这一问题，将汽轮机的高压部分已膨胀做功的蒸汽全部从汽轮机中引出，送至锅炉再热器中再次加热，然后再引回汽轮机内继续膨胀做功。采用中间再热能起到与提高主蒸汽温度同样的效果，又能降低排汽的湿度，而且蒸汽所做的功增加了，汽耗率下降，末几级叶片高度可减小。汽轮机采用一次中间再热，一般可使机组的热效率提高5％，但采用再热会增加设备费用，因此一般100兆瓦以上汽轮机才采用再热循环。
3、 采用给水回热循环：在纯凝汽式汽轮机热力循环中，新蒸汽热量只有30%在汽轮机中转变为功，其余的70%热量随乏汽进入凝汽器，在凝结过程中被循环水带走。采用给水回热循环，将部分已在汽轮中膨胀做功的蒸汽从汽轮机中抽出，并用这部分蒸汽来加热锅炉给水。与纯冷凝循环相比，汽耗率增加了，但循环热效率提高了，因为从汽轮机中抽出来的那部分蒸汽的热能完全被用来加热给水，不再产生冷源损失，进入凝汽器的热量相应减少了。理论上，回热的级数越多，循环热效率就越高。但过多的回热级数会增加设备投资费用及运行维护工作量，且锅炉排烟温度升高，锅炉效率降低。
4、采用热电循环：通过提高蒸汽初参数、降低终参数以及采用再热、回热循环等措施后，循环热效率还是很难超过40%，主要原因是汽轮机排汽大量热量损失于凝汽器的冷却水。如果适当提高汽轮机排汽压力，排汽温度也相应提高，汽轮机排汽就能满足某些工业及生活热用户需要。这种既发电又供热的热力循环称热电循环。
综上所述，汽轮机相对内效率提高离不开高水平设计安装。现代汽轮机均采用给水回热、蒸气再热等循环方式来减少凝汽器的凝汽损失，从根本上提高了循环热效率。运行人员通过对蒸汽初参数、终参数及其他热力指标精心调整也能提高汽轮机热效率。
参考文献
[1]傅正祥《汽轮机设备运行技术》水利电力出版社
从减少汽轮机各项损失到提高蒸汽初参数、降低终参数及采取再热、回热、热电等循环方式来提高汽轮机热效率。
关键词：汽轮机热效率、相对内效率、循环热效率
中图分类号：TK26文献标识码：A文章编号：
提高机组效率，降低能耗是发电厂一项重要任务。汽轮机热效率作为机组效率一项重要指标，由汽轮机相对内效率及循环热效率两方面决定，以下简述如何提高汽轮机相对内效率及循环热效率：
一、提高汽轮机相对内效率：汽轮机相对内效率为蒸汽有效焓降与理想焓降之比，是汽轮机通流部分工作状况的重要指标。其影响因素有喷嘴损失、动叶损失、余速损失、叶高损失、扇形损失、叶轮摩擦损失、部分进汽损失、漏汽损失、湿汽损失。下面从两个方面来讨论：
1、汽轮机通流部分间隙、端部轴封径向间隙要合适：设备安装时要考虑汽封块与隔板套相应槽密封面的配合情况，防止机组投运后由于密封面不严密造成漏汽现象，上一级蒸汽没有全部利用就进入下一级，降低了效率。加强对汽封齿完整性检查，不能有倒伏及缺损现象。检查支撑弹簧调整是否合适、材质是否符合设计要求，否则在高温状况下弹簧力减弱，汽封间隔增大，做功蒸汽减少，降低了效率。通流部分应减少轴封漏汽、隔板汽封漏汽来提高汽轮机相对内效率，蒸汽应尽可能在叶片流道通过，而不是绕过叶片或从转子端部漏出。因此，动叶与汽缸之间以及静叶与转子之间的径向间隔应尽可能小，汽封封住转子两端使蒸汽腔室与外界隔绝，同时汽缸内部汽封也封住汽轮机内部不同压力的蒸汽腔室。但为了机组首次启动成功，汽封间隙尽可能高。因此，调整汽封间隙时既要保证动静之间不产生摩擦，又要考虑电厂经济性。
2、采用多级汽轮机：多级汽轮机相对内效率明显提高，原因如下：（1）、多级汽轮机中每一级的焓降不需要很大，因此保证各级在最佳速比附近工作。（2）、多级汽轮机级的余速动能可以全部或部分地被下一级利用，减少了余速损失。（3）、多级汽轮机级的焓降较小，可以采用渐缩喷嘴，从而不采用难以加工、效率较低的缩放喷嘴。（4）、当级的焓降较小时，根据最佳速比的要求，可相应减小级的平均直径，从而可适当增加叶栅高度，减小叶高损失。（5）、多级汽轮机具有重热现象。
且多级汽轮机可以采用较高的进汽参数和较低的排汽参数，还可以采用回热循环和再热循环，使循环热效率大大提高。
二、提高循环热效率：影响汽轮机循环热效率的主要因素有新蒸汽参数、排汽压力、给水回热、再热循环及热电循环等。
1、提高蒸汽初参数，降低蒸汽终参数：当主蒸汽压力不变时,提高新蒸汽温度会使平均吸热温度增高,使循环热效率提高，同时由于进汽比容增大和排汽湿度减少,汽轮机的内效率也有所提高。但提高新蒸汽温度受到金属材料性能限制，其允许的最高极限值为565℃左右。且在一定的蒸汽初压和乏汽压力下，提高蒸汽初温使汽轮机做功增加，但凝汽器中的热损失也增加了。在一定的蒸汽溫度下，提高压力也可提高循环热效率,但过高的进汽压力会导致排汽湿度增大，不但会增大湿汽损失，降低汽轮机的内效率，而且会加剧低压部分叶片的冲刷腐蚀，另外，进汽压力过高会导致汽缸承压部件应力过高。在新蒸汽参数相同的情况下，降低汽轮机的背压会使平均放热温度降低，循环热效率提高。降低背压一方面受冷却水温限制，另一方面将使排汽比容增大，汽轮机末级叶片和凝汽器的尺寸相应增大，增加投资。因此，必须选用合理的背压。
2、采用再热循环: 前面提到乏汽湿度过高不仅对未级叶片产生严重侵蚀，而且使汽轮机内效率降低。而采用中间再热循环可解决这一问题，将汽轮机的高压部分已膨胀做功的蒸汽全部从汽轮机中引出，送至锅炉再热器中再次加热，然后再引回汽轮机内继续膨胀做功。采用中间再热能起到与提高主蒸汽温度同样的效果，又能降低排汽的湿度，而且蒸汽所做的功增加了，汽耗率下降，末几级叶片高度可减小。汽轮机采用一次中间再热，一般可使机组的热效率提高5％，但采用再热会增加设备费用，因此一般100兆瓦以上汽轮机才采用再热循环。
3、 采用给水回热循环：在纯凝汽式汽轮机热力循环中，新蒸汽热量只有30%在汽轮机中转变为功，其余的70%热量随乏汽进入凝汽器，在凝结过程中被循环水带走。采用给水回热循环，将部分已在汽轮中膨胀做功的蒸汽从汽轮机中抽出，并用这部分蒸汽来加热锅炉给水。与纯冷凝循环相比，汽耗率增加了，但循环热效率提高了，因为从汽轮机中抽出来的那部分蒸汽的热能完全被用来加热给水，不再产生冷源损失，进入凝汽器的热量相应减少了。理论上，回热的级数越多，循环热效率就越高。但过多的回热级数会增加设备投资费用及运行维护工作量，且锅炉排烟温度升高，锅炉效率降低。
4、采用热电循环：通过提高蒸汽初参数、降低终参数以及采用再热、回热循环等措施后，循环热效率还是很难超过40%，主要原因是汽轮机排汽大量热量损失于凝汽器的冷却水。如果适当提高汽轮机排汽压力，排汽温度也相应提高，汽轮机排汽就能满足某些工业及生活热用户需要。这种既发电又供热的热力循环称热电循环。
综上所述，汽轮机相对内效率提高离不开高水平设计安装。现代汽轮机均采用给水回热、蒸气再热等循环方式来减少凝汽器的凝汽损失，从根本上提高了循环热效率。运行人员通过对蒸汽初参数、终参数及其他热力指标精心调整也能提高汽轮机热效率。
参考文献
[1]傅正祥《汽轮机设备运行技术》水利电力出版社