電廠汽輪機運行的節(jié)能降耗研究

鄭宏偉　李煒

摘要：汽輪機的運行經濟性關系到全廠的運行經濟性，在汽輪機運行時進行有效的節(jié)能降耗改造，必然會獲得較好的經濟效益。文章首先對節(jié)能降耗運行的可行性進行了分析，接著從提高電廠汽輪機的真空度、控制汽輪機給水的溫度、加強汽輪機的運行管理、維持汽輪機凝汽器最佳真空等方面就電廠汽輪機運行的節(jié)能降耗進行了探討。

關鍵詞：電廠；汽輪機；運行管理；節(jié)能降耗；給水溫度；凝汽器 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2016）09-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.037

1 概述

隨著市場經濟的發(fā)展，電廠之間的競爭也日趨白熱化。當前，國家提出節(jié)約資源、保護環(huán)境，發(fā)展綠色經濟，走可持續(xù)發(fā)展道路。電廠作為高耗能企業(yè)，進行節(jié)能降耗工作勢在必行。在電廠節(jié)能減排過程中，汽輪機運行的節(jié)能降耗是其中的關鍵，基于此，本文對電廠汽輪機運行的節(jié)能降耗問題開展了深入的研究。

2 電廠汽輪機運行節(jié)能降耗可行性分析

2.1 經濟層面

因為電廠是具有盈利性目的的企業(yè)單位，在對電廠汽輪機進行節(jié)能改造工作之前，要注意對比改造成本和節(jié)能的收益。應追求投入與產出相符的效果，否則如果為了節(jié)能而節(jié)能，必然影響電廠的經濟效益。就現有機組的改造情況看，對老舊機組進行新技術的改造，節(jié)能效果會大大提高，產生的節(jié)能效益也遠遠大于改造成本，能夠促進電廠經濟效益提高。因此，電廠汽輪機的節(jié)能降耗運行是可行的，是能夠取得成功的。

2.2 技術層面

我們國家對汽輪機的技術改造工作已經有了幾十年歷史，技術經驗豐富。大量改造成果表明，對汽輪機進行節(jié)能改造后，包括本體汽封改造、調節(jié)級噴嘴改造、冷端系統(tǒng)優(yōu)化、熱力系統(tǒng)優(yōu)化、閥門特性優(yōu)化、定滑定曲線優(yōu)化等。這些改造不僅提高了機組的經濟性，同時也會改善汽輪機的可靠性和運行安全性，因此電廠汽輪機節(jié)能降耗運行在技術上是可行的。

通過以上分析可見，通過對汽輪機組進行評估，分析各種條件，找到節(jié)能降耗的關鍵點，并對其進行合理的節(jié)能降耗改造，是非常有利的。下面我們就節(jié)能降耗改造的具體實施工作進行探討。

3 電廠汽輪機運行節(jié)能降耗的具體措施

3.1 對汽輪機給水溫度進行控制

我們知道鍋爐中水的溫度是由燃料量多少以及燃燒充分度決定的。水溫較低時，鍋爐單位耗煤量以及用電量加大，會降低鍋爐運行效率。在汽輪機運行中，保持鍋爐水溫處在合理范圍內，對汽輪機工作效率提高具有關鍵作用。因此，要對鍋爐加煤量和速度進行嚴格控制，并且要控制機組開啟和停止時的水溫，確保一切操作符合相關規(guī)定，這樣才能保證汽輪機的運行效率。

可行的具體措施有：加強對加高加熱系統(tǒng)的維護，避免因不合理操作導致的程序問題；定期對加高加熱系統(tǒng)進行清理，清理水垢和其他沉淀物，可以提升供熱效率，降低熱損耗；對有管道滲漏進行定期的檢查，避免熱管泄露，也能保證熱器的投入率，提高運行效率。

3.2 確保凝汽器處于最佳真空狀態(tài)

在汽輪機運行中，凝汽器發(fā)揮著至關重要的作用。因此使凝汽器處于最佳真空狀態(tài)，可以大大提升機組運行有效性。這需要我們做好以下四個方面的工作：

3.2.1 要保證凝結器的真空密封性，積極進行嚴密性試驗，增加試驗頻率和仔細程度。在實際生產中，一般每月要進行不少于兩次的凝汽器灌水找漏試驗，以便及時對漏點進行排查維修，保證凝結器真空密封性。

3.2.2 做好水泵運行的檢查維修工作，主要是檢查水溫和水位是否在規(guī)定范圍內，要保證水溫不得超過26℃。

3.2.3 要監(jiān)督管線內循環(huán)水的水質。如發(fā)現管線內存在水垢，要及時進行清洗，避免熱能損耗。

3.2.4 要確保有足夠的冷卻面積，以保證凝結水水位正常。使機組處于最佳經濟性的運行狀態(tài)，同時保證其安全性。

3.3 汽輪機啟停及正常運行中的相關措施

汽輪機啟動時，都應按照合理的汽輪機啟動曲線進行。比如，汽輪機冷態(tài)啟動的主汽壓力、主汽溫度和凝結器真空等參數啟動期間都有正常的允許范圍。但是，在實際運行過程中，啟動前機組都要進行長時間預熱，導致并網時間被延長，增加了運行成本。對于這個問題，有如下的建議：先使用旁壓先開的方式將壓力維持到2.8MPa左右，然后通過手動方式對真空破壞門進行開啟，使汽輪機真空維持在-60～-50kPa的范圍內。這樣便可以增加汽輪機進汽量，加快暖機的速度。在進行了低速暖機后，如果機組一切正常，可逐漸開大主汽門將轉速升至1300RPM，并保持40～80分鐘。通過指定檢查項目后，如果沒有異常，這樣就可以保證汽輪機高效、平穩(wěn)運行了。

在電廠汽輪機運行管理方面，主調門盡量使用順序閥運行，并且通過定滑壓試驗找出最佳運行壓力點，日常運行操作根據鍋爐燃燒情況調整汽輪機進汽壓力，按照新的定滑定曲線調整參數運行，保證了汽輪機汽缸的高效率運行。在高負荷區(qū)域通過調節(jié)噴嘴改變通流面積，維持在高水平的定壓調節(jié)；而在低負荷區(qū)域，為了保持給水泵臨界轉速、燃燒、水循環(huán)工況能夠得到穩(wěn)定，那么就應該使用低水平的定壓調節(jié)；在中間負荷區(qū)域，根據實際滑壓曲線控制汽輪機進汽壓力。通過進行加熱器水位調整試驗，找出每臺加熱器合理的疏水水位，保證加熱器端差在合理的運行范圍，達到提高給水溫度和減少加熱器端差的目的，同時合適的抽汽量保證了汽輪機熱力系統(tǒng)的效率。

汽輪機在非正常停機時，盡量保證機組按照合理的參數甩負荷。確保各系統(tǒng)和設備不會因緊急停機而受損，對保證機器壽命有重要作用。

3.4 改造允許技術改造的汽輪機

因為當前冷端系統(tǒng)設備運行的安全性以及經濟性是制約電廠發(fā)電效率的重要因素。因此，在改造汽輪機冷端的過程中，我們應該以凝汽器和水塔為主要切入點。可以考慮循泵運行方式的優(yōu)化，使機組凝汽器處在經濟運行的工況下，同時盡可能降低廠用電，從而實現節(jié)能降耗。

冷端系統(tǒng)包括循環(huán)水泵、凝汽器、冷卻水塔、真空維持裝置（膠球清洗系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)），冷端系統(tǒng)優(yōu)化不僅從某個設備考慮，而是從真空改善措施和真空維持措施兩方面著手。真空改善措施將循環(huán)水泵、凝汽器、冷卻水塔一體化考慮最佳能力，不僅是追求冷端系統(tǒng)某個設備的性能，而且統(tǒng)籌考慮冷端系統(tǒng)整體性能。

在凝汽器改造中，主要考慮凝結水過冷度、凝汽器真空、凝汽器端差幾個方面。比如冷卻管材質的更換，冷卻管布置方式的優(yōu)化等技改，可以大幅提高機組經濟性，并且減少維修和停機次數，從而有效實現節(jié)能降耗目標。

3.5 優(yōu)化主汽調門的運行方式

汽機順序閥運行的效率高于單閥運行，現在大多電廠機組因調門故障率高，影響了順序閥的投入率，從而降低了機組運行的經濟性。經研究調門的故障主要表現在調門波動、調門故障關閉、調門閥座松脫、主汽門預啟閥卡澀等。上述故障原因有些是孤立的，也有互相關聯(lián)的。

在機組運行過程中，應采取多方面措施，保證調門的可靠運行，提高順序閥方式的投運率。其主要措施有：調門閥座改造，改變配合方式，杜絕松脫危險；大修時解體主汽門預啟閥，清除氧化皮，防止閥門卡澀；研究解決控制系統(tǒng)及控制設備的不穩(wěn)而導致的閥門波動，包括LVDT的可靠性等；增加抗燃油再生裝置。

另外，在機組運行時采取相應的技術措施，并加強了如下工作：加強主汽門、調門活動試驗的定期工作。該項工作對減少閥門卡澀、改善抗燃油油壓、減少液壓部套的侵蝕有明顯的好處；改進抗燃油系統(tǒng)的運行方式，包括投入回油旁路運行，更改回油濾網壓差高報警設定值，整定再生裝置運行參數。一方面改善抗燃油質，另一方面也減少抗燃油系統(tǒng)故障帶來的影響；嚴密監(jiān)視抗燃油油質；加強運行參數監(jiān)視及調整，保障機組在額定參數下運行，提高效率的同時避免超壓、超溫。通過研究調門突然關閉與存在波動的原因，制定了調門的整體解決方案。提高順序閥運行的可靠性，從而提高了機組的經濟性。

3.6 優(yōu)化機組熱力系統(tǒng)

熱力系統(tǒng)優(yōu)化可有效減少輔助系統(tǒng)造成的泄漏損失，主要措施有合并同一管道系統(tǒng)疏水，減少疏水點，減小需要維護的閥門個數；合理布置閥門位置，便于運行檢查及檢修維護；優(yōu)化備用系統(tǒng)的熱備用方式，避免因熱備用造成的能量損失；簡化熱力系統(tǒng)，取消冗余設置的備用汽源，疏水、放水、放氣管路等；結合操作方式改進、優(yōu)化閥門配置等措施，減少運行方式不當造成的閥門泄漏，如加熱器危急疏水、熱力系統(tǒng)設備和管道疏水、各水泵再循環(huán)等；合理利用工質有效能，優(yōu)化輔助系統(tǒng)汽源及疏水排放方式，如熱網疏水、暖風器汽源及疏水等。

經過熱力系統(tǒng)優(yōu)化，不僅可在一定程度上降低機組煤耗，而且系統(tǒng)簡化減少了維護和操作工作量，更有利于保證剩余閥門的嚴密性，有利于機組在較長時間內保持機組的經濟性水平。

4 結語

汽輪機的節(jié)能降耗有許多途徑，因此我們要秉持具體問題具體分析的原則，堅持從實際情況出發(fā)，選擇有效的節(jié)能改造措施來進行電廠汽輪機節(jié)能降耗改造。這就要求我們工作人員在工作中細心觀察并進行運行經驗的總結，此外應加強對節(jié)能降耗工作的重視度。如此不僅能促進電廠經濟效益的提高，也符合國家經濟發(fā)展的戰(zhàn)略方向，使電廠在與同類工廠競爭中屹立于不敗之地。我們相信，隨著我們在這方面研究的深入，電廠節(jié)能改造工作，在未來必將做得越來越好。

參考文獻

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[2] 孫遜，李光輝，董風仁.發(fā)電廠汽輪機及其輔機設備節(jié)能技術[J].中國高新技術企業(yè)，2012，（17）.

作者簡介：鄭宏偉（1985-），男，河南人，華電電力科學研究院工程師，研究方向：汽輪機及熱力系統(tǒng)。

（責任編輯：王 波）