電廠汽輪機(jī)系統(tǒng)節(jié)能降耗措施探析

崔震 趙鵬 韓彥春

摘 要：汽輪機(jī)組是電廠內(nèi)的主要耗能系統(tǒng)設(shè)備之一，電廠要提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)通過(guò)提高汽輪機(jī)組各熱力系統(tǒng)設(shè)備的運(yùn)行效率來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文主要分析了電廠汽輪機(jī)能耗問(wèn)題，同時(shí)提出了電廠汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)能降耗的對(duì)策，以期能夠?qū)崿F(xiàn)汽輪機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的社會(huì)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：電廠汽輪機(jī);系統(tǒng);節(jié)能降耗

一、電廠汽輪機(jī)系統(tǒng)節(jié)能降耗的必要性

1.節(jié)約能源，控制生產(chǎn)成本。隨著電力需求的不斷增加，我國(guó)電廠規(guī)模不斷擴(kuò)大，汽輪機(jī)的使用也越來(lái)越多。電廠鍋爐汽輪機(jī)作為一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能、電能，同時(shí)，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機(jī)熱載體。通過(guò)燃燒燃料，鍋爐產(chǎn)生蒸汽，然后通過(guò)管道流向汽輪機(jī)，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。然而在鍋爐汽輪機(jī)運(yùn)作的過(guò)程中，受多種因素的影響，會(huì)使得能源的消耗不斷加快。

2.有利于保護(hù)社會(huì)環(huán)境。在目前電廠發(fā)電主要用的燃料有煤、油、氣，而這些能源的消耗不僅會(huì)加大我國(guó)能源緊缺的局面，同時(shí)還會(huì)加劇我國(guó)環(huán)境問(wèn)題，進(jìn)而影響到我國(guó)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。國(guó)家提出的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，發(fā)展節(jié)能經(jīng)濟(jì)已成為我國(guó)現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的主要內(nèi)容。在電廠發(fā)電過(guò)程中，為了更好地體現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求，對(duì)電廠鍋爐汽輪機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)可以有效地提高經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染。

二、電廠鍋爐汽輪機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能原則

1.環(huán)保原則。人們生活水平的提高，人們的環(huán)保意識(shí)不斷增強(qiáng)，在電廠過(guò)濾汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)向環(huán)境排放大量的有害氣體，進(jìn)而影響到環(huán)境質(zhì)量。為此，在電廠鍋爐汽輪機(jī)節(jié)能降耗設(shè)計(jì)工作中要充分考慮到環(huán)境的協(xié)調(diào)性，采取有效的節(jié)能技術(shù)，將生態(tài)問(wèn)題、環(huán)保問(wèn)題緊密的集合起來(lái)，從而減少電廠鍋爐汽輪機(jī)的排放和能耗，保障電廠的經(jīng)濟(jì)效益及社會(huì)效益。

2.合理性原則。電廠鍋爐汽輪機(jī)對(duì)資源消耗是非常大的，在滿足現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展需要的同時(shí)，在對(duì)電廠鍋爐汽輪機(jī)系統(tǒng)節(jié)能降耗設(shè)計(jì)的合理性也提出了更好的要求。電廠鍋爐汽輪機(jī)系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)既要符合電廠發(fā)展需求，同時(shí)還要符合社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的要求，既要考慮到電廠鍋爐汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)成本，又要保障鍋爐汽輪機(jī)的使用性能。

三、電廠汽輪機(jī)組的節(jié)能降耗措施研究

1.汽輪機(jī)組運(yùn)行管理方面

（1）啟動(dòng)管理。從我國(guó)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組的運(yùn)行來(lái)看， 其在啟動(dòng)環(huán)節(jié)中消耗的能量相對(duì)較高。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的，可以將啟動(dòng)環(huán)節(jié)中汽輪機(jī)組的真空度、主汽壓范圍、溫度這三種參數(shù)分別控制為：小于60kPa、處于2.5-3.5MPa 范圍中、高于300 攝氏度。

（2）運(yùn)行過(guò)程管理。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的， 對(duì)汽輪機(jī)組運(yùn)行過(guò)程進(jìn)行管理具有一定的必要性。當(dāng)汽輪機(jī)組處于低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，可以通過(guò)定壓調(diào)節(jié)法的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)水泵軸臨界轉(zhuǎn)速的控制。除了這種方法之外，為了提升汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，還可以對(duì)其通流面積進(jìn)行合理調(diào)整。當(dāng)汽輪機(jī)組處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，為了提升加熱器的利用率，可以對(duì)汽輪機(jī)組的溫度和主汽壓進(jìn)行適當(dāng)提升。應(yīng)用這種措施的作用還表現(xiàn)為可以提升鍋爐的補(bǔ)給水溫。

（3）停機(jī)管理?；鹆Πl(fā)電廠汽輪機(jī)組停機(jī)能耗的影響因素主要是溫度。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目的，可以將溫度控制在適宜汽輪機(jī)組停機(jī)操作的狀態(tài)中。在停機(jī)操作的實(shí)現(xiàn)方法中，滑參數(shù)方式的效果相對(duì)較好。這種方法的優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)為：其在降低汽輪機(jī)組溫度的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)利用機(jī)組余熱發(fā)電的目的。

2.凝汽機(jī)真空狀態(tài)保持方面。就該方面而言，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)組節(jié)能降耗目的的措施主要包含以下幾種：

（1）凝汽機(jī)真空系統(tǒng)嚴(yán)密性防護(hù)措施。對(duì)于火力發(fā)電廠而言，凝汽機(jī)真空狀態(tài)的保持具有降低能耗的作用。為了保證凝汽機(jī)真空系統(tǒng)在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中始終處于定值狀態(tài)，可以注重系統(tǒng)嚴(yán)密性防護(hù)措施的應(yīng)用。在實(shí)際生產(chǎn)活動(dòng)中，相關(guān)人員應(yīng)該對(duì)凝汽器及真空系統(tǒng)是否存在泄漏問(wèn)題進(jìn)行嚴(yán)格檢查。當(dāng)發(fā)現(xiàn)存在真空系統(tǒng)泄露或閥門(mén)松動(dòng)問(wèn)題時(shí)，應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行處理。作為汽輪機(jī)耗能的關(guān)鍵性影響因素之一，當(dāng)外在負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，應(yīng)該根據(jù)具體的變化情況對(duì)汽輪機(jī)軸封蒸汽壓力的數(shù)值進(jìn)行合理調(diào)整。除此之外，抽氣器噴嘴也是引發(fā)能耗增加的重要途徑之一，因此，應(yīng)該將抽氣器噴嘴列入檢查對(duì)象中。當(dāng)噴嘴存在堵塞問(wèn)題時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行清理。

（2）凝汽器熱負(fù)荷控制措施。凝汽器熱負(fù)荷控制方法包含許多種，相比之下，霧化噴頭加設(shè)法的優(yōu)勢(shì)更加明顯。這種控制措施的起效原理是，當(dāng)凝汽器熱負(fù)荷發(fā)生增加時(shí)，其在后續(xù)生產(chǎn)活動(dòng)中需要的能量也會(huì)隨之發(fā)生相應(yīng)增加。這種方法是指，將霧化噴頭加設(shè)在汽輪機(jī)組凝汽器的喉部位置。在凝汽器的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，該噴頭可以通過(guò)熱傳遞吸收掉一部分凝汽器產(chǎn)生的凝結(jié)熱，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)熱負(fù)荷降低的目的。這種處理措施的應(yīng)用可以有效實(shí)現(xiàn)凝汽器在真空狀態(tài)中的保持，進(jìn)而產(chǎn)生良好的節(jié)能降耗作用。

（3）凝汽器冷卻面清洗措施。隨著凝汽器使用時(shí)間的增加，其表面在運(yùn)行過(guò)程中可能產(chǎn)生的污垢熱阻的附著會(huì)從一定程度上對(duì)設(shè)備的熱傳遞過(guò)程產(chǎn)生影響。凝汽器的常用清洗方法主要包含以下兩種：第一，酸洗法。這種清洗方法適用于凝汽器冷卻銅管泥垢較厚的情況，即當(dāng)凝汽器冷卻銅管上的污垢處于產(chǎn)生后期階段時(shí)。在這種情況下，應(yīng)用酸洗法進(jìn)行清洗的操作步驟為：針對(duì)凝汽器的冷卻銅管應(yīng)用酸性清洗劑，該清洗劑是由5%有機(jī)酸以及其他原料組成的。在實(shí)際清洗過(guò)程中，當(dāng)設(shè)備的腐蝕速率小于1m2/h 時(shí)，應(yīng)該向清洗劑中加入酸腐蝕劑、氫氟酸等。在這種情況下，需要將設(shè)備清洗的水溫參數(shù)和流速參數(shù)分別控制為40 攝氏度以及0.1m2/s。如果針對(duì)凝汽器應(yīng)用兩次酸洗法之后，其酸度數(shù)值相同，則可以結(jié)束清洗。第二，干洗法。這種方法適用于凝汽器結(jié)垢具有疏松特點(diǎn)的情況中。在這種情況下，可以字節(jié)將火力發(fā)電廠生產(chǎn)過(guò)程中除氧器產(chǎn)生的熱水置于凝汽器中，直到熱水灌滿整個(gè)凝汽器。當(dāng)灌水操作完成之后，可以利用風(fēng)機(jī)將凝汽器冷卻管吹干，在這個(gè)過(guò)程中，風(fēng)機(jī)的熱量會(huì)引發(fā)污垢產(chǎn)生硬化結(jié)痂變化。當(dāng)這種變化產(chǎn)生之后，可以直接用冷水將其沖洗掉。

3.冷卻水溫控制方面。就火力發(fā)電廠而言， 引發(fā)汽輪機(jī)組能耗增加的主要因素是其冷卻水溫相對(duì)較高。隨著循環(huán)系統(tǒng)形式的不同，冷卻水溫的影響因素也會(huì)發(fā)生變化。就閉合式循環(huán)系統(tǒng)而言，設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況以及外部條件會(huì)對(duì)其溫度產(chǎn)生影響。就開(kāi)式循環(huán)系統(tǒng)而言，水溫主要會(huì)受到外部自然條件的影響。就冷卻水塔的運(yùn)行過(guò)程而言，障礙的存在會(huì)引發(fā)水塔出口水溫的提升，因此，應(yīng)該通過(guò)水塔排水槽、填料等因素的檢查，實(shí)現(xiàn)冷卻水溫度的有效控制目的。

4.鍋爐補(bǔ)給水溫控制方面。

（1） 加高處理措施。就火力發(fā)電廠加高的處理措施而言， 為了保證其運(yùn)行的順利進(jìn)行，促進(jìn)鍋爐補(bǔ)給水溫的提升，首先應(yīng)該對(duì)疏水器的選用加以重視。當(dāng)疏水器與實(shí)際應(yīng)用要求相符之后，可以將管板U 型管式高壓加熱器應(yīng)用作為該部分的換熱器。與其他加熱器相比，這種設(shè)備的優(yōu)勢(shì)主要在于其焊口數(shù)量相對(duì)較少， 且傳熱速度相對(duì)較快。

（2） 汽輪機(jī)組加熱器檢漏措施。在汽輪機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中， 加熱器等設(shè)備的存在漏洞故障時(shí)，其消耗能量相對(duì)較高。因此，在汽輪機(jī)組的檢修過(guò)程中，應(yīng)該對(duì)加熱器的水室隔板以及高加筒體進(jìn)行檢漏處理，保證該設(shè)備使用功能的完整性。

作者簡(jiǎn)介：崔震（1988-3-）男，助理工程師，研究方向?yàn)檩啓C(jī)工程技術(shù)。