探究火電廠600MW汽輪機組的節(jié)能改造措施

熊小勇

摘 要：600MW高參數、大容量汽輪機在火力發(fā)電廠中的應用十分廣泛，就目前來看600MW的設計和制造技術水平不斷提升，提高了氣缸效率，但能耗一直居高不下，如何實現節(jié)能降耗至關重要?；谝陨?，本文從火力發(fā)電廠汽輪機運行現狀著手，以東方600MW汽輪機組為例，分析了其存在的問題，并針對性的提出了具體的節(jié)能改造措施，旨在為相關汽輪機組節(jié)能改造實踐提供參考。

關鍵詞：火電廠；汽輪機組；節(jié)能降耗；節(jié)能改造

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）11-0173-02

火力發(fā)電是我國最重要的電力能源生產方式之一，但火力發(fā)電廠的能耗也相對較大。汽輪機組是火力發(fā)電廠的重要設備，在整個火電廠能耗中，汽輪機組的能耗占據比例較大。當前，汽輪機設計及制造技術不斷發(fā)展，氣缸效率得到了有效的提升，但能耗高的問題一直沒有得到根本性的解決，火電廠汽輪機的能耗一直處于較高的水平。能源問題是關系到人類社會可持續(xù)發(fā)展的關鍵性問題，對于火力發(fā)電廠汽輪機來說，如何進行節(jié)能改造至關重要。600MW汽輪機屬于高參數、大容量汽輪機，其能耗一直較高，本文以東方電氣集團公司生產的600MW汽輪機為例，結合其實際運行問題和特點，探討了600MW汽輪機的節(jié)能改造措施，旨在為相關火電廠汽輪機節(jié)能改造實踐提供參考，優(yōu)化節(jié)能效果，促進經濟效益提升。

1 火力發(fā)電廠汽輪機運行現狀分析

早在二十世紀五六十年代，我國火電廠就開始使用了汽輪機，最初使用的汽輪機屬于燃氣輪機，在研制生產的過程中，受到供氣不足的影響，其一直沒有得到有效地推廣和應用。近年來，在國家能源戰(zhàn)略調整的背景下，煤氣輪機的應用越來越廣泛，許多國產化汽輪機應用而生，例如中國東方電氣集團公司研制生產的汽輪機在市場上發(fā)展較快[1]。但需要注意的是，雖然汽輪機發(fā)展迅速，技術也不斷完善，但節(jié)能降耗問題一直沒有得到根本性的解決，尤其當前許多火電廠都存在機組老化的情況，汽輪機組能耗高的問題越來越凸顯，汽輪機組的節(jié)能改造也越來越受到關注。

2 600MW超臨界汽輪機組存在問題分析

2.1 氣缸效率低

通流部分結垢、氣封間隙大等是導致氣缸效率低的主要原因，在進行檢修和調整之后，如果氣缸效率仍舊較低，則需對隔板和葉片進行檢查，看是否因隔板和葉片制造工藝不良導致氣缸效率低。

2.2 背壓高

主蒸汽溫度、壓力和再熱蒸汽溫度、背壓是影響汽輪機熱效率的主要因素，其中背壓的影響最大也最為明顯[2]。凝氣設備、循環(huán)水系統(tǒng)則是影響背壓的主要因素。具體分析如下：

（1）直接取自循環(huán)水作為冷卻器的冷卻水，沒有經過任何水處理工序，而循環(huán)水中存在眾多雜質，其中的水生物或貝殼很容易導致冷卻器或真空泵的堵塞，嚴重影響出力。（2）在循環(huán)水管道中無二次濾網設置，沒有對循環(huán)水進行過濾，在聚水室、鈦管內很容易滋生大量的水生物，對循環(huán)進行帶來不利影響。（3）設置了膠球清洗系統(tǒng)，但系統(tǒng)效率低下，大大壓縮了循環(huán)水的優(yōu)化空間，從而給傳熱、凝氣循環(huán)的通暢性帶來不利影響。

3 直接空冷汽輪機組存在的問題分析

3.1 沙塵影響

在西北地區(qū)，風沙嚴重，翅片管積聚沙塵會導致其熱阻增加，使得傳熱性能惡化，甚至堵塞冷卻通道。

3.2 風的影響

空冷器吸入口受風的影響會產生負壓區(qū)，這會導致風機吸入的空氣量較低，且吸入口溫度升高，使得熱氣流動受到影響而變得不通暢。

3.3 冬季凍結問題

指的是空冷凝汽器的冬季凍結問題，導致此問題的原因眾多，例如管排間流量不均勻、排氣放熱量比管束散熱量小及不凝氣體聚集等都會導致空冷凝汽器的凍結[3]。

3.4 凝結水溶氧超標

溶解氧含量是影響系統(tǒng)真空狀態(tài)的直接因素，導致換熱效率降低，切回家居管道腐蝕，一般來說，需要采取提升真空嚴密性、優(yōu)化補水方式、強化除氧效果等措施來避免凝結水溶氧超標問題出現。

4 600MW汽輪機組節(jié)能改造措施探討

4.1 循環(huán)水泵運行方式的優(yōu)化改造

對于當前大型變電站來說，雖然大多規(guī)劃多臺同等級機組，但是循環(huán)水系統(tǒng)設計形式仍較為落后，大多沿用單元制設計方式，從而限制了機組經濟效益的實現。例如，某火電廠600MW汽輪機組標配兩臺循環(huán)水泵，冬季使用一臺水泵，春、夏、秋三季使用兩臺水泵，循環(huán)水泵能耗較大，占據整個火電廠能好的7%左右，由此可見，應當從循環(huán)水泵著手，實現600MW汽輪機組的優(yōu)化節(jié)能[4]?？梢詫⒙撏ü茉O置在循環(huán)水的各個單元之間，這種改造設計方式有點明顯，一方面循環(huán)水各個單元之間能夠實現獨立運行，另一方面汽輪機組可以實現協同工作。在實際應用的過程中，以冷端實驗和凝汽器理論為基礎，對不同負荷、不同水文條件下循環(huán)水最佳適用量進行計算，在對水泵運行方式進行優(yōu)化調整的同時，滿足實際需求，實現節(jié)能降耗，節(jié)能效益十分明顯。

4.2 合理使用減溫水

就目前來看，許多火電廠汽輪機組都采用減溫水來再熱主蒸汽，從省煤器出口提供的減溫水對于節(jié)能降耗沒有任何作用，但從給水泵中間抽頭或出口提供減溫水則會失去高壓加熱器的作用，大大降低了經濟效益。尤其隨著機組負荷的降低，減溫水帶來的經濟效益也越來越小，同時還會給熱效率帶來越來越大的影響。為了實現節(jié)能降耗，在低負荷的時候應當謹慎使用噴水減溫的方式，可以利用鍋爐煙氣側來進行溫度調節(jié)，盡可能減少使用減溫水，從而在運行的過程中有效實現節(jié)能效果。

4.3 優(yōu)化配氣方式

東風600MW汽輪機組在剛剛投入使用的時候使用的控制方式為單閥控制，在度過磨合期之后，單閥控制會轉變?yōu)轫樞蜷y控制，以此來提升機組的經濟性。但從實際情況上來看則并非如此，對東風600MW汽輪機組進行性能測驗，考察兩種控制方式對機組熱效率的影響差異，測驗結果如下：對于低參數或冷啟動等變負荷運行來說，在運行的過程中，采用單閥控制方式能夠實現較快的機組熱膨脹，同時能夠縮短啟動時間，減小應力，而對于參數額定條件下的運行來說，采用順序控制方式的節(jié)能效果更加優(yōu)良，不僅能夠降低節(jié)流損耗，對于提升整個汽輪機的運行效率也有著積極的意義。

此外，在使用空冷器的時候，可以選擇將空冷廢氣輸送到鍋爐送風機中，實現廢氣的循環(huán)利用，同時做好防凍、防塵及紡沙工作，這也是節(jié)能改造的一個重要措施。

4.4 間隔檢修系統(tǒng)內漏

相較于系統(tǒng)外漏來說，系統(tǒng)內漏不容易被發(fā)現和消除，疏水系統(tǒng)是系統(tǒng)內漏的時常發(fā)生的位置，疏水系統(tǒng)中存在眾多氣動調節(jié)閥，疏水閥兩側壓力差異較大，在壓力差的作用下，疏水閥難以嚴密閉合，尤其隨著停止和啟動次數的增加，這種現象出現頻率越來越高，久而久之不可避免的會產生內漏問題[5]。因此，汽輪機廠應當在進行大小檢修的過程中及時檢查閥門，對故障閥門進行更換，保證閥門閉合緊密，因此來避免內漏而導致能耗增加，實現節(jié)能效果。

5 結語

綜上所述，600MW汽輪機的節(jié)能改造是一項系統(tǒng)性的工程，需要明確汽輪機組存在的主要問題，確定能夠進行節(jié)能改造的環(huán)節(jié)和部位，并針對火電廠600MW汽輪機的運行特點針對性的制定改造措施，以此方能改善節(jié)能效果，提升經濟效益。本文以東方600MW汽輪機組為例，探討了其具體的節(jié)能改造措施，旨在為相關研究和實踐提供參考。

參考文獻

[1]樊磊.火電廠600MW汽輪機組節(jié)能改造措施分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2015，（07）：68.

[2]張紅心.電廠600MW汽輪機組節(jié)能改造措施分析[J].中國新技術新產品，2012，（22）：122.

[3]焦學鵬.2×600MW火電機組用能診斷分析[D].長沙理工大學，2013.

[4]張巖.600MW機組汽輪機低壓缸改造效果評價研究[D].華北電力大學，2014.

[5]趙豹.600MW級火電廠熱力系統(tǒng)優(yōu)化與（火用）分析[D].河北工業(yè)大學，2014.