劉海淵

神華陜西國(guó)華錦界能源有限責(zé)任公司,陜西榆林 719319

現(xiàn)今600mW的高參數(shù)、大容量的汽輪機(jī)已經(jīng)是電力領(lǐng)域的主流應(yīng)用器械之一，且由于在大型的汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造中使用了新技術(shù)、新工藝，氣缸效率明顯增加。但是，節(jié)能降耗依然是個(gè)難點(diǎn)，這就要求在汽輪機(jī)的使用中要注重節(jié)能、提效兩個(gè)方面。

1 國(guó)產(chǎn)600mW 超臨界汽輪機(jī)組存在的問(wèn)題

國(guó)產(chǎn)600mW 超臨界汽輪機(jī)組的主要不足體現(xiàn)在熱耗率普遍高于設(shè)計(jì)值。其原因可以歸結(jié)為以下的五點(diǎn)：汽缸效率偏低、背壓偏高、軸封及門桿漏汽量偏大、熱力系統(tǒng)泄漏、高壓加熱器端差偏高。下面只簡(jiǎn)要的對(duì)前兩者進(jìn)行論述：

1）汽缸效率偏低

而分析導(dǎo)致氣缸的效率低的原因包括：通流部分結(jié)垢以及氣封間隙大。如果在進(jìn)行了相應(yīng)的檢修及調(diào)整后效率的增加不太明顯，此時(shí)可以考慮是否由于隔板的制造或者葉片的制造工藝沒(méi)有達(dá)標(biāo)所致。

2）背壓偏高

汽輪機(jī)的熱效率受到主蒸汽溫度、主蒸汽壓力、再熱蒸汽溫度以及背壓等參數(shù)影響，而背壓在其中的影響力最為明顯。如下圖為國(guó)產(chǎn)600mW 超臨界汽輪機(jī)組背壓的變化與熱損耗的關(guān)系：

圖1 背壓對(duì)熱耗率影響曲線

同時(shí)背壓的變化、背壓的偏離值以及機(jī)組的循環(huán)水的溫度對(duì)于熱損耗的影響如表1。

表1 背壓變化對(duì)汽輪機(jī)熱耗率的影響

而影響背壓的因素好包括凝汽設(shè)備、真空系統(tǒng)以及循環(huán)水系統(tǒng)，具體包括：1）冷卻器的冷卻水直接的取自循環(huán)水而沒(méi)有經(jīng)過(guò)處理，從而導(dǎo)致循環(huán)水中的水生物或者貝類堵塞了冷卻器以及真空泵的出力；2）循環(huán)水的管道沒(méi)有設(shè)置二次濾網(wǎng)，從而導(dǎo)致在聚水室以及鈦管內(nèi)滋生大量的水生物及貝類，影響了循環(huán)的進(jìn)行；3）膠球的清洗系統(tǒng)效率低下以及循環(huán)水的優(yōu)化空間小，造成傳熱、凝汽循環(huán)不暢。

2 直接空冷汽輪機(jī)組存在的問(wèn)題及其對(duì)策

2.1 空冷凝汽器的性能受沙塵的影響

這種現(xiàn)象在風(fēng)沙現(xiàn)象嚴(yán)重的西北部地區(qū)尤為嚴(yán)重，由于沙塵在翅片管的積聚，導(dǎo)致了翅片管的熱阻增加，甚至?xí)?dǎo)致傳熱性惡化以及堵塞冷卻通道的后果。

2.2 空冷凝汽器的性能受風(fēng)的影響

如果在空冷器的吸入口的附近產(chǎn)生了負(fù)壓區(qū)，那么本該吸入風(fēng)機(jī)的空氣就會(huì)散入空氣一部分，從而導(dǎo)致了吸入的空氣量減少。此外還會(huì)造成吸入口的溫度高于周圍環(huán)境的溫度以及熱氣流動(dòng)不暢的后果。

2.3 空冷凝汽器在冬季凍結(jié)

空冷凝汽器在冬季凍結(jié)的原因主要有：排汽的放熱量小于管束的散熱量、管排間流量不均、凝結(jié)水再冷卻、不凝氣體聚集形成死區(qū)。

2.4 凝結(jié)水溶氧超標(biāo)

溶解氧的含量直接的影響到系統(tǒng)的真空狀態(tài)、降低了換熱的效率、加劇了設(shè)備及管道的腐蝕。因此可以采取以下的措施：控制凝結(jié)水的過(guò)冷度、提高機(jī)組的真空嚴(yán)密性、改進(jìn)補(bǔ)水方式、提高凝結(jié)水箱的除氧效果。

3 電廠汽輪機(jī)機(jī)組節(jié)能措施

3.1 優(yōu)化循環(huán)水泵運(yùn)行方式

現(xiàn)今大型變電站的通常規(guī)劃盡管已經(jīng)使用了規(guī)劃多臺(tái)同等級(jí)的機(jī)組的方式，但是在循環(huán)水的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中依舊沿用單元制的方式，因此極大的限制了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益的提升。以南方某地區(qū)為例，一般為600mW的汽輪機(jī)組配備2臺(tái)循環(huán)水泵，除了在冬季使用一臺(tái)外，其它季節(jié)使用兩臺(tái)同時(shí)運(yùn)行。由于循環(huán)水泵的耗能巨大，幾乎占據(jù)電廠用電的7%，因此可見(jiàn)循環(huán)水系統(tǒng)與節(jié)能、經(jīng)濟(jì)之間的關(guān)系。為了優(yōu)化循環(huán)水泵的系統(tǒng)、提高效益，可以在循環(huán)水的各單元之間增設(shè)聯(lián)通管。這樣的設(shè)計(jì)有兩個(gè)優(yōu)點(diǎn)：不僅可以實(shí)現(xiàn)各單元的獨(dú)立的運(yùn)行，同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)機(jī)組間的協(xié)同工作。實(shí)際的應(yīng)用中可以冷端的實(shí)驗(yàn)以及凝汽器理論計(jì)算來(lái)獲得不同的負(fù)荷以及不同的水溫條件下的最佳適用循環(huán)水的用量。從而可以在調(diào)整水泵的運(yùn)行方式的基礎(chǔ)上達(dá)到既滿足實(shí)際的需求又可以降低能耗。

3.2 合理使用減溫水

當(dāng)今的電廠汽輪機(jī)組常使用減溫水來(lái)進(jìn)行再熱、主蒸汽溫度。當(dāng)減溫水從省煤器的出口提供時(shí)對(duì)于機(jī)組的經(jīng)濟(jì)效益沒(méi)有明顯的作用，但是當(dāng)減溫水從給水泵的中間抽頭或者出口提供時(shí)，就會(huì)由于缺少了高壓加熱器的作用而降低經(jīng)濟(jì)性能。并且隨著機(jī)組的負(fù)荷的降低，減溫水帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益越小，對(duì)于熱耗率的影響也越為明顯，因此要在低負(fù)荷時(shí)慎用噴水減溫。從節(jié)能的角度考慮，應(yīng)該在鍋爐的煙氣側(cè)實(shí)施對(duì)于鍋爐的調(diào)溫，盡量的減少減溫水的使用。

3.3 檢修系統(tǒng)內(nèi)漏

系統(tǒng)的內(nèi)漏不像系統(tǒng)外漏可以被及時(shí)的發(fā)現(xiàn)并消除。而且系統(tǒng)的內(nèi)漏常常的發(fā)生于疏水系統(tǒng)。在這里有著較多的氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，并且由于疏水閥的兩邊存在著較大的壓力差，從而造成無(wú)法閉合嚴(yán)密，并且這種現(xiàn)象會(huì)隨著停止與啟動(dòng)的次數(shù)增加，于是內(nèi)漏不可避免的要發(fā)生。

因此如果汽輪機(jī)廠可以利用大小的檢修機(jī)會(huì)進(jìn)行閥門的檢修、更換，達(dá)到閥門閉合的良好，那么就可以有效的避免內(nèi)漏的發(fā)生。

3.4 合理選擇配汽方式

我國(guó)國(guó)產(chǎn)的大型汽輪機(jī)組一般在剛投入使用中采取單閥的控制方式運(yùn)行，但是經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的磨合就會(huì)轉(zhuǎn)為順序閥的控制方式。因?yàn)檫@樣可以提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。但是實(shí)際中的使用情況卻非這樣。因此為了考察單閥控制和順序閥控制對(duì)于機(jī)組的耗熱率的影響，經(jīng)過(guò)對(duì)國(guó)產(chǎn)引進(jìn)型600mW的性能測(cè)驗(yàn)得出結(jié)論：在低參數(shù)或者冷啟動(dòng)下的變負(fù)荷運(yùn)行的過(guò)程中適于使用單閥的控制方式，以達(dá)到加快機(jī)組的熱膨脹、減小應(yīng)力以及縮短啟動(dòng)時(shí)間的目的；相對(duì)的在額定參數(shù)不變的條件下可以使用順序的控制方式以達(dá)到減小節(jié)流損耗、提高汽輪機(jī)效率的目的。

此外如果使用的是空冷器時(shí)還可以將空冷的廢氣輸送到鍋爐的送風(fēng)機(jī)，做好防塵、防風(fēng)、防凍的工作等。

4 結(jié)論

大型的汽輪機(jī)在國(guó)民的生產(chǎn)生活中發(fā)揮著巨大的基礎(chǔ)作用，為推動(dòng)者我國(guó)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展提供了能源保證。因此探討電廠汽輪機(jī)面臨的困難有著重要的現(xiàn)實(shí)意義。這里主要以我國(guó)的600mW的汽輪機(jī)組為主要對(duì)象，還探討了常用的空冷在實(shí)際的使用中所面臨的問(wèn)題，但是并沒(méi)有給出行之有效的解決方案。同時(shí)在節(jié)能減排的大背景下，作為耗能的大戶的電廠更要從基礎(chǔ)做起，在生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)注重節(jié)能的理念。

[1]王佩璋.我國(guó)大型火電直接空冷技術(shù)及設(shè)備的研究與應(yīng)用[J].發(fā)電設(shè)備，2006，20(1)：33-37.

[2]王佩璋.直接空冷技術(shù)的應(yīng)用與技術(shù)條件[J].電站輔機(jī)，2007(1)：22-27.