閆海超

【摘 要】隨著社會的發(fā)展，節(jié)能降耗已經(jīng)成為當(dāng)今社會能源企業(yè)的主流發(fā)展方向。而電廠的主要生產(chǎn)設(shè)備汽輪機(jī)組是影響電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要因素。本研究闡述了我國汽輪機(jī)組運(yùn)行的基本現(xiàn)狀，詳細(xì)分析了存在的主要問題及影響節(jié)能降耗的因素，并且針對這些因素提出了一系列節(jié)能降耗改造措施。希望在火電廠安全高效運(yùn)行方面起到一定的參考意義。

【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)；節(jié)能降耗；節(jié)能改造

在當(dāng)今社會，電廠是耗能最高的企業(yè)之一，尤其是以燃燒煤作為能源的火電廠。正是由于火電廠的耗能非常高，所以降耗的空間性非常大。在電廠中主要耗能的組件之一就是汽輪機(jī)，如果想把電廠的經(jīng)濟(jì)效益提高到最大，就要將汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的損耗降至最低。在市場競爭越來越激烈的環(huán)境下，企業(yè)只有把節(jié)能降耗的潛力發(fā)揮到最佳，才能在這種大環(huán)境下處于最有利的競爭地位。本研究通過分析影響節(jié)能降耗的主要因素，希望在電廠機(jī)組的安全高效運(yùn)行方面起到一定的參考意義。

1 汽輪機(jī)節(jié)能降耗的主要影響因素

1.1 汽輪機(jī)組的通流性能

汽輪機(jī)組的通流性能是影響汽輪機(jī)組耗能的最關(guān)鍵的要點(diǎn)，因此要積極地改善汽輪機(jī)組的該性能。改善汽輪機(jī)組的通流性能的主要手段包括以下兩點(diǎn)。第一點(diǎn)，擴(kuò)大機(jī)組內(nèi)部的通流面積；第二點(diǎn)，增加機(jī)組進(jìn)氣流量。通過以上兩點(diǎn)可以高效率的提高缸內(nèi)效率，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

1.2 汽輪機(jī)的基本缸效率

與國外的汽輪機(jī)組相比較，國產(chǎn)的汽輪機(jī)組在實(shí)際生產(chǎn)中存在一定的劣勢。主要是因?yàn)樵O(shè)備自身質(zhì)量和安裝維護(hù)不到位，從而導(dǎo)致了缸效率普遍遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)時(shí)的期望值。并且在使用的過程中，如果將機(jī)組的低壓、中壓和高壓缸內(nèi)效率每降低 1%，機(jī)組的整體熱耗率將會分別增加 41、12 和 15kJ/kW·h。這無形中增加了電廠的耗能，進(jìn)而嚴(yán)重影響了電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 主蒸汽的壓力

機(jī)組的主蒸汽壓力是影響機(jī)組運(yùn)行效率的關(guān)鍵因素之一。如果機(jī)組運(yùn)行時(shí)的壓力調(diào)節(jié)過高或者過低、燃燒調(diào)整不當(dāng)、主蒸汽流量過高，都會影響到機(jī)組運(yùn)行的整體效率。

1.4 主蒸汽的溫度

燃料燃燒的充分與否直接關(guān)系到能耗的高低。而燃料完全燃燒的程度直接關(guān)系到主蒸汽溫度。如果主蒸汽的溫度太低，帶來的后果是機(jī)組的熱損耗大大增加，進(jìn)而降低了運(yùn)行的效率。而導(dǎo)致機(jī)組進(jìn)汽溫度過低的原因主要有燃料供應(yīng)不足、吹入空氣比重過大、噴水量大、過熱器積垢等。

1.5 出力系數(shù)

汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的另一個重要因素是出力系數(shù)。如果出力系數(shù)偏低，會導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)作狀況較差，從而影響到企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。出力系數(shù)偏低主要的影響因素有以下三方面。第一方面，電力負(fù)荷出現(xiàn)嚴(yán)重的波動；第二方面，波峰和波谷的差值太大，迫使機(jī)組為了適應(yīng)電網(wǎng)的波動而做出調(diào)峰的行動。第三方面，機(jī)組調(diào)峰的頻率過快，導(dǎo)致機(jī)組無法正常運(yùn)行。

2 汽輪機(jī)應(yīng)用的基本現(xiàn)狀及存在的主要問題

2.1 運(yùn)行的基本現(xiàn)狀

由于我國在汽輪機(jī)組方面的技術(shù)起步相對較晚，吸收國外相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)不及時(shí)，尤其是在汽輪機(jī)的系統(tǒng)原理、基本機(jī)構(gòu)、安全維護(hù)方面都不夠完善，使得汽輪機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益較低、運(yùn)行耗能高。主要可以從以下幾方面進(jìn)行解讀。第一方面，供電煤的消耗量高，有數(shù)據(jù)表明，與國外同級別先進(jìn)水平每千瓦時(shí)耗煤310g相比，我國國產(chǎn)發(fā)電機(jī)組供電耗煤要高出10g左右；第二方面，熱耗水平偏低，在實(shí)際生產(chǎn)中的實(shí)際耗能水平都要高出設(shè)計(jì)時(shí)耗能水平的2%到6%左右；第三方面，缸效率偏低，我國國產(chǎn)的汽輪發(fā)電機(jī)組缸效率既低于設(shè)計(jì)值，也低于國外平均水平值。因此，希望通過引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)，將機(jī)組性能進(jìn)行改進(jìn)，從而降低機(jī)組能耗進(jìn)而提高整體性能。

2.2 汽輪機(jī)主體設(shè)計(jì)存在的問題

汽輪機(jī)主體設(shè)計(jì)存在的主要問題包括以下幾點(diǎn)：第一點(diǎn)，設(shè)計(jì)值均要高于實(shí)際汽缸效率，甚至出現(xiàn)設(shè)計(jì)值高于高壓缸的效率5%左右的現(xiàn)象；第二點(diǎn)，汽缸效率不穩(wěn)定，出現(xiàn)下降的現(xiàn)象快；第三點(diǎn)，抽汽溫度的設(shè)計(jì)值要低于實(shí)際運(yùn)行溫度；第四點(diǎn)，各階段的壓力超限的概率很高；第五點(diǎn)，基本結(jié)構(gòu)的密封不好，出現(xiàn)漏氣的現(xiàn)象；第六點(diǎn)，機(jī)組啟動慢，整體效率較低；第七點(diǎn)，調(diào)節(jié)級的效率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)期值。

2.3 汽輪組存在的主要問題

疏放水系統(tǒng)是汽輪組的的重要輔助設(shè)備，疏放水系統(tǒng)的運(yùn)行效率直接關(guān)系到汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率。因此需要對疏放水系統(tǒng)存在的問題進(jìn)行分析。如果疏水系統(tǒng)出現(xiàn)疏水閥門過多，會直接影響到機(jī)組啟停時(shí)管道的蒸汽排量的大小，還會導(dǎo)致疏水閥泄露。而對于引進(jìn)背包式疏水?dāng)U容器的電廠，最可能出現(xiàn)的問題是凝汽器的防沖板的損壞。但是對于普及外置式擴(kuò)容器的電廠，最可能出現(xiàn)的問題有汽缸的疏水不暢以及延長機(jī)組啟動時(shí)間。

3 節(jié)能降耗實(shí)施措施

3.1 加裝必要裝置

節(jié)能降耗的措施之一是安裝必要裝置，這些必要裝置主要包括加裝調(diào)節(jié)級葉頂汽封、完善導(dǎo)氣管的密封、改進(jìn)平衡盤的汽封、加裝阻氣片和使用不銹合金鋼管。通過增加安裝調(diào)節(jié)級葉頂汽封，可以降低漏氣的概率和提高效率?？梢酝ㄟ^引進(jìn)新型的鐘罩式密封結(jié)構(gòu)或者采用材質(zhì)更加可靠的密封環(huán)來完善導(dǎo)氣管的密封，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。而采用新型的蜂窩汽封、布萊登汽封結(jié)構(gòu)是改進(jìn)平衡盤的汽封的重要手段。上述的幾個方法的主要目的是提高設(shè)備的安全性和經(jīng)濟(jì)性，從而使得設(shè)備形成良性循環(huán)，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.2 熱力及疏水系統(tǒng)的改進(jìn)

機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中會出現(xiàn)各種各樣的問題，通過改進(jìn)疏水系統(tǒng)可以有效的防治不正常積水現(xiàn)象的發(fā)生，進(jìn)而滿足實(shí)際需求。一般采取的措施有以下四點(diǎn)，首先是將產(chǎn)生同等壓力的疏水管路進(jìn)行合并或者降低管道的基本長度和閥門數(shù)量；其次，選用高質(zhì)量、高級別素材的閥門；再次，選用球閥作為疏水閥；最后，將電動閥門前后增設(shè)手動閥門，這樣可以提高系統(tǒng)正常工作時(shí)的可靠性。與此同時(shí)，還需要加強(qiáng)和完善建設(shè)電廠中的運(yùn)行監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)時(shí)做到同步監(jiān)管和耗能分析，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

3.3 優(yōu)化運(yùn)行控制

優(yōu)化運(yùn)行控制對于節(jié)能降耗也起到非常重要的作用。本措施的最典型的例子是噴嘴調(diào)節(jié)的汽輪機(jī)組，如果該汽輪機(jī)組的負(fù)荷高于 80%，需要通過運(yùn)行控制保證主蒸汽的溫度、壓力及再熱器的溫度在正常設(shè)計(jì)范圍；而且對于在滑壓運(yùn)行區(qū)域的汽輪機(jī)組，應(yīng)根據(jù)機(jī)組滑壓運(yùn)行曲線對主蒸汽的溫度、壓力及再熱器的溫度進(jìn)行嚴(yán)格的控制。同時(shí)還需要對除氧器排氣量和鍋爐排污量進(jìn)行嚴(yán)格控制，對系統(tǒng)的泄漏進(jìn)行治理，降低工質(zhì)帶走的熱損失，控制補(bǔ)水量。同為重要的是要完善工廠內(nèi)自動監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)，開發(fā)相應(yīng)地在線運(yùn)行能耗分析系統(tǒng)，并對系統(tǒng)內(nèi)部的泵和電機(jī)設(shè)備進(jìn)行變頻節(jié)能改造，提高設(shè)備運(yùn)行能效。定期開展機(jī)組優(yōu)化運(yùn)行試驗(yàn)，如：不同負(fù)荷運(yùn)行方式的優(yōu)化，凝汽機(jī)組系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化加熱器水位控制優(yōu)化、合理安排膠球清洗的投運(yùn)時(shí)間等等，保證各子系統(tǒng)都工作在最優(yōu)狀態(tài)并相互之間配合良好。

4 結(jié)語

本研究對汽輪機(jī)運(yùn)行工作效率的影響因素進(jìn)行分析，同時(shí)闡述了汽輪機(jī)運(yùn)行在節(jié)能降耗的方面存在的問題和相應(yīng)的措施。希望可以對汽輪機(jī)節(jié)能降耗方面起到積極的作用。同時(shí)也期望我國的電廠可以積極引入現(xiàn)代節(jié)能技術(shù)及管理方式，利用先進(jìn)的管理方法對企業(yè)進(jìn)行管理，從而使得電廠在競爭激烈的今天可以處于不敗之地，順應(yīng)時(shí)代可持續(xù)發(fā)展的整體大方向。

【參考文獻(xiàn)】

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[責(zé)任編輯：許麗]