孟祥英

【摘要】由于我國現(xiàn)階段的一次能源供給等原因，我國在近段時(shí)間或者說未來的幾十年內(nèi)的一火力發(fā)電為主的電力結(jié)構(gòu)將仍舊需要依靠燃煤來解決。想要應(yīng)對(duì)當(dāng)前因此產(chǎn)生的能源和環(huán)境問題就必須從提高現(xiàn)有火電機(jī)組的效率著手，對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行增容改造，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；汽輪機(jī)；增容改造；節(jié)能；技術(shù)

電力作為滿足人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)發(fā)展必不可缺少的因素，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定持續(xù)發(fā)展提供了保障。但是它的缺點(diǎn)在于使用的是大量的不可再生類化石燃料，除了利用率低以外，煤炭燃燒后會(huì)排放出大量的有害物質(zhì)比如粉塵、氮氧化物、重金屬物質(zhì)和二氧化碳、二氧化硫等物質(zhì)，這不僅消耗了很多寶貴的能源，對(duì)于環(huán)境也造成了很大的污染。雖然現(xiàn)在國家已經(jīng)對(duì)火力發(fā)電項(xiàng)目進(jìn)行了管控，不斷的減少火力發(fā)電項(xiàng)目，但是基于我國的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在當(dāng)前階段，我國仍處于以煤炭等化石燃料為主的火力發(fā)電的整體格局。針對(duì)此種情況，我們必須從發(fā)電廠本身入手，對(duì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不斷改造完善，不斷提高發(fā)電效率，降低污染物的排放量和對(duì)化石能源的不斷消耗，盡可能的做到節(jié)能減排。

1、發(fā)電廠的主要經(jīng)濟(jì)要素

影響發(fā)電廠發(fā)電機(jī)組的主機(jī)、輔助系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指針有很多，每一項(xiàng)指標(biāo)對(duì)應(yīng)著不同設(shè)備或者操作系統(tǒng)的性能好壞，對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行改造，就是讓各項(xiàng)設(shè)備的節(jié)能潛力得到最大化的發(fā)揮，使各項(xiàng)指標(biāo)參數(shù)趨于最優(yōu)解，以這樣的方式來提高發(fā)電廠的發(fā)電效率。

2、對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行增容改造技術(shù)的原因和意義

經(jīng)過長時(shí)間使用的已裝機(jī)的發(fā)電機(jī)組慢慢進(jìn)入了老化期的狀態(tài)，這時(shí)為了維持機(jī)器的正常運(yùn)行就必須對(duì)機(jī)器進(jìn)行增容改造；另一方面，隨著電力市場(chǎng)的不斷增長與變化，對(duì)發(fā)電機(jī)組增容改造的需求越來越多，相關(guān)企業(yè)也想要通過改造發(fā)電設(shè)備來降低企業(yè)的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)的發(fā)電效率，不斷提高企業(yè)自身的市場(chǎng)競(jìng)爭力，從而獲得企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展。

據(jù)有關(guān)資料顯示，世界上大多數(shù)對(duì)發(fā)電機(jī)進(jìn)行過增容改造的的發(fā)電機(jī)組的主要部件的壽命有很大的區(qū)別。有超過一半的改造者是計(jì)劃按預(yù)期壽命對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行增容改造的，在實(shí)施改造的過程中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)實(shí)際所采取的措施和理論上應(yīng)該采取的措施可能會(huì)有所不同。壽命期間費(fèi)用最低和可靠性以及可用性最高者等因素對(duì)改造者來說是會(huì)得到最優(yōu)先的考慮。大部分的企業(yè)都更加愿意對(duì)現(xiàn)有的發(fā)電機(jī)組進(jìn)行增容改造，而不是采購一臺(tái)的新的發(fā)電機(jī)組，因?yàn)樗麄儼l(fā)現(xiàn)老發(fā)電機(jī)組經(jīng)過增容改造以后和新的發(fā)電機(jī)組在可靠性和可用性上具有相同的作用，且比采購一臺(tái)新的發(fā)電機(jī)組更節(jié)省成本，更能提高經(jīng)濟(jì)效益。

3、對(duì)汽輪機(jī)增容改造技術(shù)的探究

3.1對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行改造的主要原則

對(duì)任何一樣設(shè)備的改造都需要資金的支持，同樣，對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行增容改造更需要較大的資金投入。因此，我們要盡量使用原有的機(jī)器設(shè)備，盡量控制工程的改造任務(wù)量，在保證改造效果的基礎(chǔ)上將改造成降到最低。還有值得注意的是汽輪機(jī)的改造要保證現(xiàn)有的熱力系統(tǒng)不發(fā)生改變，對(duì)汽輪機(jī)和發(fā)電機(jī)的連接位置也要保持與原始狀態(tài)一致，對(duì)改造后的汽輪機(jī)要確保其運(yùn)行的可靠性和靈活性與適應(yīng)性，能夠?qū)C(jī)組的可用率得到有效的提高。

3.2對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行增容改造的主要技術(shù)措施

汽輪機(jī)生產(chǎn)的工藝也在隨著機(jī)械及自動(dòng)化的發(fā)展越來越進(jìn)步，處于使用中的小機(jī)組的設(shè)計(jì)工藝和自動(dòng)化的程度與現(xiàn)行的較為大型的汽輪機(jī)有很大的差距，首先過去的結(jié)構(gòu)較為陳舊，對(duì)真實(shí)的應(yīng)力狀況不能恰當(dāng)?shù)姆从吵鰜?，過去所采用的葉型在性能上無法與現(xiàn)在使用的葉型相比，再者，過去的小機(jī)組汽輪機(jī)在加工制造精度和熱控水平上的綜合水平與現(xiàn)在的機(jī)組相比都比較低。

在已有的改造案例中，有將高中壓合缸改為單層缸的高中壓合缸的，通過這種改造方法，使得高壓缸、中壓缸和低壓缸的設(shè)計(jì)效率得到了提升，修正熱耗較改造之前有了較大范圍的提高，甚至可以與國內(nèi)的先進(jìn)水平相比擬。有的是采用三維氣動(dòng)熱力設(shè)計(jì)體系，運(yùn)用增加汽封齒數(shù)、合理增加動(dòng)靜部分間隙等新型技術(shù)手段應(yīng)用于汽輪機(jī)的通流部分，并與先進(jìn)水平的制造工藝和產(chǎn)品質(zhì)量相配合，對(duì)改造后機(jī)組的安全性加以提高，將流動(dòng)損失減少，從而提高機(jī)組的效率，使其性能能夠跟上當(dāng)代較為先進(jìn)的水平位置。

3.3對(duì)汽輪機(jī)通流部分進(jìn)行增容改造的施工設(shè)計(jì)

以EC-301T汽輪機(jī)的增容改造為例，在保證通流部分安裝間隙，對(duì)轉(zhuǎn)子和冷凝器不做改動(dòng)的情況下，將汽輪機(jī)增容15%的額定功率。

3.3.1對(duì)熱力進(jìn)行設(shè)計(jì)

所謂增加功率即是增大通流面積。有兩種方法可以實(shí)施，首先是在所能允許的動(dòng)葉超高限定范圍內(nèi)，適當(dāng)增加靜葉的高度；其次是在進(jìn)氣隔板中增大部分進(jìn)氣度，對(duì)全周進(jìn)氣的隔板對(duì)靜葉的出口角度進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑龃?。由于流量和葉片出口角的增大，軸向推力也在變大。在設(shè)計(jì)中通過對(duì)機(jī)內(nèi)反動(dòng)度進(jìn)行調(diào)整和對(duì)靜葉葉跟反動(dòng)度進(jìn)行控制，可以有效減少軸向推力的增加量，保證負(fù)荷在正常范圍之內(nèi)。

3.3.2對(duì)強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)

原始狀態(tài)的設(shè)計(jì)隔板是帶有內(nèi)外圍帶的焊接隔板，改造后的機(jī)組第一級(jí)噴嘴室和第三級(jí)調(diào)節(jié)抽氣隔板采用的是20CrMoV耐高溫鑄鋼材料，第二、四、五、六、七級(jí)的隔板均采用15CrMoA鑄件，第一級(jí)噴嘴均采用Cr11MoV耐熱不銹鋼材，與改造之前相比較，即是在整鍛板體上的進(jìn)氣測(cè)端面上銑制出加強(qiáng)筋和進(jìn)汽道，讓靜葉片直接鑲裝在出汽側(cè)的槽道內(nèi)再與板體焊牢，這樣就會(huì)使得隔板的結(jié)構(gòu)廣度得以提高。另外，在通流部分的軸向間隙許可下，適當(dāng)?shù)脑黾痈舭宓暮穸?，讓改造后的隔板靜撓度和工作盈利均小于原機(jī)組的設(shè)計(jì)數(shù)值。經(jīng)過熱力設(shè)計(jì)以后，對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行全面的強(qiáng)度檢測(cè)，改造后的汽輪機(jī)在強(qiáng)度和振動(dòng)方面都在安全范圍以內(nèi)。

4、對(duì)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性改造后的要求

對(duì)于改造后的汽輪機(jī)的要求首先是經(jīng)濟(jì)性，每個(gè)企業(yè)考慮到對(duì)原有機(jī)器進(jìn)行改造而不是采購一臺(tái)新機(jī)器的原因就是因?yàn)閷?duì)機(jī)器進(jìn)行改造的經(jīng)濟(jì)性大于改造成本且能夠大大的縮小與國際水平的差距。第二，進(jìn)過改造后的機(jī)器可以較為快速的啟動(dòng)并且有較高的調(diào)峰能力。改造后的汽輪機(jī)在啟動(dòng)和停止上有更為敏感的能力，這在很大程度上大大延長了機(jī)組的使用壽命，對(duì)機(jī)組原本存在的問題進(jìn)行了消除，有效的降低了被迫停機(jī)率，對(duì)機(jī)組的年連續(xù)運(yùn)行小時(shí)數(shù)有了很大的保障。最后由于減少了燃煤等化石燃料的消耗，降低了對(duì)能源的使用量，減少了污染物的排放量，進(jìn)而減少了對(duì)環(huán)境的污染。

由于我國國情的限制，現(xiàn)階段對(duì)現(xiàn)有的較為落后的設(shè)備進(jìn)行技術(shù)改造和不斷完善是經(jīng)濟(jì)性和效益性較為顯著的最佳途徑，因?yàn)槲覀儾豢赡軐⒛切┞浜蟮臋C(jī)組進(jìn)行全部的丟棄與淘汰，全部建設(shè)成現(xiàn)代的具有大容量和高參數(shù)的機(jī)組，這對(duì)于現(xiàn)階段社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展是不相符的，在對(duì)發(fā)電廠汽輪機(jī)改造的過程中，我們要注意的是不能對(duì)以前的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行完全的抄襲與照搬，對(duì)于好的經(jīng)驗(yàn)我們可以借鑒，對(duì)于那些不適合的我們要及時(shí)修改，并不斷對(duì)新技術(shù)進(jìn)行探索創(chuàng)新，我們要根據(jù)當(dāng)前機(jī)組的實(shí)際情況，對(duì)機(jī)組的可利用價(jià)值進(jìn)行深入的分析和全面的檢查，確認(rèn)其是否還有進(jìn)行改造的價(jià)值；若沒有再進(jìn)行改造的價(jià)值，就果斷更新，避免浪費(fèi)過多的人力、物力、財(cái)力且得不到好的效果。對(duì)于仍具備改造價(jià)值的機(jī)組，我們就要根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況，通過技術(shù)的分析，運(yùn)用最佳的技術(shù)手段，確保改造后機(jī)組的可靠性和安全性，從而取得經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

結(jié)語

隨著我國對(duì)電力工業(yè)的深入改革，發(fā)電型企業(yè)現(xiàn)在已經(jīng)形成了獨(dú)立的法人實(shí)體結(jié)構(gòu)，企業(yè)的盈利與虧損全靠企業(yè)自身的能力，這對(duì)于各大電力企業(yè)來說是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)，這就要求每一個(gè)獨(dú)立發(fā)電的企業(yè)若想要在電力市場(chǎng)上分得屬于自己的一杯羹，就必須盡快樹立市場(chǎng)競(jìng)爭意識(shí)，及時(shí)關(guān)注電力行業(yè)發(fā)展的動(dòng)態(tài)和方向，不斷優(yōu)化產(chǎn)業(yè)設(shè)備，努力提升企業(yè)的發(fā)電效率，對(duì)內(nèi)加強(qiáng)管理，盡可能的節(jié)約生產(chǎn)成本，對(duì)老的發(fā)電機(jī)進(jìn)行增容改造就是以比較低的成本獲取利益最大化的重要方法。并不斷提高自身競(jìng)爭力，適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的需要。

我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展的能源需求主要依托于電力，而很多地區(qū)的電力生產(chǎn)建設(shè)還不到位，不能及時(shí)有效的供電，不可再生能源的消耗也在一定程度上阻礙了國家經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，國家實(shí)行的拉閘限電雖然有一定的緩解，通過跨區(qū)域送電解決了一部分難題。但是由于煤價(jià)與電價(jià)的調(diào)整不同步必將對(duì)電力企業(yè)造成一定的經(jīng)營壓力，政府工作報(bào)告中也提出燃煤機(jī)組310煤耗是對(duì)機(jī)組效能的基本要求，環(huán)境保護(hù)壓力也迫使發(fā)電企業(yè)要通過各種手段挖潛增效節(jié)能減排。所以，現(xiàn)階段，我們要努力提高現(xiàn)有機(jī)組的發(fā)電能力，通過增容改造這個(gè)重要手段，提升機(jī)組效率、經(jīng)濟(jì)性，解決節(jié)能減排問題。

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