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

李向濤

【摘 要】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)及其輔機(jī)設(shè)備技術(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。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。本文對(duì)發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)進(jìn)行了分析。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備；輔機(jī)設(shè)備；節(jié)能技術(shù)；可行性；途徑；

1引言

從近些年來看，中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度逐步加快，在能源方面需求逐漸增加，這就使得節(jié)能技術(shù)發(fā)展迫在眉睫。發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備工作過程中降耗不僅有利于提升發(fā)電廠的運(yùn)行效益，對(duì)實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保也具有非常重要的作用。

在節(jié)能減排，可持續(xù)發(fā)展的大環(huán)境下，如何改進(jìn)汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備組實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是每個(gè)發(fā)電廠都面臨的問題，這既是機(jī)遇，同樣也是挑戰(zhàn)，在電力市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈的今天，高效發(fā)電已經(jīng)成為困擾發(fā)電廠的一個(gè)難題，所以對(duì)汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備組進(jìn)行改進(jìn)已經(jīng)成為一個(gè)刻不容緩的課題，誰在這一點(diǎn)上領(lǐng)先一步，誰就可能占有更大的市場(chǎng)。

2發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備能耗原因

2.1凝汽器冷凝系統(tǒng)結(jié)垢或者循環(huán)水不足

凝汽器在生產(chǎn)過程中主要的工作部分是冷凝管，而循環(huán)水的水質(zhì)不高會(huì)使汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備組在工作的過程中沉積一層厚厚的污垢，這會(huì)減少冷凝管內(nèi)部的流通面積，導(dǎo)致冷凝管的冷卻效果下降，汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的排汽壓力上升，排汽壓力上升最終導(dǎo)致汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備效率下降。甚至當(dāng)排汽壓力達(dá)到一定的極限后，整個(gè)機(jī)組就需要被迫停機(jī)處理。本廠對(duì)于循環(huán)水采用的方法為一臺(tái)機(jī)組兩臺(tái)循環(huán)泵，使用海水進(jìn)行冷卻。導(dǎo)致汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備組冷凝問題的原因有很多，如循環(huán)水中斷或不足，海水水位變低，海水溫度變高，海水的海藻、微生物多等。

2.2真空系統(tǒng)密封性不夠

對(duì)于汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備來說，真空系統(tǒng)的密封性也是影響其工作效率的一大問題，真空下降會(huì)使蒸汽做功能力下降，蒸汽流量增加，致使葉片過負(fù)荷；真空下降，會(huì)令機(jī)組軸向推力增大，導(dǎo)致機(jī)組軸向位移增大，嚴(yán)重時(shí)候甚至?xí)斐赏屏ν哌^負(fù)荷，導(dǎo)致推力軸承溫度升高甚至燒毀。真空下降不僅會(huì)增大能源的消耗，增加運(yùn)行成本，也有可能會(huì)造成排汽缸等部件變形，進(jìn)而影響到整個(gè)汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備組的安全。真空下降的原因有很多，如凝汽器冷卻水較少或中斷，凝汽器水室有空氣積存，熱水井水位升高淹沒凝汽器抽氣口，軸封系統(tǒng)、真空泵運(yùn)行不正常，以及最關(guān)鍵的真空系統(tǒng)泄漏等。

2.3汽壓和溫度

發(fā)電機(jī)的電能，轉(zhuǎn)化原理就是蒸汽在汽輪機(jī)的動(dòng)葉中膨脹，產(chǎn)生推動(dòng)汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)的動(dòng)能，汽輪機(jī)做功能力的大小取決于進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽焓和進(jìn)入凝汽器的排汽焓的差值。一般來說，機(jī)組的排汽壓力和溫度決定了排汽焓的大?。欢啓C(jī)的進(jìn)汽壓力和進(jìn)汽溫度越高，進(jìn)汽焓越高，則汽輪機(jī)帶著發(fā)電機(jī)的做功（轉(zhuǎn)化為電能）越多，發(fā)電量越多。而與之相對(duì)的進(jìn)汽溫度和壓力低則會(huì)使蒸汽焓降減小，單位發(fā)電量的汽耗增加，影響汽輪機(jī)工作效率。進(jìn)汽溫度低甚至還會(huì)致使蒸汽機(jī)后面幾級(jí)葉片發(fā)生水蝕，縮短機(jī)組的使用壽命。

3汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能途徑

3.1改造鍋爐水泵

鍋爐水泵對(duì)于汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備影響很大。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)電泵或汽泵，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、蒸汽降壓過程；正常來看，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)避凝氣管鈦管或銅管之內(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)，保證凝結(jié)器系統(tǒng)正常運(yùn)行。

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)水溶氧過多的問題等等，最終提升汽車的品質(zhì)，提升汽輪機(jī)的工作效率。

3.4優(yōu)化汽輪機(jī)運(yùn)行汽溫

假設(shè)汽輪機(jī)在進(jìn)汽壓力不變的情況下，進(jìn)汽溫度越高，汽輪機(jī)的進(jìn)汽的焓值也就越大，汽輪機(jī)的工作效率也就越高。當(dāng)然，進(jìn)汽溫度不可能無限度提高，過高的進(jìn)汽溫度會(huì)造成極大的安全隱患，甚至可能會(huì)損壞設(shè)備，所以進(jìn)汽溫度不能超過汽輪機(jī)設(shè)計(jì)所允許的最高溫度。而在直流爐運(yùn)行過程中，其主蒸汽溫度控制往往是通過水煤比進(jìn)行粗調(diào)、減溫水進(jìn)行；再熱蒸汽的控制中往往采用煙氣擋板控制。因此，機(jī)爐協(xié)調(diào)的好壞，減溫水的自動(dòng)調(diào)節(jié)特性、再熱煙氣擋板自動(dòng)調(diào)節(jié)特性的好壞，直接影響了汽輪機(jī)的進(jìn)汽溫度，進(jìn)而影響到汽輪機(jī)的工作效率。優(yōu)化機(jī)爐間的協(xié)調(diào)，優(yōu)化減溫水調(diào)節(jié)曲線、煙氣擋板調(diào)節(jié)曲線，正常運(yùn)行中維持主、再熱蒸汽額定參數(shù)運(yùn)行，才能保證汽輪機(jī)組較高的工作效率。

4結(jié)語

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)。

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（作者單位：華能海南發(fā)電股份有限公司東方電廠）