發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)

郝宗凱，夏冰

（中國(guó)電能成套設(shè)備有限公司，北京 100080）

中國(guó)能源的消費(fèi)量比較大，雖然能源資源較為豐富，但是人均占有量卻比較低，能源分布也不夠合理，這就使得能源利用率相對(duì)較低，能源浪費(fèi)問(wèn)題比較嚴(yán)重，這就使得單位產(chǎn)值能耗比較高，損耗也較為嚴(yán)重，嚴(yán)重制約了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。汽輪機(jī)技術(shù)逐步完善在一定程度上提升了汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的熱效率。在經(jīng)濟(jì)大環(huán)境與市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)推動(dòng)下，電力行業(yè)面臨節(jié)能增效上的壓力，需要全面提升發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的運(yùn)行效率，盡可能降低能源方面的消耗，逐步提升其社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益。

1 汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備節(jié)能增效可行性分析

1.1 技術(shù)角度

從目前來(lái)看，中國(guó)現(xiàn)有汽輪機(jī)技術(shù)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期實(shí)踐運(yùn)行以及技術(shù)發(fā)展，汽輪機(jī)及其輔機(jī)技術(shù)較為完善，這在一定程度上提升了熱效率，在確保降低能耗基礎(chǔ)上，全面提升汽輪機(jī)及其輔機(jī)的能源轉(zhuǎn)化率，對(duì)提升節(jié)能減排能力具有至關(guān)重要的作用。經(jīng)過(guò)技術(shù)改造，在一定程度上提升了汽輪機(jī)及其輔機(jī)的安全性與可靠性，為創(chuàng)新發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能技術(shù)提供有效技術(shù)支撐。

1.2 經(jīng)濟(jì)角度

發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)在創(chuàng)新過(guò)程中，針對(duì)創(chuàng)新后成本收益進(jìn)行更加合理、科學(xué)的評(píng)估，避免對(duì)技術(shù)創(chuàng)新盲目追求，或者是改造后并沒(méi)有達(dá)到節(jié)能減排目的，此外，技術(shù)創(chuàng)新還需要滿足高效益、低成本經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。從目前來(lái)看，大多數(shù)大電廠改造以及創(chuàng)新汽輪機(jī)及其輔助設(shè)備，同新式汽輪機(jī)相比，投入成本相對(duì)較低，經(jīng)過(guò)了技術(shù)改造以及技術(shù)創(chuàng)新后，有效控制汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的能耗。遠(yuǎn)期來(lái)看，發(fā)電廠對(duì)創(chuàng)新和改造汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)具有非常高的經(jīng)濟(jì)可行性。

2 汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的影響能耗因素

2.1 能耗因素

汽輪機(jī)氣缸是相對(duì)封閉、性能良好的氣室，阻斷氣缸內(nèi)的氣體和外界的空氣，同時(shí)將蒸汽轉(zhuǎn)化成機(jī)械能。氣缸內(nèi)缸和外缸間存在著空氣夾層，工作過(guò)程中，熱輻射作用促使內(nèi)缸熱能向外缸傳遞，夾層內(nèi)氣流在某種程度上實(shí)現(xiàn)氣缸預(yù)加熱，為氣缸內(nèi)的工作效率提供保障。汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備工作過(guò)程中，氣缸內(nèi)噴水量直接影響氣壓與溫度。熱能持續(xù)供應(yīng)的狀態(tài)下，噴水量和空氣之間比重逐漸增加，這就使得熱能消耗也逐漸增加，汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備工作效率處在比較低的工作狀態(tài)，熱能損耗問(wèn)題也比較嚴(yán)重。蒸汽壓力與溫度變化也會(huì)影響汽輪損耗，實(shí)際操作過(guò)程中，需要保證鍋爐冷水壁與過(guò)熱器內(nèi)部保持清潔狀態(tài)，同時(shí)汽輪機(jī)輔機(jī)管線路合理性與封閉性也需要保證。

2.2 調(diào)整因素

汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的運(yùn)行調(diào)整合理性對(duì)整體節(jié)能降耗有效性產(chǎn)生直接影響。汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備在運(yùn)行調(diào)整過(guò)程中主要包含6個(gè)方面的問(wèn)題。（1）未優(yōu)化循環(huán)水運(yùn)行方式，進(jìn)而未及時(shí)維護(hù)二次濾網(wǎng)，最終造成了堵塞，或者是真空泵冷卻水的溫度過(guò)高等造成凝汽器真空偏高。（2）機(jī)組啟停時(shí)，若是暖機(jī)時(shí)間的調(diào)整不夠恰當(dāng)或者是調(diào)整過(guò)長(zhǎng)也容易產(chǎn)生機(jī)組跳閘，這就使得機(jī)組由于頻繁的開(kāi)機(jī)停機(jī)而造成能耗增加。（3）機(jī)組由于運(yùn)行調(diào)整不夠恰當(dāng)造成了各項(xiàng)參與和實(shí)際負(fù)荷之間存在不符情況，這就使得能耗增加。（4）一部分并沒(méi)有應(yīng)用新型技術(shù)或者是參與改造舊機(jī)組，比技術(shù)創(chuàng)新機(jī)組的能耗高。（5）凝結(jié)水泵的運(yùn)行方式不夠合理，由于未合理進(jìn)行環(huán)節(jié)調(diào)整促使汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的運(yùn)行能耗隨之增加。（6）加熱器的水位設(shè)定方面不夠合理，或者是由于水位設(shè)定過(guò)高，或者是水位設(shè)定過(guò)低。

3 汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能途徑

汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)行后，在不同程度上出現(xiàn)能耗增加問(wèn)題，需要不斷增加汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造工作，設(shè)置有效運(yùn)行方案，全面提升汽輪機(jī)及其輔機(jī)運(yùn)行的有效性，最終達(dá)到增效降排目的。

3.1 改造鍋爐水泵

汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備改造節(jié)能技術(shù)時(shí)，需要針對(duì)原能耗較高鍋爐水泵換成能耗相對(duì)較小上水泵。啟動(dòng)機(jī)組前或者是鍋爐汽水系統(tǒng)的上壓試驗(yàn)過(guò)程中，可以選擇能耗相對(duì)較小的上水泵上水，鍋爐點(diǎn)火后則需要完成升壓后啟動(dòng)電泵，這樣有利于降低汽輪機(jī)及其輔機(jī)能耗。

3.2 改造凝結(jié)器系統(tǒng)

汽輪機(jī)及其輔機(jī)正常工作時(shí)，蒸汽做功屬于蒸汽降溫、蒸汽降壓過(guò)程；正常來(lái)看，壓力越低，蒸汽做功越多，那么凝汽器內(nèi)壓力需要保持在最佳真空的狀態(tài)，這樣能夠?yàn)槠啓C(jī)及其輔機(jī)設(shè)備做功效率提供保障，這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)減少煤耗的目的，還有利于提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益。首先，高精度實(shí)驗(yàn)?zāi)鞯恼婵諊?yán)密性，為了能夠提升凝氣設(shè)備工作過(guò)程中真空系統(tǒng)嚴(yán)密性，那么就需要定期針對(duì)凝氣設(shè)備真空嚴(yán)密性開(kāi)展高精度試驗(yàn)，一旦出現(xiàn)凝汽器真空不合格時(shí)，需要及時(shí)維護(hù)以及及時(shí)堵漏。其次，對(duì)循環(huán)水的水質(zhì)進(jìn)行嚴(yán)格控制。工作人員需要嚴(yán)格監(jiān)控循環(huán)水水質(zhì)，這樣能夠規(guī)避凝氣管銅管之內(nèi)產(chǎn)生水垢，對(duì)換熱效果產(chǎn)生影響，例如定期檢查膠球的清洗系統(tǒng)，諸如對(duì)膠球清理系統(tǒng)定期檢查，對(duì)膠球清洗系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行查看，為膠球清理系統(tǒng)的工作效率提供保障。一旦發(fā)現(xiàn)形成了水垢，需要及時(shí)清洗并且為換熱效果提供保證。此外，定期的清查以及維護(hù)循環(huán)水泵，定期清理與沖洗旋轉(zhuǎn)濾網(wǎng)與二次濾網(wǎng)等，保證循環(huán)水的水質(zhì)，提升換熱效果。最后，對(duì)抽氣設(shè)備定期維護(hù)。工作人員需要定期檢查抽氣器的水箱水溫，保證抽氣器工作水箱處在正常水溫，確保抽氣器工作水箱的水溫保持在26℃以下。

3.3 改造汽水系統(tǒng)

汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備在改造節(jié)能技術(shù)時(shí)，需要盡可能提升溫水使用率，促使再熱蒸汽溫度、主汽溫度等同相關(guān)設(shè)計(jì)值盡量接近，同時(shí)還需要提升蒸汽壓力，提升蒸汽做功高效性。汽水品質(zhì)對(duì)汽輪機(jī)節(jié)能降耗具有直接影響，若是汽水的品質(zhì)比較差，那么不僅容易造成汽輪機(jī)在流通部分出現(xiàn)結(jié)垢問(wèn)題，還對(duì)汽輪機(jī)工作效率產(chǎn)生影響，甚至不利于汽輪機(jī)安全運(yùn)轉(zhuǎn)。工作人員需要逐步提升汽水霧化的效果，合并設(shè)計(jì)補(bǔ)水方式，這樣能夠有效規(guī)避出現(xiàn)凝結(jié)水溶氧過(guò)多的問(wèn)題等等，最終提升汽車的品質(zhì)，提升汽輪機(jī)的工作效率。

3.4 改造加熱系統(tǒng)技術(shù)

發(fā)電廠汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)主要借助煤燃實(shí)現(xiàn)加熱給水，煤處在燃燒加熱水的過(guò)程中，不僅會(huì)造成一部分熱量損失，還可能由于水的初始溫度過(guò)低造成能量更多損耗，這就使得鍋爐熱效率降低，那么就需要嚴(yán)格控制水溫。首先，確保高壓加熱器的投入率。汽輪機(jī)機(jī)組正常啟停時(shí)需要嚴(yán)格的按照相關(guān)規(guī)程操作，及時(shí)投入或者是解列高壓加熱器。為了能夠有效規(guī)避汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中高壓加熱器解列，工作人員需要合理維護(hù)高壓加熱器，這樣能夠規(guī)避由于人為失誤或人為疏忽產(chǎn)生的不必要能源損耗。此外，還需要保證高壓加熱器水位穩(wěn)定性，同時(shí)定期清潔高壓加熱器的換熱管，這樣能夠有效清除管內(nèi)堆積的污垢，提升換熱管傳熱效率，減低換熱管熱應(yīng)力，最終實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。其次，重視加熱器維護(hù)工作。工作人員需要重視檢查和維護(hù)加熱器冷卻水管等相關(guān)設(shè)備嚴(yán)密性，若是冷卻水管產(chǎn)生泄漏問(wèn)題，那么可能造成水污染，若是水室隔板產(chǎn)生泄漏，那么則可能造成一些高壓給水中冷卻水無(wú)法通過(guò)的問(wèn)題，這就使得給水的溫度過(guò)低，能源損耗較為嚴(yán)重。因此一旦發(fā)現(xiàn)了加熱器系統(tǒng)產(chǎn)生漏點(diǎn)，需要及時(shí)維護(hù)與堵漏。最后，確保加熱器處正常水位。若是汽輪機(jī)加熱器內(nèi)水位比較高，可能出現(xiàn)淹沒(méi)，需要減少換熱面積，同時(shí)造成換熱效率降低。此外，還可能由于疏水倒流入汽輪機(jī)對(duì)機(jī)組安全產(chǎn)生影響。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，在改造以及創(chuàng)新發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)過(guò)程中，需要全面研究汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能降耗關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)可行性，在保證不對(duì)機(jī)組的整體運(yùn)行產(chǎn)生影響的基礎(chǔ)上進(jìn)行針對(duì)性技術(shù)改造以及運(yùn)行優(yōu)化。此外，還需要有效發(fā)揮相關(guān)技術(shù)工作人員的技術(shù)創(chuàng)新能力以及管理潛能，為推動(dòng)汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能改造與創(chuàng)新機(jī)制，為實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能增效給予更高的貢獻(xiàn)。