降低汽轮机冷源损失的技术实践

降低汽轮机冷源损失的技术实践

张建明 邢生津

青岛华丰伟业电力科技工程有限公司

摘要：在未来相当长一段时间，火电依然占据电力能源的主导地位，且随着经济发展和人们日益增加的需求，电力用量将进一步增加。在火电厂中汽轮机系统是把热能转换成机械能的重要设备，它是否能高效运行，直接影响发电质量和效率，因此为了保证其高效运行，必须对其进行有效维护，出现故障要及时处理。在自备电厂中，低压加热器的做功情况往往不被重视，当低压加热器工况恶化时，将会减少汽轮机抽汽量，降低凝结水温度，增加冷源损失，进而降低整个朗肯循环的热效率。就如何提高凝结水温度，改善低压加热器的做功环境为重点，对汽轮机低压加热器的疏水、空气管进行调节。

关键词：汽轮机；冷源损失；技术

引言

在发电朗肯循环中，为了提高整个循环的热效率，减少蒸汽在凝汽器中的冷源损失，一般的循环系统中都会设置抽汽加热系统，以此来提高凝结水和给水的温度，提高蒸汽的利用率，减少冷源损失，减少锅炉的燃料消耗量；虽然增加了汽轮机的整体汽耗，但是整个发电循环的效率是提高的。在实际运行中，由于汽机叶片结垢、抽汽系统泄漏、加热器泄漏、加热器疏水对上一级的加热器的抽汽排挤等问题，都会导致高、低压加热器偏离设计工况，以致于加热器端差变大，使得加热器的出水温度变低。

1汽轮机相关概念

1.1汽轮机系统概述

汽轮机系统主要由锅炉给汽轮机提供蒸汽，由蒸汽母管经电动主汽门和自动主汽门分两路进入汽轮机，推动汽轮机的叶片转动，从而带动发电机转动发电。其中盘车的作用是防止轮子产生热弯曲，保证汽轮机的正常运行。抽凝式汽轮机抽走一部分蒸汽，给高加加热器、低加加热器、除氧器提供热能。蒸汽在汽轮机做完功后，就进入冷凝器经过循环水冷却后，通过凝结泵进入低加加热器加热升温，然后再经除氧器除氧，循环中损耗的除氧水，通过化水处理车间补充，再然后通过凝结水泵，进入高加加热器加热，最后进入到锅炉加热。

1.2汽轮机作业原理

汽轮机作为电站生产的核心装置，其运转效果直接关系到电站的效益，在对其开展节能降耗分析时，首先，要了解其工作特性，并明确节能降耗改造中的技术优势，以争取为电站的长期发展提供保障。汽轮机也可以利用蒸发热力来做功，水蒸气可以经过汽轮机排气阀完全排除，再送到凝汽器后凝结为水分送入高温加热器，以给水方式再送入高压锅炉加热为蒸气，在此过程中，蒸汽热量经过喷嘴栅转化为动能，最后转化为机械能。汽轮机给水温度的控制系统。除了在本章中所讨论的这方面能够增加发电厂的效益，实际上，还可以对汽轮机在给水温度控制工作方面加以控制，不过，针对成本这一方面而言，也就必须去和汽轮机的现实能源的运行状况结合。首先，应去对汽轮机进行检修工作，在检修过程当中主要是去对高温加热器进行检漏的处理，并且还要对高加筒体和水室隔墙板的密封状况进行检测。而在进行对高温加热器检漏的处理过程中，要去对某几个问题作出更有效的解决，以免会影响汽轮机正常工作，还可以避免意外状况的出现。

1.3电厂汽轮机运行的价值分析

1.3.1 技术方面的价值

进行汽轮机技改后，汽轮机技术创新往往能得到国家科技方面的大力支持，但使用实践已证明汽轮机在进行技术方面改造后能源转化率、热效率产生了很大变化，同时，燃料消耗量明显减少。汽轮机在安全、可行方面的优点也突出，很可能得到技术方面的帮助。

1.3.2 经济方面的价值

发电厂汽轮机运行时节能降耗，可以很好地满足工业现代化发展要求，并推动了发电厂的良性发展，所以，在汽轮机计划改造前，要充分考虑到发电机的经济性问题，与发电机成本效益、节能降耗联系在一起。此外，还可以参考海外先进国家发电厂关于汽轮机技术改造方面的成功经验，适时引入先进的设备技术改造汽轮机，这样有利于取得较好的节能降耗效益，维护发电机的效益。

2影响汽轮机运行效率的因素

2.1主蒸汽压力和汽轮机温度的影响

汽轮机主蒸气压力和工作温度的改变对汽轮机的工作效果产生了很大的影响。当主蒸气压下降时，主蒸气压力增大，也因此加大了汽轮机组件的热蒸发损失。如果主蒸气压力过高，确实会增加发电机组的工作经济性，但是，却也可以造成发电机组超载，导致汽轮机喷嘴和叶片结构的破坏，进而损害汽轮机组的运转安全性。然而，如果主蒸气温度降低也将造成最后阶段叶片湿度的提高，这不但会增加所损失的水分和降低汽轮机组件的工作效能，同时，也加大了最后阶段叶片的冲刷效果，进而影响到汽轮机组工作的稳定性。

2.2加热器效率下降的影响

若在汽轮机加热器使用及维修过程中运行不良，将会使得加热器中有更多的水漏管包以及更高概率的水管阻塞现象，这将影响水在加热器中的温升，进而降低了加热器的工作效能，而加热器的工作效能的下降也将引起给水温度降低，最后，产生了汽轮机组煤耗量升高的状况。

2.3冷凝器端差的影响

凝汽器端差受多种因素的影响，其中最重要的是凝汽器的真空度。凝汽器真空度的减少也会对汽轮机设备的工作质量造成很大影响，而凝汽器真空度减少的影响因素也有许多，如对环境影响导致冷却水温度的增加；由于热污物对凝汽器管束和构件的作用，而造成传热能力减弱；由于冷却水的供给中断，或供水不足引起冷却水温度上升。最主要影响是排汽压力的增加，不仅会降低汽轮机组的运行效率，并且减少排气流量，从而影响最后阶段叶片的工作和末级叶片的损伤概率增加。

3降低汽轮机冷源损失的技术实践

3.1疏水调整

调整后的疏水系统：低加的疏水流至疏水泵进水管，由疏水泵将该部分疏水打至凝结水母管。低加的疏水经水封井排至凝汽器。该调节方式可以排除低加抽汽被排挤，增加低加的抽汽量，提高低加的凝结水温度，减少凝汽器端的冷源损失。

3.2空气系统调整

将低加的空气管大幅度关小，全开低加的空气门。由于实际运行中，低加处于微真空的运行状态，相比于低加更容易吸进空气，导致低加传热恶化。采用该调节方式可以有效地将低加的空气经凝汽器抽出，优化低加的做功环境。同时，由检修人员将低加法兰、空气系统法兰进行紧固和查漏，确保低加系统的严密性。

3.3调整后的参数

经调整后，汽轮机低加实际运行（工况为主汽流量为170t/h，凝结水流量为135t/h，调整抽汽量为0t/h）的相关参数。

3.4主抽冷却水不足现象和处理方法

主抽冷却水不足现象是主抽有汽化现象，冷却器外壳温度升高，冷却水出入口温差大。检查凝结水泵运行情况，开大凝结水再循环电动调节门，增加冷却水量来处理。

3.5主抽冷却器铜管破裂和疏水器失常现象和处理方法

冷却器铜管破裂和疏水器失常的现象是抽气器内有水冲击声，外壳温度显著下降，从冒汽管喷水。处理办法是，开启辅助抽气器停主抽气器，凝结水走直通门，开直通疏水来处理。

结束语

在热电厂中，由于机组启停频繁、峰平谷负荷调节等问题，使得机组各项设备逐渐偏离其设计工况。在实际运行中，常规解决办法就是对机组进行检修、改变调节方式等，提高机组经济性、机组系统的完备性、运行人员的运行经验。不同机组、不同运行习惯需要的调节方式都不尽相同。同一个调节方法在不同的机组中带来的效果也未必相同。本文所使用的调节方式主要是考虑机组的实际情况而进行的，其成果也相对来说是比较好的。

参考文献

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