汽机运行调整的经济节能要点浅析

汽机属于一种非常重要的动力设备，主要功能是将蒸汽热能转变为机械能，被广泛应用与电力、化工、冶金等领域。其运行过程中所消耗的能量在企业总能耗里占据较大比例。在全球提议节能减排和可持续发展这样的背景下，怎样借助改善汽机的运行调节从而降低能耗，改进经济效益，变成很多企业须要去解决的重要事情。深入研究汽机运行调整的经济节能要点，不仅有助于企业降低成本、增强竞争力，对缓解能源紧张、保护环境也有积极推动作用。

一、汽机运行能耗影响因素分析

1.1 蒸汽参数

1.1.1 主蒸汽压力

主蒸汽压力对汽机运行效率影响。在变工况时，若主蒸汽压力降低，蒸汽在汽轮机内焓降减小，为维持功率输出，蒸汽流量增加，致使汽轮机汽耗率上升、能耗增大，而主蒸汽压力过高，虽理论上蒸汽焓降增大，但可能超出汽轮机设计承受范围，引发安全隐患，还会增加锅炉等前端设备运行压力，导致额外能耗用于维持高压。当负荷突然降低进入变工况时，若不及时调整主蒸汽压力，会使蒸汽在汽轮机内做功不充分，造成能源浪费。

1.1.2 主、再蒸汽温度

汽温同样是影响汽机能耗的因素。在变工况时，蒸汽温度下降，蒸汽在汽轮机内部的膨胀过程偏离了设计状况，末级叶片的湿度加大，不但会使汽轮机内部效率削减，而且有可能腐蚀叶片，相反，蒸汽温度超标，会让汽轮机部件处在高温环境之中，促使材料老化，影响设备寿命，并且为了保障设备安全，要加入更多的冷却介质，这就提升了冷却系统的能耗。

1.1.3 汽轮机通流部分性能

汽轮机通流部分情况直接影响蒸汽流动效率转换。通流部分存在叶片结垢、磨损或者汽封损坏等现象，都会使蒸汽泄漏增多、流动阻碍变大。叶片出现结垢时，表面粗糙程度加大，蒸汽在叶片表面的摩擦损耗增多，改变叶片的形状线条，造成蒸汽流动背离设计方向，削减汽轮机内部的效率。汽封遭到破坏就加重了级间的蒸汽泄漏，一部分蒸汽没有充分地发挥作用就渗漏到下一级或者外部环境，造成能量损失。

1.1.4 真空

真空度对汽机运行效率影响。较高的真空可使蒸汽在汽机末级叶片中充分膨胀，提高蒸汽的做功能力，降低排汽压力，减少冷源损失。相关研究及大量电厂运行数据表明，凝汽器真空度每提高 1kPa，汽机热耗率可降低 0.5%-1.5% 。以一台 600MW 机组为例，初始热耗率为 8000kJ/kWh，若真空度提高 1kPa，热耗率可降至 7960 - 7880kJ/kWh。若凝汽器真空度下降，排汽压力升高，蒸汽在末级叶片中的膨胀不充分，大量的热量被循环水带走，导致汽机能耗增加。

1.1.5 加热器水位与端差调整

加热器水位调整对汽机效率影响。加热器水位过高会淹没部分管束，减少换热面积，降低加热效果；水位过低则可能导致蒸汽短路，端差增大，影响加热器的经济性。数据显示，加热器水位偏离正常水位 100mm ，加热器出口水温可能下降 1-3% ，进而使锅炉热负荷增加，机组热耗率上升 0.2%-0.5% 。对于加热器端差，每增加 1^∘C ，机组热耗率约上升 0.1% - -0.3% 。

1.1.6 高加投入率

高加投入后，给水温度升高，可有效减少锅炉加热给水所需的热量，降低燃料消耗。实际运行数据表明，高加投入率每降低 10% ，给水温度可能降低 5-10% ，机组热耗率上升 0.5%-1.2% 。

1.1.7 辅机电能调节

辅机能耗在汽机整体能耗中占据一定比例，合理调节辅机电能至关重要。可根据机组负荷和实际运行需求精准调节功率。根据环境温度适时调整循环水泵运行方式，减少耗电，凝结水泵采用变频调节，在满足凝结水流量需求的同时，能耗可降低 15%-25% ，有效降低了汽机电耗。

二、汽机运行调整的经济节能要点

2.1 优化蒸汽参数运行

2.1.1 主、再蒸汽参数控制

在设备安全允许的范围内，优化锅炉燃烧调整，尽量维持较高的蒸汽压力和温度，确保蒸汽参数在最佳区间运行。再热蒸汽温度的提高可进一步提高循环热效率，可通过调整再热器的喷水量、烟气挡板开度等手段，精确控制再热蒸汽温度。定期对蒸汽管道进行保温检查和维护，减少蒸汽散热损失，保证蒸汽参数在输送过程中的稳定性。

2.2 合理调整汽机负荷

2.2.1 负荷分配优化

根据电网负荷需求和汽机的特性曲线，合理分配汽机的负荷。优先让效率高的机组带基本负荷，效率相对较低的机组参与调峰。低负荷运行时，合理调整轴封供汽参数，严格控制轴封供汽的压力和温度，确保轴封处蒸汽压力合适，既防止蒸汽漏入轴承箱污染润滑油，又避免空气漏入凝汽器影响真空。

2.3 提高凝汽器真空度

2.3.1 凝汽器清洗维护

定期对凝汽器胶球清洗，去除管束表面的污垢和沉积物，提高管束的传热效率，定期真空严密性试验，评估真空系统的密封性能。化学加强对循环水水质的监测和处理，防止循环水中的杂质和微生物在管束表面结垢。利用调停机会对凝汽器汽、水侧进行查漏消缺。

2.3.2 循环水系统优化

合理调整循环水泵的运行方式，根据环境温度和机组负荷变化，优化循环水泵的台数和转速。如多台机组运行可采用循环水母管制，采用两机三泵、两高两低等运行方式。

2.3.3 真空系统优化

全面优化真空系统，检修对真空泵的定期检修，确保其抽吸能力正常。利用调停机会对真空系统所有阀门、管道、等附件进行检修、维护，保证机组在最佳真空运行。

2.4 提升给水温度

2.4.1 加热器运行管理与端差调整

确保加热器的投入率，在机组启、停运过程中，及时投停加热器，正常运行时确保各加热器水位在正常范围，控制端差在正常范围。利用调停机会对各加热器查漏，清洗，及时修复。

2.5.2 辅机电能调节

持续推进辅机节能改造，广泛应用高效节能型辅机设备，实现辅机电能的高效调节。低负荷时优化凝结水系统运行，适当降低凝结水压力，使凝结水流量与机组负荷相匹配，避凝结水上水调节阀开度太小引起节流损失。继续优化循环水泵运方。

2.6 设备维护与管理

建立并完善汽机设备定检制度和检修计划，在调停时对汽轮机的叶片、轴承、密封件等关键部件进行检查和测量，发现磨损、变形、腐蚀等问题，进行修复或更换。对汽机的控制系统进行校验和优化，确保其控制精度和可靠性。

结论

汽机运行调整的经济节能是一个系统工程，涉及蒸汽参数优化、负荷合理分配、凝汽器真空度提高、给水温度提升以及设备维护管理等多个方面。通过采取有效的节能措施，优化汽机运行过程中的各个环节，可以显著提高汽机的运行效率，降低能耗，为电力企业带来可观的经济效益和环境效益。在未来的发展中，随着科技的不断进步，应持续探索和应用新的节能技术和管理方法，进一步挖掘汽机的节能潜力，推动电力行业向更加高效、清洁、可持续的方向发展。

参考文献：

[1] 赵波 . 浅析电厂汽机运行中调整中常见的问题及措施 [J]. 中国科技期刊数据库 工业 A, 2021(11):2.

[2] 叶龙香 . 火力发电厂汽轮机运行节能问题的研究 [J]. 2021.DOI:10.12294/j.1673-0992.2021.02.617.