熊小勇

摘 要：600MW高參數(shù)、大容量汽輪機(jī)在火力發(fā)電廠中的應(yīng)用十分廣泛，就目前來(lái)看600MW的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平不斷提升，提高了氣缸效率，但能耗一直居高不下，如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗至關(guān)重要。基于以上，本文從火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀著手，以東方600MW汽輪機(jī)組為例，分析了其存在的問(wèn)題，并針對(duì)性的提出了具體的節(jié)能改造措施，旨在為相關(guān)汽輪機(jī)組節(jié)能改造實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：火電廠；汽輪機(jī)組；節(jié)能降耗；節(jié)能改造

中圖分類(lèi)號(hào)：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）11-0173-02

火力發(fā)電是我國(guó)最重要的電力能源生產(chǎn)方式之一，但火力發(fā)電廠的能耗也相對(duì)較大。汽輪機(jī)組是火力發(fā)電廠的重要設(shè)備，在整個(gè)火電廠能耗中，汽輪機(jī)組的能耗占據(jù)比例較大。當(dāng)前，汽輪機(jī)設(shè)計(jì)及制造技術(shù)不斷發(fā)展，氣缸效率得到了有效的提升，但能耗高的問(wèn)題一直沒(méi)有得到根本性的解決，火電廠汽輪機(jī)的能耗一直處于較高的水平。能源問(wèn)題是關(guān)系到人類(lèi)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性問(wèn)題，對(duì)于火力發(fā)電廠汽輪機(jī)來(lái)說(shuō)，如何進(jìn)行節(jié)能改造至關(guān)重要。600MW汽輪機(jī)屬于高參數(shù)、大容量汽輪機(jī)，其能耗一直較高，本文以東方電氣集團(tuán)公司生產(chǎn)的600MW汽輪機(jī)為例，結(jié)合其實(shí)際運(yùn)行問(wèn)題和特點(diǎn)，探討了600MW汽輪機(jī)的節(jié)能改造措施，旨在為相關(guān)火電廠汽輪機(jī)節(jié)能改造實(shí)踐提供參考，優(yōu)化節(jié)能效果，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益提升。

1 火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行現(xiàn)狀分析

早在二十世紀(jì)五六十年代，我國(guó)火電廠就開(kāi)始使用了汽輪機(jī)，最初使用的汽輪機(jī)屬于燃?xì)廨啓C(jī)，在研制生產(chǎn)的過(guò)程中，受到供氣不足的影響，其一直沒(méi)有得到有效地推廣和應(yīng)用。近年來(lái)，在國(guó)家能源戰(zhàn)略調(diào)整的背景下，煤氣輪機(jī)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，許多國(guó)產(chǎn)化汽輪機(jī)應(yīng)用而生，例如中國(guó)東方電氣集團(tuán)公司研制生產(chǎn)的汽輪機(jī)在市場(chǎng)上發(fā)展較快[1]。但需要注意的是，雖然汽輪機(jī)發(fā)展迅速，技術(shù)也不斷完善，但節(jié)能降耗問(wèn)題一直沒(méi)有得到根本性的解決，尤其當(dāng)前許多火電廠都存在機(jī)組老化的情況，汽輪機(jī)組能耗高的問(wèn)題越來(lái)越凸顯，汽輪機(jī)組的節(jié)能改造也越來(lái)越受到關(guān)注。

2 600MW超臨界汽輪機(jī)組存在問(wèn)題分析

2.1 氣缸效率低

通流部分結(jié)垢、氣封間隙大等是導(dǎo)致氣缸效率低的主要原因，在進(jìn)行檢修和調(diào)整之后，如果氣缸效率仍舊較低，則需對(duì)隔板和葉片進(jìn)行檢查，看是否因隔板和葉片制造工藝不良導(dǎo)致氣缸效率低。

2.2 背壓高

主蒸汽溫度、壓力和再熱蒸汽溫度、背壓是影響汽輪機(jī)熱效率的主要因素，其中背壓的影響最大也最為明顯[2]。凝氣設(shè)備、循環(huán)水系統(tǒng)則是影響背壓的主要因素。具體分析如下：

（1）直接取自循環(huán)水作為冷卻器的冷卻水，沒(méi)有經(jīng)過(guò)任何水處理工序，而循環(huán)水中存在眾多雜質(zhì)，其中的水生物或貝殼很容易導(dǎo)致冷卻器或真空泵的堵塞，嚴(yán)重影響出力。（2）在循環(huán)水管道中無(wú)二次濾網(wǎng)設(shè)置，沒(méi)有對(duì)循環(huán)水進(jìn)行過(guò)濾，在聚水室、鈦管內(nèi)很容易滋生大量的水生物，對(duì)循環(huán)進(jìn)行帶來(lái)不利影響。（3）設(shè)置了膠球清洗系統(tǒng)，但系統(tǒng)效率低下，大大壓縮了循環(huán)水的優(yōu)化空間，從而給傳熱、凝氣循環(huán)的通暢性帶來(lái)不利影響。

3 直接空冷汽輪機(jī)組存在的問(wèn)題分析

3.1 沙塵影響

在西北地區(qū)，風(fēng)沙嚴(yán)重，翅片管積聚沙塵會(huì)導(dǎo)致其熱阻增加，使得傳熱性能惡化，甚至堵塞冷卻通道。

3.2 風(fēng)的影響

空冷器吸入口受風(fēng)的影響會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓區(qū)，這會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)吸入的空氣量較低，且吸入口溫度升高，使得熱氣流動(dòng)受到影響而變得不通暢。

3.3 冬季凍結(jié)問(wèn)題

指的是空冷凝汽器的冬季凍結(jié)問(wèn)題，導(dǎo)致此問(wèn)題的原因眾多，例如管排間流量不均勻、排氣放熱量比管束散熱量小及不凝氣體聚集等都會(huì)導(dǎo)致空冷凝汽器的凍結(jié)[3]。

3.4 凝結(jié)水溶氧超標(biāo)

溶解氧含量是影響系統(tǒng)真空狀態(tài)的直接因素，導(dǎo)致?lián)Q熱效率降低，切回家居管道腐蝕，一般來(lái)說(shuō)，需要采取提升真空嚴(yán)密性、優(yōu)化補(bǔ)水方式、強(qiáng)化除氧效果等措施來(lái)避免凝結(jié)水溶氧超標(biāo)問(wèn)題出現(xiàn)。

4 600MW汽輪機(jī)組節(jié)能改造措施探討

4.1 循環(huán)水泵運(yùn)行方式的優(yōu)化改造

對(duì)于當(dāng)前大型變電站來(lái)說(shuō)，雖然大多規(guī)劃多臺(tái)同等級(jí)機(jī)組，但是循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)計(jì)形式仍較為落后，大多沿用單元制設(shè)計(jì)方式，從而限制了機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益的實(shí)現(xiàn)。例如，某火電廠600MW汽輪機(jī)組標(biāo)配兩臺(tái)循環(huán)水泵，冬季使用一臺(tái)水泵，春、夏、秋三季使用兩臺(tái)水泵，循環(huán)水泵能耗較大，占據(jù)整個(gè)火電廠能好的7%左右，由此可見(jiàn)，應(yīng)當(dāng)從循環(huán)水泵著手，實(shí)現(xiàn)600MW汽輪機(jī)組的優(yōu)化節(jié)能[4]?？梢詫⒙?lián)通管設(shè)置在循環(huán)水的各個(gè)單元之間，這種改造設(shè)計(jì)方式有點(diǎn)明顯，一方面循環(huán)水各個(gè)單元之間能夠?qū)崿F(xiàn)獨(dú)立運(yùn)行，另一方面汽輪機(jī)組可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作。在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，以冷端實(shí)驗(yàn)和凝汽器理論為基礎(chǔ)，對(duì)不同負(fù)荷、不同水文條件下循環(huán)水最佳適用量進(jìn)行計(jì)算，在對(duì)水泵運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整的同時(shí)，滿足實(shí)際需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，節(jié)能效益十分明顯。

4.2 合理使用減溫水

就目前來(lái)看，許多火電廠汽輪機(jī)組都采用減溫水來(lái)再熱主蒸汽，從省煤器出口提供的減溫水對(duì)于節(jié)能降耗沒(méi)有任何作用，但從給水泵中間抽頭或出口提供減溫水則會(huì)失去高壓加熱器的作用，大大降低了經(jīng)濟(jì)效益。尤其隨著機(jī)組負(fù)荷的降低，減溫水帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益也越來(lái)越小，同時(shí)還會(huì)給熱效率帶來(lái)越來(lái)越大的影響。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，在低負(fù)荷的時(shí)候應(yīng)當(dāng)謹(jǐn)慎使用噴水減溫的方式，可以利用鍋爐煙氣側(cè)來(lái)進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)，盡可能減少使用減溫水，從而在運(yùn)行的過(guò)程中有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

4.3 優(yōu)化配氣方式

東風(fēng)600MW汽輪機(jī)組在剛剛投入使用的時(shí)候使用的控制方式為單閥控制，在度過(guò)磨合期之后，單閥控制會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)轫樞蜷y控制，以此來(lái)提升機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。但從實(shí)際情況上來(lái)看則并非如此，對(duì)東風(fēng)600MW汽輪機(jī)組進(jìn)行性能測(cè)驗(yàn)，考察兩種控制方式對(duì)機(jī)組熱效率的影響差異，測(cè)驗(yàn)結(jié)果如下：對(duì)于低參數(shù)或冷啟動(dòng)等變負(fù)荷運(yùn)行來(lái)說(shuō)，在運(yùn)行的過(guò)程中，采用單閥控制方式能夠?qū)崿F(xiàn)較快的機(jī)組熱膨脹，同時(shí)能夠縮短啟動(dòng)時(shí)間，減小應(yīng)力，而對(duì)于參數(shù)額定條件下的運(yùn)行來(lái)說(shuō)，采用順序控制方式的節(jié)能效果更加優(yōu)良，不僅能夠降低節(jié)流損耗，對(duì)于提升整個(gè)汽輪機(jī)的運(yùn)行效率也有著積極的意義。

此外，在使用空冷器的時(shí)候，可以選擇將空冷廢氣輸送到鍋爐送風(fēng)機(jī)中，實(shí)現(xiàn)廢氣的循環(huán)利用，同時(shí)做好防凍、防塵及紡沙工作，這也是節(jié)能改造的一個(gè)重要措施。

4.4 間隔檢修系統(tǒng)內(nèi)漏

相較于系統(tǒng)外漏來(lái)說(shuō)，系統(tǒng)內(nèi)漏不容易被發(fā)現(xiàn)和消除，疏水系統(tǒng)是系統(tǒng)內(nèi)漏的時(shí)常發(fā)生的位置，疏水系統(tǒng)中存在眾多氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，疏水閥兩側(cè)壓力差異較大，在壓力差的作用下，疏水閥難以嚴(yán)密閉合，尤其隨著停止和啟動(dòng)次數(shù)的增加，這種現(xiàn)象出現(xiàn)頻率越來(lái)越高，久而久之不可避免的會(huì)產(chǎn)生內(nèi)漏問(wèn)題[5]。因此，汽輪機(jī)廠應(yīng)當(dāng)在進(jìn)行大小檢修的過(guò)程中及時(shí)檢查閥門(mén)，對(duì)故障閥門(mén)進(jìn)行更換，保證閥門(mén)閉合緊密，因此來(lái)避免內(nèi)漏而導(dǎo)致能耗增加，實(shí)現(xiàn)節(jié)能效果。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，600MW汽輪機(jī)的節(jié)能改造是一項(xiàng)系統(tǒng)性的工程，需要明確汽輪機(jī)組存在的主要問(wèn)題，確定能夠進(jìn)行節(jié)能改造的環(huán)節(jié)和部位，并針對(duì)火電廠600MW汽輪機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)針對(duì)性的制定改造措施，以此方能改善節(jié)能效果，提升經(jīng)濟(jì)效益。本文以東方600MW汽輪機(jī)組為例，探討了其具體的節(jié)能改造措施，旨在為相關(guān)研究和實(shí)踐提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]樊磊.火電廠600MW汽輪機(jī)組節(jié)能改造措施分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2015，（07）：68.

[2]張紅心.電廠600MW汽輪機(jī)組節(jié)能改造措施分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2012，（22）：122.

[3]焦學(xué)鵬.2×600MW火電機(jī)組用能診斷分析[D].長(zhǎng)沙理工大學(xué)，2013.

[4]張巖.600MW機(jī)組汽輪機(jī)低壓缸改造效果評(píng)價(jià)研究[D].華北電力大學(xué)，2014.

[5]趙豹.600MW級(jí)火電廠熱力系統(tǒng)優(yōu)化與（火用）分析[D].河北工業(yè)大學(xué)，2014.