汽轮机冷端优化方法
变频节能及软起动系统
汽轮机冷端优化方法
王君’，吴生辉
（１．金陵科技学院，南京２１１１６９；２．南京科远自动化集团股份有限公司，南京２１１１００）
摘要：从凝汽器、循环水系统、抽气系统、冷却塔设备等几个方面介绍冷端系统的设备技术改造及运行优化方法。 关键词：火力发电：冷端优化；节能降耗
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｃｏｌｄ Ｅｎｄ ｏｆ Ｔｕｒｂｉｎｅ
ＷＡＮＧ Ｊｕｎ ．ＷＵ Ｓｈｅｎｇ－ｈｕｉ
（１．Ｊｉｎｌｉｎｇ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，２ １ １ １ ６９，Ｃｈｉｎａ；
２．Ｎａｎｊｉｎｇ Ｓｃｉｙｏｎ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．，ＬＴＤ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１ １ １００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ａｎｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ ｏｆｃｏｌｄ ｅｎｄ ｏｆｔｕｒｂｉｎｅ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｆｒｏｍ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆｃｏｎ—
ｄｅｎｓｅｒ，ｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｓｙｓｔｅｍ，ａｉｒ ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｈｅｒｍａｌ ｐｏｗｅｒ；ｃｏｌｄ ｅｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ；ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
０引言
目前．汽轮机组冷端系统运行性能达不到设计值．
已成为国内机组运行中的突出问题．严重影响了机组的
出力和煤耗 据估算．凝汽器真空偏离最佳真空后．背压
每升高ｌｋＰａ．机组热耗率就增加１％。供电煤耗率也相应
增加３ｇ／ｋＷｈ左右田。因此．进行冷端系统优化，对提高凝
汽器运行真空．实现电厂节能降耗有十分重要的意义
目前对冷端系统优化的研究．基本上都是围绕着
凝汽器最佳真空这一关键指标进行的。分析组成冷端
系统的各个分支系统及设备．研究影响凝汽器真空的
因素．找到合理的优化方案．提高机组经济性。 对于燃煤湿冷机组来说．冷端系统主要由汽轮机
低压缸的末级、凝汽器、冷却塔、循环水泵、循环供水
系统及空气抽出系统等组成ｆ２］．如图１所示。从凝汽器
设备、循环水系统、抽气系统及冷却塔设备等４个方
面介绍冷端系统的优化方法
１凝汽器设备优化
凝汽器设备是冷端系统的主要换热设备．其优化
方法一般是从强化换热效果方面考虑的
１．１凝汽器水侧污垢及胶球清洗
凝汽器水侧的污垢会降低凝汽器的换热系数和
换热效果，导致排汽温度升高，真空变差。影响汽轮机
作者简介：王君（１９７９－），讲师，硕士，研究方向为控制理
论与工程。 收稿日期：２０１２．１０．２６
４６ ｌ、＾ｎ＾ｎⅣ．ｃｈｉｎａｃａａａ．ｃｏｍ｝自动化应用 真 空 泵
凝结水泉 图１汽轮机组冷端系统简图
的经济性和安全性 一些电厂投放了缓蚀剂和阻垢
剂．但是凝汽器水侧换热面的结垢仍难以避免 调查 表明．在其他条件不变的情况下．对水侧污垢进行清
洗．凝汽器真空度可以得到显著提高『引。
目前一般采用机械方法进行清洗．常用的是胶球
在线清洗和人工停车清洗。胶球清洗一次时间短、方
便，但收球率低，存在一定的运行成本；而人工清洗需
要停机，影响生产。此外．胶球清洗存在最优运行工况
问题．即如何获得最佳清洗周期和清洗时间使得经济
损失最小 。由于换热器污垢的计算比较困难．很难确
定最佳的清洗周期和清洗时间．需要对凝汽器换热器
的表面污垢或换热系数进行实时监控 国内有人开发
了凝汽器污垢热阻在线监测仪．基于一些可测量的参
数和污垢预测模型来确定凝汽器的铜管污染情况．进 而确定最佳清洗周期圈
盘山发电公司在２００４年．将胶球清洗系统更换为
ＴＡＰＲＯＧＧＥ胶球清洗装置．项目实施后凝汽器胶球收 变频节能及软起动系统
球率由过去的６０％升高到９８％．胶球清洗装置投入率
达到１００％．保证了凝汽器的清洁．有效地提高了机组
真空度同。
优化措施：
（１）凝汽器污垢热阻在线监测仪及胶球优化投用。
（２）胶球清洗装置改造．采用新型的胶球清洗装置。
１．２凝汽器汽侧加强换热
目前．大多数凝汽器的换热管仍采用光滑管制
造．但热电机组的大型化、高效化对电厂凝汽器的高
效、紧凑、节材提出了更高的要求。为了加强换热，一
方面可采用传热能力更强的螺旋槽管．另一方面可改
变蒸汽的凝结方式
电站表面式凝汽器的凝结换热一般是按照膜式
凝结设计的．在蒸汽与管壁之间增加了水膜的导热热
阻，使总的传热系数下降．传热效果降低。而珠状凝结
作为一种高效的传热方式．是凝结强化传热的重要措
施。所谓珠状凝结，是指蒸汽凝结形成的液滴增大到
一定程度时．在重力作用下迅速滚落．并沿途扫清其
他液滴．从而始终保持蒸汽与换热面的直接接触．提
高换热系数。实验证明．珠状传热的传热系数比膜式
传热高一个数量级嘲 通过表面技术获取表面能较低
的换热面是能够实现珠状凝结的途径［７１
优化措施：采用新材料换热管提高凝汽器的传热
效果
２循环水系统优化
２．１循环水系统采用母管制供水
火力发电厂的循环水系统绝大多数采用的是单
元制设计．即每台机组配备２台循环水泵．并且一般
有较大的裕度．机组之间循环水系统无联系．因而单
台机组优化循环水泵运行方式时．经常出现单泵运行
循环水量略显不足而双泵运行时循环水量略显过剩．
这样既使凝汽器难以达到最佳真空．又耗用了较多的
厂用电。一些循环水系统通过出口阀门节流来调节流
量，虽然可解决最佳循环水量的问题．但也会损失较
多的厂用电。目前电厂广泛采用的是母管制供水 对
于６００ＭＷ机组．假设２机３泵方案．每年减少１台循环
水泵４个月的运行时间．可节约厂用电９０７万ｋＷ．ｈ．
节能效果十分可观嘲
采用母管制供水后．循环水泵的运行方式有一机
一泵、一机两泵、两机三泵（针对２台机组组成的母管
制循环水系统）。通过循环水系统的计算或者试验，可
以确定不同运行方式下的循环水量和用电量．再结合
凝汽器循环水入口水温及发电功率与低压缸排汽量 的关系，可以确定一机一泵、一机两泵、两机三泵运行方
式的切换时机 优化目标可以是传统的发电功率增量与
泵功率增量之差最大．也可以是综合成本煤耗率最低。
采用母管制供水．需要对原循环水系统进行技术
改造来应对一些运行风险 比如联络门采用电动门。
可以远程调整开度：提高循泵出口电动门转速，减小
关闭时间；修改循泵启动、跳闸的相关逻辑；完善相关
操作预案来应对相关的运行风险
优化措施：机组的循环水系统单独供水改为母管
制供水．并通过优化计算或者优化调整试验确定不同
运行方式的切换时机
２．２定速泵改为动叶可调泵
在循环水系统中．动叶可调泵比定速泵能够更加
适应负荷、水位、水温和真空的变化。通过调节叶片角
度来改变循环水量．可使汽机能够保持在较好的工作
状态．并且循泵能一直保持在高效区运行
优化措施：将定速泵改为动叶可调泵，叶片角度
调节要能够快速电动调节．才能更适应电厂调峰、冷
端优化的需要
２－３定速泵改为双速泵
循环水系统由单独供水改为母管制供水后．虽然
运行方式灵活了一些．但仍然偏少。为了获取更灵活 的运行方式及节能减排．一些电厂将循泵的电动机改
为双速电动机，这样．循环水量的调整范围更广，更能
满足国家节能减排的要求
华电包头发电有限公司技术人员将＃２、 循环
水泵电动机改造为高低速电动机 改造前具有代表性
的运行方式为冬季６个月“两机两泵”高速运行．春秋
季３个月采用“两机三泵”高速运行．炎热季节的３个
月采用“两机四泵”高速运行 循环泵应用双速改造后．
冬季６个月“两机两泵”低速运行．春秋季３个月采用
“两机三泵”高、低速配合运行．炎热季节的３个月采用
“两机四泵”高、低速配合运行。节约电费６７万元左右。
优化措施：将循环水系统中的部分定速泵改为双速 泵，并通过优化调整试验和优化方法（泵容量、个数较多
时．可采用遗传算法寻优）确定不同运行方式的切换时机。
２．４变频调速泵代替定速泵
节流调节、叶片角度调节、变频调节对比结果表
明：节流调节效益最差：在冬季需水量较少时，单泵运
行．变频调速调节与叶片角度调节系统的净效益相
当．而在夏季需水量较多时．双泵运行，变频调速调节
方式要优于叶片角度调节方式 优化措施：一台机组加装一台高压变频器，将定
速泵改造为变频调速泵．获取更广的循环水量调节范
自动化应用；２０１３；２期
４７ 变频节能及软起动系统
围，实现节能降耗。此时，不必再采用母管制供水，避
免采用母管制后的风险 可通过遗传算法先获取 一
ｑ （最低总功率一循环水流量）拟合曲线。再结合低压
缸排汽量、凝汽器传热计算．获取不同循环水人口水
温和负荷下的最佳循泵运行方式 采用变频改造的缺
点是初投资费用高
３抽气系统优化
汽轮机真空系统严密性失常或抽气器抽吸能力
下降均会导致空气在凝汽器内的积聚、空气浓度升
高．降低凝汽器的传热效率．进而使凝汽器真空偏离
最佳真空．最终影响机组的热经济性。抽气器作为凝
汽器的重要辅助设备．其运行状态对凝汽器的真空值
具有相当大的影响 电厂运行中经常发生抽气能力严
重下降而导致的真空偏低的现象
凝汽式汽轮机真空抽气系统配置的抽气器主要
有射汽式抽气器、射水式抽气器及水环式真空泵三种 形式 国内电站中的小型机组上一般用射汽式抽气
器；大型单元再热机组上一般用射水式抽气器；近些
年逐步采用水环式真空泵
３．１水环式真空泵
水环式真空泵由于具有抽气能力强、集成化强、
噪音小、占地小、故障少、维修方便、节水节电等特点，
逐步取代射水抽气器而在大型机组中广泛采用．其运
行效果和经济性明显优于射水抽气器
国电谏壁发电厂１０号３３０ＭＷ机组把射水抽气器
改装成水环真空泵后．通过现场试验和经济性分析，节能
效果显著：技改费用为３６０万元．改造前射水抽气系统
实测耗功６３７ｋＷ．耗水量２５００ｔ／ｈ：改造后实测水环式真
空泵组耗功为９９ｋＷ．抽气系统总功耗为１３２．５ｋＷ。耗水
量为４０ｔ／ｈ．节电５０４．５ｋＷ．节水２４６０ｔ／ｈ 改造后直接收益
１１２．７２万元／年．约３年时间即可收回全部改造费用。
水环式真空泵在运行时．为保持抽吸能力．其密
封用水必须保持一定的过冷度．如水温升高．则真空
泵密封水会发生汽化 目前多数电厂采用循环水作为
真空泵冷却水．夏季循环水温度高．达不到真空泵密
封水的设定温度（１５℃）。限制了真空泵抽气能力。盘
山发电公司真空泵密封水设计用水是凝结水．最低水
温也远高于１５℃．经过改造已经更换为温度较低的闭
式水。此外，盘山发电公司通过技改加装了“凝汽器抽
空气管道冷却装置”．利用化学水处理后的补充水将
真空泵从凝汽器中抽出的气一汽混合物中的水蒸气冷
却凝结并回收。使混合物的介质密度减小．流动阻力
降低．并使真空泵的工作水温降低．抽吸能力明显提
４８ ｗｗｗ．ｃｈｉｎａｃａａａ．ｃｏｍ 自动化应用 高。使用该装置可提高凝汽器真空０．２０ ０．８０ ｋＰａ．降
低发电标准煤耗１～２ ｇ，ｋＷｈ。
优化措施：射水抽气器改造为水环式真空泵：水
环式真空泵的密封水由凝结水或者循环水改为深井
汽轮机运行的节能降耗措施
汽轮机运行的节能降耗措施
摘要：汽轮机不仅是电力生产的重要组成部分之一，也是能量转化的关键设备之一，而汽轮机在运行过程中会消耗大量的能量，所以实现汽轮机运行时的节能降耗有着十份重要的意义，不仅可以为民众带来更加优惠的用电价格，还可以有效体现节约环保的社会发展理念。本文简单分析了影响汽轮机运行时节能降耗效率的因素，并简单阐述了汽轮机运行中的节能降耗措施。
关键词：汽轮机运行；节能降耗；有效措施
引言
在电厂的生产中，汽轮机是重要的生产设备，通常消耗着大量的能源，这给电厂的发展带来了一定的制约。随着社会主义生态文明事业的建设，电厂的工作也进入到倡导节能环保的时代中，汽轮机运行中应用的节能技术以及节能的管理方式，使得能源的消耗量有效的降低。在汽轮机的运行中，技术人员需要对于其运行的状况进行具体的分析，适应于实际情况展开节能技术的应用。
1汽轮机节能降耗技术的发展
在我国的社会经济建设过程中，由于起步较晚，因此初期的阶段较为重视经济的发展，对于环境保护、能源节约等问题重视程度不足。这也是由于受到了发展阶段中视野的制约，以及技术的制约。因此，在我国的电厂生产中节能降耗技术的研究开始较晚，发展也较为缓慢，许多方面不够成熟。这样的情况也为电厂的进步与发展带来了契机，在目前的发展环境下，进行节能减排的工作能够有效的提升电厂的生产效率，使得电厂的整体经济效益得到提高。因此，在近几年，关于电厂汽轮机的研究逐渐增多，在研究与实践的双重推动下，对于社会主义生态文明的建设带来了正面的影响。
2电厂节能降耗的主要影响因素
2.1汽轮机缸效率
汽轮机缸效率，主要指的就是汽轮机将其他形式的能源转换为电能所产生的效率，称之为汽轮机缸效率。影响汽轮机缸效率的因素分为多个方面，而且，在汽轮机实际应用的过程中，如果缸效率出现下降的情况，那么汽轮机的耗能也会由此增加。通俗来讲，就是汽轮机的耗能同缸效率之间呈现正比的关系，并且，随着汽流面积的不断增加，其汽流量也会由此增加，进而达到节能减排的目标。
浅谈火力发电厂冷端系统设计优化
浅谈火力发电厂冷端系统设计优化
浪潮通用软件有限公司
通用技术集团工程设计有限公司
摘要：我国目前的电力能源生产仍然以火力发电为主，在能量的转换过程中伴随着巨大的能耗。火力发电厂的冷端系统设计主要是针对发电所用的汽轮机而言的，汽轮机在电能生产过程中作为能量转换装置的核心设备，是产电能耗的重要部分，为了达到火力发电厂能耗降低并优化其成本结构的目的，对火力发电厂的冷端系统设计进行合理的优化是很有必要的。本文分析了火力发电厂冷端设备的性能特点，以及影响其运行的主要因素，进而提出了相关的设计优化措施。
关键词：火力发电；汽轮机；冷端系统；设计优化
火力发电厂的整个系统中，汽轮机冷端系统是起到重要辅助功能的组成部分，能够在汽轮机工作完成后对其产生的余量乏气进行冷却处理，在很大程度上与火力发电厂的安全、稳定运行密切相关，并影响了系统的经济成本。现阶段，国内众多的火力发电厂项目在冷端系统的设计中还存在一些明显的问题有待解决，它直接影响了火电厂汽轮机的运行效率，同时也与火力发电厂的初投资相关，从能源节约的角度考虑，冷端系统的优化设计需要广大设计工作者引起重视。
1 火电厂冷端系统的现状和问题
1.1 冷端系统设计的现状
汽轮机的低压缸末级组、冷却用设备共同组成了火力发电厂的冷端系统，其中冷却用设备包括有凝汽器、冷却塔以及循环水泵，另外还包括循环水的供水系统和空气处理系统。从冷却介质的不同来看，可以把冷端系统分成两个部分，分别配备换热设备和其他子系统所需设备。通常，冷端系统所使用的设备对于系统经济性的影响一方面在于汽轮机进气处理的内功，另一方面则是其他能耗设备的用电对于电厂的影响。一般火力发电厂为电热联产，目前火力发电厂的冷端系统采用的为间接空冷系统，每一台汽轮机会配备单台冷却塔一一对应，对空气冷却器的散热器的类型会进行则由处理，通常冷端空冷设计被压为10KPa/28KPa，留有一定的富余量，保证设计在实际施工中能够满足要求，冷却塔的进出水温度会进行具体的计算结合环境温度和机组热量来进行确定。循环水泵的选择一般情况下为一对三，一台汽轮机的冷端系统配备三台百分比为50的定速循环水泵，实现两用一备的要求。
核电站汽轮机冷端系统优化
第３７卷 第４期 ２００８年１２月 热力透平 芷狞ＭＡＬ １１ ＲＢＩＮＥ Ｖｏｌ＿３７Ｎｏ．４ Ｄｅｃ．２００８
核电站汽轮机冷端系统优化 王世勇 ，柯严 ，徐大懋 ，冯国泰 （１．中广核工程有限公司，广东深圳市５１８１２４；２．哈尔滨工业大学，黑龙江哈尔滨１５０００１） 摘要：充分利用核电站汽轮机的特点，从工程和设计单位出发，采用技术经济分析方法一整体优化法对核电 站汽轮机冷端系统优化，综合考虑机组的投资、运行费用，电厂收益，以获得最佳的经济效益。通过三个核电 项目的冷端优化研究，总结核电站冷端优化规律。 关键词：核电站；汽轮机；冷端系统；技术经济分析 中图分类号：ＴＫ２６４．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－－５５４９（２００８）０４－－０２３０－－０５ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｌｄ－Ｅｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｔｕｒｂｉｎｅ ＷＡＮＧ Ｓｈｉ—ｙｏｎｇ ，ＫＥ Ｙａｎ ，ＸＵＤａ—ＩＴ￣ａＯ ，ＦＥＮＧ Ｇｕｏ—ｔａｉ （１．Ｃｈｉｎａ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ ５１８１２４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｈａｒｂｉｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ Ｈｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇ １５０００１，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂｙ ｍａｋｉｎｇ ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ ｎｕｃｌｅａｒ ｔｕｒｂｉｎｅ ｆｅａｔｕｒｅ ａｎｄ．ｔａｋｉｎｇ ａ ｖｉｅｗ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ ｄｅｓｉｇｎ， ｔｈｅ ｃｏｌｄ－ｅｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｎｕｃｌｅａｒ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ｗａｓ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｙ ｍｅｔｈｏｄ，ｉ．ｅ， “ｉｎｔｅｇｒａｌ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ”，ｗｈｉｃｈ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ，ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｅｘｐｅｎｓｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｂｅｎｅｆｉｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐｌａｎｔ ｉｎｔｏ ｃｏｎｓｉｄｅｒａｔｉｏｎ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｏｂｔａｉｎ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｐｒｏｆｉｔｓ．Ｔｈｅ ｃｏｌｄ－ｅｎｄ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ｔｈｒｅｅ ｐｒｏｊｅｃｔｓ ｏｆ ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｉｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｔｏ ｃｏｎｃｌｕｄｅ ｔｈｅ ｒｕｌｅｓ ｏｆ ｃｏｌｄ—ｅｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｎｕｃｌｅａｒ ｐｏｗｅｒ ｓｔａｔｉｏｎ；ｔｕｒｂｉｎｅ；ｃｏｌｄ－ｅｎｄ ｓｙｓｔｅｍ；ｅｃｏｎｏｍｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ０ 引言 由于核电站核岛无裕量、定期换料、汽轮机带 基本负荷等特点，要求常规岛的汽轮发电机能得 到最大的功率输出，即最大限度地将核反应堆热 功率，转换为电站输出的有用功率，提高机组的经 济性就显得尤为重要。 目前国内外汽轮机制造厂、设计院、高校等部 门对如何提高机组的出力，提高电站经济性的问 题做了很多研究，大致可分为以下几种途径：提高 蒸汽的初参数；改进汽轮机的通流设计；增大单机 功率；回热系统优化；优化汽轮机冷端系统。对于 核电站来说，冷端优化是提高电站经济性最有效 途径之一。通过冷端优化可将机组出力提高 ０．３ 左右。目前国内只有个别电力设计院有自 己的常规火电冷端优化程序，火电站的效益主要 源于节省燃料和降低厂用电，采用年费用最小法。 火电站的最小年费用法只考虑煤价，不适合核电 站的冷端优化。 本文利用核电站汽轮机的特点，从工程和设 计单位出发，采用技术经济分析方法，即整体优化 法对核电站汽轮机冷端优化一根据某工程的气象 条件和工程条件，综合考虑机组的投资、运行费 用、电厂收益，以获得最佳的经济效益。 １ 核电站汽轮机冷端系统 核电站的冷端系统（图１）是由汽轮机低压缸 的末级叶片组、凝汽器、循环水泵、循环供水系统 等组成。冷端系统内各设备的工作状况不仅通过 背压影响机组的功率，而且通过辅机电耗影响厂 收稿日期：２ＯＯ８一Ｏ７一Ｏ４ 作者简介：王世勇（１９７２一），男，高级工程师，在中广核工程有限公司工作。曾从事汽轮机通流设计、汽轮机性能试验，现主要从事核电站 工程常规岛的主设备采购，合同执行等技术管理工作。
阐述汽轮机运行时运用的节能降耗举措
阐述汽轮机运行时运用的节能降耗举措
摘要：随着城市的快速发展和城市人员的高度聚集，产生的生活垃圾日益增多。生活垃圾主要处理方式为焚烧、填埋及堆肥。随着人民对生活质量的提高，对环保的要求越来严格，热力发电厂的垃圾焚烧处理方式成为近年来处理生活垃圾的主要方式。汽轮机发电是热力发电厂主要盈利方式，为了提高汽轮机利用价值及运行效率，做好汽轮机运行时节能降耗影响因素及举措的研究十分具有现实意义。
关键词：节能降耗；油封；通流部分；凝汽器
引言：近年来，国内能源供求十分紧张，受国家能源价格影响，国内能源价格上涨虽有放缓趋势，但实现汽轮机节能降耗的目标依旧是各界一致努力的目标。为了提高汽轮机运用价值，本文将针对汽轮机节能降耗举措的运用进行分析。
（一）汽轮机组运行期间对节能降耗效率造成影响的因素
1.汽轮机油封系统漏气量
把蒸汽具备的热能转化成机械能就是汽轮机的工作原理，因此，能源实际运用效率直接受汽轮机转化效率影响。但研究发现，汽轮机实际工作时，其转化效率根本达不到设备预定标定值，但造成该现象的原因较多，而汽轮机轴封系统漏气量就是其中之一，例如调整的汽轮机轴封系统蒸汽压力值不符合要求时，汽轮机前后轴封就会出现大量漏气现象，均会使蒸汽耗损增加。
2、汽轮机通流部分性能
调节气门、各级通流部分等共同构成了汽轮机通流部分，当汽轮机运行时间不短增加时，各级同流部分叶片会因污垢堆积、设计不合理等因素影响，出现性能降低现象，并对汽轮机热力特性产生负面影响，更会耗损大量能量。
3、汽轮机主蒸汽压力及温度 汽轮机运行效率深受主蒸汽压力及温度变化影响，若主蒸汽压力降低，则主蒸汽流量变大，便会耗损大量汽轮机组蒸汽；若蒸汽压力太低，固然一定程度上会使汽轮机组运行经济性得到改善，不过也会使汽轮机组超负荷运行，更会损坏喷嘴、叶片，最终对汽轮机组运行安全造成负面影响。当主蒸汽温度减小时，会导致末级叶片的湿度增加，不仅会带来湿气损耗并降低汽轮机组运行效率等影响，还会加剧末级叶片的冲蚀作用，从而影响到汽轮机组运行的安全性。[1]
内陆二次循环供水核电站冷端优化关键参数分析
第５３卷第５期
２０１１年ｌ０月 汽轮机技术
ＴＵＲＢＩＮＥ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｖｏｌ＿５３ Ｎｏ．５
Ｏｃｔ．２Ｏｌ１
内陆二次循环供水核电站冷端
优化关键参数分析
侯平利，武树成，戴明明，石建中，胡友情，商显有
（中广核工程有限公司，深圳５１８０００）
摘要：使用内陆核电机组冷端优化计算程序对内陆二次循环供水核电站冷端系统中的凝汽器换热管内流速、冷却
水倍率、冷却塔面积、单双背压、低压缸数等关键参数对冷端系统技术经济性的影响进行了定量分析，计算结果首
次揭示了这些参数对技术经济性影响的规律，对内陆核电站冷端系统优化配置具有重要指导意义。
关键词：核电站；汽轮机；冷端优化；背压；低压缸
分类号：ＴＫ２６４．１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００１－５８８４（２０１１ Ｊ０５－０３７８－０３
Ａｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｋｅｙ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｃｏｌｄ．ｅｎｄ
Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ Ｉｎｌａｎｄ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ
ＨＯＵ Ｐｉｎｇ—ｌｉ，ＷＵ Ｓｈｕ—ｃｈｅｎｇ，ＤＡＩ Ｍｉｎｇ—ｍｉｎｇ，ＳＨＩ Ｊｉａｎ－ｚｈｏｎｇ，ＨＵ Ｙｏｕ—ｑｉｎｇ，ＳＨＡＮＧ Ｘｉａｎ－ｙｏｕ
（Ｃｈｉｎａ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｐｏｗｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｍｐａｎｙ Ｌｔｄ．，Ｓｈｅｎｚｈｅｎ ５１８０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｑｕａｎｔｉｔｙ ａｎａｌｙｓｉｓ ｗａｓ ｐｅｒｆｏｒｍｅｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｔｈｅ ｆｌｏｗ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｎｓｉｄｅ ｔｈｅ
ｃｏｎｄｅｎｓｅｒ ｔｕｂｅ，ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｗａｔｅｒ ｒａｔｉｏ，ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｔｏｗｅｒ ａｒｅａ，ｓｉｎｇｌｅ／ｄｏｕｂｌｅ ｂａｃｋ ｐｒｅｓｓｕｒｅ，ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｌｏｗ ｐｒｅｓｓｕｒｅ
热电厂汽轮机节能技术优化分析
热电厂汽轮机节能技术优化分析
摘要：随着可持续发展战略的广泛使用，很多热电厂已经意识到节能技术的重要性，汽轮机主要是通过燃烧煤炭资源产生电能，将会产生一定的环境污染问题、能源损耗问题，通过应用节能技术提升资源的实际利用率，保证汽轮机能够在节能减排的条件下运行。就此，文章针对热电厂汽轮机在运行时存在的问题，分析热电厂汽轮机应用节能技术的优化对策，进而实现节能减排的目的。
关键词： 热电厂汽轮机；节能技术；优化
引言
随着经济发展，发电厂需要减少不必要的废物和运行能源消耗，以提高运营效率和市场竞争力，降低能耗已成为降低热电厂运营成本的关键因素，有效提高电厂运行的质量和效率，响应当今国家政府所提出的节能号召。在此期间，电厂工作人员应当保有基本的节能减排意识，在对设备进行管理的过程中实施精细化的管理形式，提高汽轮机的运行质量和效率。
1热电厂汽轮机概述
1.1汽轮机运行工作的主要内容
汽轮机的基本工作原理从能量转换方面而言，将机械运行过程中的热能蒸汽运用汽轮机内部喷嘴的膨胀而将其转变为汽流动能。在工作进行时需要内部动叶片将机械能进行转换，从而形成反动式叶片，增加汽轮机内部叶片膨胀的概率，使热能转化成工作所需的机械能带动整台机械的运行。汽轮机在工作过程中不可避免蒸汽的流动，若叶片的运转力度不足会增加内部机械设备的危害，应提高对汽轮机作用力的关注力度，保证汽轮机于不受外界因素影响，跟随其负荷变化而转换原有工作模式，减少级内损失问题出现的概率（喷嘴、静叶、动叶造成的损失）。一方面能降低轮盘摩擦，另一方面使得工作人员可以及时观察到漏气问题出现的位置，减少湿气及进汽带来的影响，使汽轮机的运行更加稳固，将附加损失及轮周效率降到最低，协调汽轮机的运行速度及附加损失带来的影响。
1.2电厂汽轮机节能降耗的可行性
当前在电厂发电过程中汽轮机会消耗大量的能量且造成严重的资源浪费。在此状况下，电厂应当对现有的汽轮机进行定向化地设计和改造，提高其节能降耗的功效。同时我国现有的电厂所结合使用到的汽轮机还具备较大的节能改造空间，电厂除了需要对设备进行优化和改善之外还需要对参与到汽轮机生产管理的作业人员及时进行教育培训，提高相关人员的专业水平以及职业道德素养，在电厂全体员工思想意识层面上树立节能降耗的思想意识，在对应的工作管理过程中严格细致地落实贯彻节能降耗理念。实施对应的节能降低管控措施，从实践工作中进行不断地经验总结，为电厂后续的发展提供更加成熟与完善的节能管理措施，使得电厂汽轮机节能降耗的功效得到进一步提升。
热电厂抽凝机组冷端优化关键点
热电厂抽凝机组冷端优化分析
热电厂冷端系统由汽轮机低压缸的末级组、 凝汽器、冷却塔、循环水泵、循环供水系统、空气抽出系统等组成；
1、冷端优化节能的基本思路：
对机组冷端运行历史数据进行统计分析，并对冷端设备进行必要的性能试验，通过定量分析方法对冷端系统进行诊断，找出影响冷端性能的主要因素，在保证机组安全运行的情况下，对冷端系统进行节能技术改造和运行方式的优化，从而全面改善冷端系统的经济性，在冷端设备消耗最小的前提下，获得机组最有利真空，进而降低汽轮机热耗及厂用电率。
2、凝汽器性能影响因素：
冷却水进口温度
冷却水流量
凝汽器热负荷
冷管脏污
漏入空气
凝汽器冷却面积
3、冷端性能诊断的内容：
（1）凝汽器真空系统：真空严密性；凝汽器传热性能；凝汽器清洁度；凝汽器汽阻（水阻）；凝汽器过冷度；真空泵运行状态。
（2）循环水系统：循环水泵性能；循环水系统阻力特性。
（3）凝结水系统：凝结水泵性能；凝结水系统阻力特性；凝结水杂用水分配；
4、冷端优化改造核心控制点：
（1）凝汽器在线清洗系统：收球率95%以上；凝汽器清洁系数保持0.85以上；能显著提升真空；
（2）高效自动反冲洗二次网技术；
（3）冷却塔节能改造：冷却塔风场、温度场试验；填料改造及优化布置；配水优化设计；在收水器和填料层之间增加冷却段：更换喷嘴，采用低压雾化喷嘴；达到降低冷幅及冷却水出水温度的目的；
（4）循泵本体节能改造：射流-尾迹三元流叶轮改造来提高水泵效率5-10%；在改变扬程、大幅提高流量的情况下，确保电机不过载，而且能降低电机运行电流，降低能耗；
（5）循泵变频改造；
（6）循环水系统自动优化控制系统：保证循环水系统能够自动进行最优化调整，使真空处于最优化状态。
（7）循环水水质控制技术：在维持水质前提下节约用水量；
（8）循环水热能回收技术：利用热泵技术，回收循环水热能，来加热除盐水，降低煤耗；
超(超)临界空冷机组冷端优化技术探讨
超（超）临界空冷机组冷端优化技术探讨
胡鹏飞，谢诞梅，熊扬恒
武汉大学，湖北 武汉 430072
Discussion on Cool-end Optimization of SC/USC
Air Cooling Unit
HU Peng-fei, XIE Dan-mei, XIONG Yang-heng
Wuhan University,Hubei Wuhan 430072
ABSTRACT: The cold end system of steam turbine is
essential for air-cooled power plant. In terms of
energy-saving or water-saving considerations, optimi-
zation for air-cooled condenser performance is important.
The optimization calculation results for the cool-end of a
600MW SC air cooling unit show that cool-end
optimization has economic benefits for SC and USC air
cooling units. And based on this, a cool-end optimization
method of USC air cooling units with 1000MW is
suggested.
KEYWORDS: 1000MW air-cooling unit, cool end system,
optimization method
摘要：汽轮机冷端系统是火电厂重要辅助系统，无论是从节能还是节水方面考虑，对其进行优化分析都具有重要意义。本文通过对某型600MW等级超临界空冷机组冷端优化实例计算，说明其对大型超（超）临界空冷机组的意义，并据此探讨了1000 MW等级超超临界空冷机组冷端优化的优化思路。
汽轮机节能技术的应用及优化改造措施
汽轮机节能技术的应用及优化改造措施
摘要：在我国经济发展过程中，对各类能源的需求量越来越多，使人们越来越重视能源开发与利用问题。在电厂运营中汽轮机是重要设备，有效运用节能技术，提升节能改造速度，能够在使汽轮机拥有更高运行效率的同时，实现经济效益的更大化。
关键词：汽轮机；优化改造；节能技术
与一些发达国家相比，我国火电机组热耗水平利用率相对较低，还需要通过不断整体优化，来使系统运行效率得到提升。作为电力企业系统的关键组成部分，汽轮机是消耗能源的主要设备，所以实现汽轮机节能优化，能够有效降低电力企业系统的能源消耗。
1.
现阶段汽轮机运行存在的问题
与现阶段汽轮机机组与附属系统运行情况相结合，汽轮机组最需要重视的就是热耗问题，如排气问题较高，高中低压缸运行效率较低等问题。另外，在夏季会提升汽轮机出现腐蚀缺陷的几率。作为能源消耗大户，电力企业节能能够对民生发展产生直接影响。现阶段，我国汽轮机组普遍存在较高的热耗水平以及较低的能源利用率，想要使降低生产成本和提升经济效益的目标得以实现，必须在技术层面有效改造热力系统设备[1]。所以，在汽轮机中应用节能技术，并且采取有效的优化改造措施，能够使其更具生态性和经济性，保证电厂企业可持续发展。
1.
汽轮机节能技术的应用
1.
启动汽轮机时的节能技术 在启动汽轮机的过程中，其是否能够稳定、安全、经济环保运行会受到各类技术参数的影响，所以应该保证各类技术参数处于合理范围。
1.
在进行启动时，必须严格控制主汽温度，保证主汽温度处于规定范围。与不同的启动模式相结合，对汽轮机暖管时间进行合理安排，保证在完成相关实验后再启动，确保各项参数处于合理范围，防止有蒸汽浪费的情况出现。在暖管过程中，主汽温度越来越高，需要将疏水阀开度逐渐关小，实现节约蒸汽的目的；第二，设置合理的抽真空时间，做好能源节约；第三，对汽封气管路暖管的时间进行合理安排，防止因为过早暖管而浪费蒸汽，或暖管过晚而延长抽真空时间，浪费能源；第四，转冲转前，需要事先完成并网工作，防止冲转达到额定转速后，并网不能及时完成[2]。
直接空冷机组冷端系统运行优化
直接空冷机组冷端系统运行优化
摘要：在一些环境比较特殊的地段，比如煤炭资源丰富，但是水源总量不足，在建设新电厂的时候，往往使用直接空冷系统作为机组凝汽设备。在正常的生产运行中，直接空冷机组在运行时背压较高，这一现象在夏季尤为严重。这在一定程度上对直接空冷机组的整体安全运行性能带来了消极影响。基于此，本文就直接空冷机组冷端系统的运行进行了研究，并提出了来优化措施。
关键词：直接冷空机组；冷端系统；优化
一、直接冷空机组的概述
直接冷空机组是利用环境空气来冷却汽轮机排汽的汽轮发电机组，在冷却部分上，直接冷空机组与湿冷机组有着很大的不同。直接空冷机组主要由排汽管道、空冷凝汽器、真空抽气系统、喷淋系统和冲洗系统五部分组成。直接冷空机组这五个组成部分中，空冷凝汽器在系统中具有重要作用，占据核心部分，分主凝汽器和辅凝汽器，主要通过外接空气来使汽轮机排汽冷却，因此，直接空冷机组运行的经济性与空冷凝汽器所处的外在条件和运行的好坏密切相关。汽机排汽通过排汽管道，通过轴流冷却风机加强与空冷凝汽器换热，冷却风机带来的空气不断与空冷换热器换热冷凝成凝结水，冷凝成的水通过除氧、收集，最终由凝结水泵打入汽轮机的回热系统。在空冷凝汽器中，主凝汽器和辅凝汽器分别设计成气水顺流式和汽水逆流式。汽轮机的排汽大部分都是通过主凝汽器被冷却形成凝结水，另外一部分则通过辅凝汽器被冷却，而为了保证系统的真空度，在辅凝汽器的逆流管顶部设有真空系统以保证系统的真空度，避免不凝结气体导致冬季管束冻结的情况发生，或影响空冷凝汽器的换热效果。
二、直接冷空机组的工作原理
直接冷空机组的工作原理就是通过外界的空气对汽轮机组的发电机进行冷却。该冷却装置主要有五部分组成，排汽管道、空冷凝汽器、真空抽气系统、喷淋系统和冲洗系统。在这五部分系统中，空冷凝汽器是最关键的部分，该系统主要由两部分组成，主凝汽器和辅助凝汽器，这两部分主要是辅助凝汽器借用外界的空气对汽轮机进行冷却降压。凝汽器是对工作环境的要求较高，作为直接冷空机组最关键的部分，凝汽器的工作性能将直接影响着直接空冷机组整体的运行性能。一般的主凝汽器设计为汽水顺流式，辅助凝汽器设计成汽水逆流式。汽轮机的排放的汽体绝大都是通过主凝汽器，只有少部分排汽通过辅助凝汽器。同时在辅助凝汽器的逆流管道部位装置真空系统，通过真空系统保证系统拥有足够的真空度，这样能够有效规避较低温度下管道冻结的发生。