提高300MW汽輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的措施探討

吳濤

摘 要：安全生產(chǎn)、降低煤耗是熱力發(fā)電廠生產(chǎn)經(jīng)營的主要內(nèi)容。本文分析探討了影響300MW汽輪機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的因素和提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的措施，并結(jié)合實(shí)際論述了節(jié)能管理技術(shù)、節(jié)能改造技術(shù)和運(yùn)行調(diào)整技術(shù)。

關(guān)鍵詞：300MW；汽輪機(jī)組；經(jīng)濟(jì)性；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.191

我國已是世界電力生產(chǎn)第二大國，但單位GDP能耗卻高于世界平均水平，能源浪費(fèi)和環(huán)境污染問題日益嚴(yán)峻。要貫徹國家“把節(jié)約資源作為基本國策”的方針，電力工業(yè)是節(jié)能減排的重點(diǎn)行業(yè)。300MW汽輪發(fā)電機(jī)組作為目前我國主力發(fā)電機(jī)組之一，有著極大的節(jié)能潛力可挖掘。需要調(diào)動(dòng)各方面生產(chǎn)人員積極性，通過節(jié)能降耗減排，促進(jìn)資源集約利用，保護(hù)綠水青山，改善人民生活質(zhì)量。

1 提高汽輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的節(jié)能管理措施

（1）設(shè)置經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理機(jī)構(gòu)（崗位），制定相關(guān)管理制度，推進(jìn)發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行制度化、專業(yè)化、日常化。

（2）開展培訓(xùn)，不斷提高工作人員的節(jié)能意識(shí)和執(zhí)行節(jié)能技術(shù)措施的能力。

（3）建立生產(chǎn)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行。機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行是對發(fā)電廠進(jìn)行節(jié)能管理的模式，以單元機(jī)組為對象，以降低供電煤耗為目標(biāo)，通過對機(jī)組運(yùn)行數(shù)據(jù)分析、診斷和耗差分析計(jì)算，指導(dǎo)運(yùn)行人員優(yōu)化調(diào)整，以提高機(jī)組效率，降低機(jī)組煤耗。

（4）開展機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行競賽。利用生產(chǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)，建立以機(jī)組供電煤耗為核心的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，開展生產(chǎn)運(yùn)行班組節(jié)能競賽并獎(jiǎng)優(yōu)罰劣；同時(shí)，對生產(chǎn)中積極促進(jìn)/違反節(jié)能生產(chǎn)的行為進(jìn)行獎(jiǎng)懲。

（5）積極對標(biāo)行業(yè)內(nèi)同類型機(jī)組先進(jìn)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，尋找差距，積極探索改進(jìn)措施；鼓勵(lì)生產(chǎn)技術(shù)人員開展節(jié)能創(chuàng)新和運(yùn)行方式優(yōu)化，不斷提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

2 提高汽輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的節(jié)能改造措施

（1）汽輪機(jī)通流改造。解決早期國產(chǎn)引進(jìn)型機(jī)組裝備落后，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性差的問題。國產(chǎn)引進(jìn)型300MW機(jī)組高、中壓汽缸效率低、汽封漏汽量大，通過更換具有先進(jìn)通流特性的隔板、轉(zhuǎn)子等通流部件，采用新型布萊登汽封，僅僅保留起支撐作用的外缸，使高壓缸內(nèi)效率達(dá)到89%，中壓缸內(nèi)效率達(dá)到90%，提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

（2）應(yīng)用電動(dòng)機(jī)調(diào)速節(jié)電技術(shù)。泵與風(fēng)機(jī)是火電廠的重要輔機(jī)，其種類和數(shù)量多，耗電量大。提高泵與風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效率，主要途徑是采用適當(dāng)?shù)恼{(diào)速技術(shù)。發(fā)電廠目前常用的調(diào)速節(jié)電技術(shù)有變頻調(diào)速、變極調(diào)速、永磁傳動(dòng)調(diào)速等。

大中型異步電動(dòng)機(jī)采用變極調(diào)速時(shí)一般采用雙速異步電動(dòng)機(jī)，我廠循環(huán)水泵電機(jī)改造為單繞組雙速電動(dòng)機(jī)后，高/低轉(zhuǎn)速為：425r/min/370r/min，電機(jī)功率變?yōu)?300KW/1650KW，采用低速運(yùn)行時(shí)電機(jī)電流從230A降低至160A，能耗下降31%。

變頻調(diào)速方式，轉(zhuǎn)速能平滑地連續(xù)改變，容易實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)自動(dòng)化，節(jié)能效果好。我廠對凝結(jié)水泵加裝變頻器，經(jīng)測試，300MW負(fù)荷下凝泵電流從原92A降低至50.5A，150MW負(fù)荷下凝泵電流從原75A降低至19A?？梢姴捎酶邏鹤冾l器調(diào)速，可以大大降低凝結(jié)水泵電流，在低負(fù)荷下節(jié)電效果更加明顯。

永磁傳動(dòng)器是以永磁材料和導(dǎo)體盤為傳扭元件，通過磁力與感應(yīng)磁場耦合技術(shù)傳遞扭矩，可調(diào)節(jié)氣隙改變轉(zhuǎn)速。我廠對6kV閉式冷卻水泵加裝永磁調(diào)速裝置，300MW工況下，閉式泵電機(jī)電流從28A下降至18A，節(jié)電明顯。

（3）疏水、回?zé)嵯到y(tǒng)改造。國產(chǎn)引進(jìn)型300MW機(jī)組疏水系統(tǒng)設(shè)計(jì)冗余大，閥門多。由于疏水閥前后差壓大，機(jī)組啟停后閥門易出現(xiàn)內(nèi)漏。這部分漏入的蒸汽使凝汽器熱負(fù)荷增加，機(jī)組真空下降，熱耗上升。通過改造疏水系統(tǒng)，優(yōu)化連接方式，大大減少內(nèi)漏。

開發(fā)利用鍋爐排煙余熱，提高回?zé)徇\(yùn)行效能。鍋爐排煙溫度可達(dá)120～150℃，在電除塵入口增設(shè)一組低溫省煤器，將#7、#8低壓加熱器出口的凝結(jié)水引至低溫省煤器吸收鍋爐排煙余熱，溫度升高約20℃，再回到凝結(jié)水系統(tǒng)#6低壓加熱器，既降低鍋爐排煙溫度，排擠的蒸汽又增加作功，提高了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

（4）發(fā)展熱電聯(lián)產(chǎn)。凝汽式火電廠約60%的熱量通過凝汽器損失掉，發(fā)電效率一般只有40%左右，如果在發(fā)電的同時(shí)供熱，實(shí)行熱電聯(lián)產(chǎn)，可以減少冷源損失，提高熱效率。

3 提高汽輪發(fā)電機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)行調(diào)整

（1）優(yōu)化分配機(jī)組負(fù)荷，使全廠發(fā)電煤耗最優(yōu)。對于300MW機(jī)組，參與電力系統(tǒng)調(diào)峰時(shí)，可通過機(jī)組間負(fù)荷分配，使全廠發(fā)電煤耗最優(yōu)。對公司4臺(tái)300MW機(jī)組進(jìn)行煤耗率數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)現(xiàn)近期投產(chǎn)的機(jī)組發(fā)電煤耗率低于前期投產(chǎn)的機(jī)組；每臺(tái)機(jī)組的發(fā)電煤耗率隨著負(fù)荷的升高而降低，這就決定了并列機(jī)組間采用負(fù)荷最優(yōu)分配策略，使全廠發(fā)電煤耗最優(yōu)。

（2）優(yōu)化及效果分析。以各機(jī)組煤耗率特性為基礎(chǔ)，經(jīng)優(yōu)化計(jì)算可以求出全廠總負(fù)荷在各機(jī)組間最優(yōu)分配方案：升負(fù)荷時(shí)應(yīng)優(yōu)先升煤耗率較低的，然后升煤耗率較大的。降負(fù)荷時(shí)則與之相反。采用最優(yōu)負(fù)荷分配策略比平均分配負(fù)荷時(shí)煤耗率低。

（3）提高機(jī)組真空值。對300MW純凝機(jī)組，真空每提高0.1kPa，可節(jié)約0.3g標(biāo)準(zhǔn)煤。應(yīng)通過試驗(yàn)，確定各負(fù)荷下最佳真空值和循環(huán)水泵組合及聯(lián)絡(luò)運(yùn)行方式。對開式循環(huán)水系統(tǒng)，由于泥沙和生物質(zhì)沉積，增大了凝汽器鈦管傳熱阻力，減少了冷卻水通流面積，增大了凝汽器端差。應(yīng)適時(shí)開展凝汽器反沖洗，提高鈦管換熱面清潔度，提高換熱效率。定期開展真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，300MW機(jī)組真空嚴(yán)密性試驗(yàn)值應(yīng)<130Pa/min，對嚴(yán)密性不合格機(jī)組開展排查治理。

（4）開展啟、停機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式創(chuàng)新。在機(jī)組啟動(dòng)階段，利用凝汽器熱井中積存的凝結(jié)水沖洗凝結(jié)水管道、除氧器和鍋爐管道，避免白白排往地溝，節(jié)約制水成本。用輔助蒸汽預(yù)熱給水，加快鍋爐點(diǎn)火后起壓速度，縮短機(jī)組總啟動(dòng)時(shí)間，降低啟動(dòng)階段能耗。

鍋爐啟動(dòng)投用電動(dòng)給水泵時(shí)，需運(yùn)行約12小時(shí)才能切換至汽動(dòng)給水泵，電動(dòng)給水泵功率高，耗電量大。采用輔助蒸汽沖轉(zhuǎn)汽動(dòng)給水泵向鍋爐上水，單臺(tái)汽泵即可維持開機(jī)，完全不需啟動(dòng)電動(dòng)給水泵，節(jié)約了廠用電。

制定輔機(jī)停運(yùn)指導(dǎo)卡，停機(jī)后及時(shí)停止循環(huán)水泵、凝結(jié)水泵、鍋爐風(fēng)機(jī)等大功率設(shè)備。

綜上所述，通過提高節(jié)能意識(shí)，加大節(jié)能教育和培訓(xùn)力度，加快節(jié)電技術(shù)推廣應(yīng)用和熱電聯(lián)產(chǎn)，優(yōu)化設(shè)備運(yùn)行方式，能夠有效提高汽輪發(fā)電機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

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