關(guān) 哲

（福建省石獅熱電有限責(zé)任公司）

0 引言

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，能源市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也愈加激烈，熱電廠想要提高經(jīng)營(yíng)效益、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，就必須減少不必要的浪費(fèi)，降低運(yùn)營(yíng)能耗。熱電廠在運(yùn)營(yíng)中，主要是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋崮?，在轉(zhuǎn)化過程中會(huì)損耗掉大量能耗，節(jié)能降耗成為熱電廠降低運(yùn)營(yíng)成本的關(guān)鍵點(diǎn)，提升能源轉(zhuǎn)換率是熱電廠節(jié)能的重要手段。汽輪機(jī)作為熱電廠運(yùn)營(yíng)中的重要設(shè)備，并且汽輪機(jī)作為能源消耗大戶，應(yīng)重點(diǎn)做好汽輪機(jī)的節(jié)能降耗工作。

1 汽輪機(jī)的運(yùn)行機(jī)理

汽輪機(jī)能夠把蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，而機(jī)械能則可以應(yīng)用于發(fā)電機(jī)發(fā)電。汽輪機(jī)作為火電廠經(jīng)營(yíng)的核心設(shè)備之一，具有功率大、損耗大、長(zhǎng)期運(yùn)行等特性。在汽輪機(jī)運(yùn)行中，蒸汽流在溫度、壓力作用下通過噴嘴，在噴嘴中不斷擴(kuò)張，通過消耗蒸汽的溫度、壓力提升流動(dòng)速度，完成整個(gè)蒸汽熱能、機(jī)械動(dòng)能的轉(zhuǎn)換［1］。汽輪機(jī)之所以功率大，是因?yàn)槠鋬?nèi)部有持續(xù)的高速蒸汽流動(dòng)，在單位面積中通過巨大的流量，導(dǎo)致其能耗相對(duì)較高。

2 汽輪機(jī)的能耗分析

2.1 機(jī)組能耗高

在汽輪機(jī)運(yùn)行中，受到高溫、高壓的作用，機(jī)組的噴嘴室、外缸容易出現(xiàn)變形問題，同時(shí)軸兩端汽封、隔板汽封產(chǎn)生泄漏情況，低壓缸出汽邊容易被水腐蝕，熱力系統(tǒng)也有可能存在泄漏情況。可見，汽輪機(jī)組自身存在的易泄漏處就有很多。與此同時(shí)，汽輪機(jī)組調(diào)整作業(yè)中，存在冷卻水溫度高、凝汽器真空度較大等情況，實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷超出了額定參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)［2］。再者，日常操作中不夠規(guī)范，也會(huì)增加汽輪機(jī)在運(yùn)行中的能耗量，提升了熱電廠經(jīng)營(yíng)成本。

2.2 空氣凝汽器問題

空氣凝汽器膠球清洗裝置會(huì)受到風(fēng)、沙塵的影響，翅片上容易聚集沙塵，增加了翅片熱阻量，降低了凝汽器熱傳輸性能，出現(xiàn)機(jī)械內(nèi)部通道堵塞問題。在負(fù)風(fēng)壓區(qū)域，風(fēng)機(jī)吸入的空氣量不足，導(dǎo)致凝汽器內(nèi)部熱量無法順暢流通。此外，如果凝結(jié)水溶氧度超標(biāo)，會(huì)增加設(shè)備本身及其管道的腐蝕速度，在冬季凝汽器可能產(chǎn)生大量凝聚、流量不通暢情況，在很大程度上影響了汽輪機(jī)的正常運(yùn)行。

3 熱電廠汽輪機(jī)運(yùn)行節(jié)能降耗對(duì)策

3.1 控制汽輪機(jī)給水溫度

汽輪機(jī)給水溫度會(huì)直接受到鍋爐燃料量、燃料充分度等因素影響。如果水溫過低，則會(huì)增加鍋爐單位用電量、煤耗量，增加排煙損耗熱量，從而降低汽輪機(jī)的運(yùn)行效率。基于此，可以科學(xué)控制加煤量和加煤速度，特別是在機(jī)組開啟、停止運(yùn)行中，應(yīng)嚴(yán)控給水溫度，確保水溫能夠滿足實(shí)際需求。在實(shí)際操作中，應(yīng)定期進(jìn)行運(yùn)行維護(hù)，為避免誤操作造成的程序崩潰問題，應(yīng)定期清洗加熱系統(tǒng)管道，避免管道中沉淀物過多堆積，提升系統(tǒng)的供熱效率，避免熱能過多損耗。再者，應(yīng)做好滲漏管道檢查工作，避免出現(xiàn)管道泄漏問題，保障加熱器的投入率。一般情況下，加熱器水位應(yīng)符合使用標(biāo)準(zhǔn)，這也是保證熱效率的基礎(chǔ)，確保機(jī)組運(yùn)行安全。在進(jìn)行機(jī)組檢查、維修中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注加熱系統(tǒng)是否有漏點(diǎn)，保證水室的密封性。如果水室密封性較差，則汽輪機(jī)蒸汽加壓時(shí)會(huì)泄漏較多的高壓蒸汽，熱量與冷水管交換能量，造成極大的熱損失、冷損失，降低了汽輪機(jī)的給水溫度，延長(zhǎng)了汽輪機(jī)組啟動(dòng)時(shí)間。

3.2 保持凝結(jié)器真空度

汽輪機(jī)正常運(yùn)行必須有凝結(jié)器作為支撐，作為汽輪機(jī)中的重要設(shè)施，將凝結(jié)器調(diào)整為最佳運(yùn)行狀態(tài)，在一定程度上可以提高汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率，降低燃煤能源損耗量，同時(shí)保持凝結(jié)器最佳真空度還有助于延長(zhǎng)汽輪機(jī)組的使用壽命。如何保障凝結(jié)器處于最佳的真空狀態(tài)是需要重點(diǎn)考慮的問題。為了保持凝結(jié)器處于最佳的真空狀態(tài)，應(yīng)保證汽輪機(jī)組時(shí)刻處于最佳密封效果，定期對(duì)凝結(jié)器的真空嚴(yán)密度進(jìn)行檢查，試驗(yàn)檢測(cè)頻率為2次／月［3］。同時(shí)，在凝結(jié)器檢修時(shí)進(jìn)行灌水檢驗(yàn)，觀察是否存在泄漏點(diǎn)，一旦發(fā)現(xiàn)滲漏部位及時(shí)修復(fù)，禁止帶病運(yùn)行。與此同時(shí)，做好水泵運(yùn)行的維修與檢查，確保水位處于正常水位線范圍內(nèi)，水溫處于正常水溫范圍內(nèi)。再者，做好管線內(nèi)循環(huán)水的質(zhì)量監(jiān)督管理工作，確保凝結(jié)器中的銅管沒有殘留水垢。在檢修中，如果發(fā)現(xiàn)水垢情況，應(yīng)及時(shí)處理干凈，避免在銅管中熱水交換時(shí)的熱能損耗，降低汽輪機(jī)組運(yùn)行效率。凝結(jié)水位應(yīng)處于合適范圍內(nèi)，保持冷卻面充足。

降低凝汽器熱負(fù)荷，提升設(shè)備運(yùn)行效率，可在凝汽器喉管位置安裝霧化噴頭，利用接觸式熱傳導(dǎo)特性，吸收凝汽器的凝結(jié)熱量，通過增加霧化噴頭組成為混合式凝汽器，降低凝汽器表面熱負(fù)荷量，保持熱氣器運(yùn)行時(shí)良好的真空度。還可以在凝汽器與排氣缸喉部中間增設(shè)表面加熱器，連接工業(yè)用水系統(tǒng)、加熱器入口，出口部位與供水系統(tǒng)連接，自動(dòng)完成水加熱，降低水加熱能耗量。

3.3 汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化

汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)根據(jù)汽輪機(jī)的啟動(dòng)曲線科學(xué)選擇啟動(dòng)參數(shù)，汽輪機(jī)啟動(dòng)前會(huì)經(jīng)過預(yù)熱暖機(jī)，因此會(huì)增加并網(wǎng)時(shí)間，提高了啟動(dòng)時(shí)的耗電量，增加了發(fā)電成本。因此，啟動(dòng)時(shí)可以先開啟旁壓維持內(nèi)部壓力，之后手動(dòng)打開真空門。該開啟方法可以有效增加蒸汽量，提升暖機(jī)運(yùn)行速度，啟動(dòng)時(shí)間也會(huì)有所縮短，保證膨脹差值在可控范圍內(nèi)，減少并網(wǎng)周期。

汽輪機(jī)運(yùn)行中，應(yīng)采用“定—滑—定”的方式操作，確保汽輪機(jī)在低負(fù)荷運(yùn)行下提高鍋爐燃料的燃燒率、水循環(huán)效率。還可以控制液偶水泵轉(zhuǎn)速，保證汽輪機(jī)組運(yùn)行效率。“定—滑—定”操作方式可以適應(yīng)在負(fù)荷變化幅度較大的情況下保持汽輪機(jī)組運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)一次性調(diào)頻控制［4］。通過優(yōu)化操作方法有助于凝結(jié)器的有效控制。如果持續(xù)冷凝，會(huì)增加熱量損失度。

由于汽輪機(jī)正常是24h不間斷運(yùn)行，因此之后在檢修時(shí)才會(huì)處在停機(jī)狀態(tài)，而如何合理的停機(jī)也是需要重點(diǎn)考慮的問題。在汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，確保其他部位不會(huì)因?yàn)榫o急狀況出現(xiàn)停機(jī)情況，否則會(huì)損壞汽輪機(jī)的輔助設(shè)備。通過滑參數(shù)進(jìn)行正常停機(jī)、非計(jì)劃停機(jī)，充分利用余熱發(fā)電，還可以降低汽輪機(jī)、鍋爐設(shè)備溫度，從而更好地開展檢修工作。

3.4 給水泵耗電控制

給水泵可以持續(xù)為鍋爐提供除鹽水，對(duì)于中溫中壓電廠來說，給水泵耗電量占據(jù)全廠耗電量的10%以上，而高壓高溫電廠給水泵耗電量會(huì)占據(jù)全廠耗電量的30%以上。在給水泵電能損耗分析時(shí)，應(yīng)根據(jù)給水泵單耗量進(jìn)行分析（給水泵單耗量是指在鍋爐每個(gè)單位生產(chǎn)的蒸汽量，所用的給水泵損耗電量）。降低給水泵耗電量的措施有：①設(shè)計(jì)給水系統(tǒng)時(shí)，盡可能減少給水系統(tǒng)彎頭、閥門、異形件使用量，從而降低管道中水流阻力。②嚴(yán)控給水壓力，確保水泵出口壓力能夠滿足鍋爐的給水需求。③定期維護(hù)給水泵，對(duì)給水泵內(nèi)部間隙進(jìn)行調(diào)整，從而提升給水泵的運(yùn)行效率，據(jù)試驗(yàn)調(diào)查表明，如果給水泵間隙增加了0.4～0.6mm，則會(huì)降低給水泵3%～4%的運(yùn)行效率。④采用新型調(diào)速給水泵，也可以在原給水泵上安裝變頻調(diào)節(jié)裝置，結(jié)合負(fù)荷量表現(xiàn)裝置可自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速、給水泵運(yùn)行頻率，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。⑤做好給水泵循環(huán)閥檢修管理工作，避免給水泵循環(huán)閥出現(xiàn)泄漏問題［5］。

3.5 提升高壓投入率

高壓加熱器啟停、操作方式、給水壓力穩(wěn)定性、高壓加熱器自身情況會(huì)直接對(duì)高壓加熱器投入率產(chǎn)生影響。如果高壓加熱器工作介質(zhì)壓力過高，會(huì)增加操作運(yùn)行中的損壞幾率，降低高壓投入率，水溫下降，增加熱電廠煤耗量。提高高壓加熱器投入率可以采取以下措施：①嚴(yán)格按照規(guī)范操作標(biāo)準(zhǔn)控制高壓加熱器啟停時(shí)的溫度變化，避免因?yàn)檎`操作或錯(cuò)誤操作造成的溫度急劇變化或設(shè)備損壞。②在高壓加熱器運(yùn)行中保持水位處于標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，確保高壓加熱器旁閥門的嚴(yán)密性，保證給水溫度符合使用標(biāo)準(zhǔn)。③啟動(dòng)加熱器時(shí)，應(yīng)確保加熱器排汽的通暢性，有效排除加熱器內(nèi)部的非凝結(jié)氣體，保證高壓加熱器正常運(yùn)行。④避免高壓加熱器長(zhǎng)期高負(fù)荷運(yùn)行，如果長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行，在給水、蒸汽的同時(shí)會(huì)提升加熱器工作應(yīng)力，縮短加熱器的使用壽命。⑤如果高壓加熱器長(zhǎng)期停運(yùn)，應(yīng)提前做好運(yùn)維工作，做好防銹、防垢、防腐蝕工作，確保后續(xù)可以正常使用［6］。

3.6 汽輪機(jī)改造

汽輪機(jī)改造也是節(jié)能降耗的重要手段，如果在資金允許、技術(shù)允許的情況下，可以考慮改造汽輪機(jī)。汽輪機(jī)改造重點(diǎn)是凝汽器改造，這是由于凝汽器冷端系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行安全、效率會(huì)直接影響電廠發(fā)電率，保證凝汽器性能水平尤為重要。如果凝汽器與汽輪機(jī)不匹配或性能不足，會(huì)直接增加汽輪機(jī)的能耗量。汽輪機(jī)改造主要內(nèi)容為凝結(jié)水過冷、凝汽器真空度、凝汽器端差。通過科學(xué)改造可以提升汽輪機(jī)運(yùn)行安全，降低設(shè)備損壞、故障幾率。雖然改造前期投入較大，但后期的運(yùn)維成本會(huì)大大降低。

4 結(jié)束語

綜上所述，降低汽輪機(jī)運(yùn)行能耗對(duì)提高整個(gè)熱電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)效益有著重要意義，其不僅能夠提高熱電廠能源利用率，還可以降低經(jīng)營(yíng)成本以及污染問題。當(dāng)然，為了進(jìn)一步加強(qiáng)熱電廠的節(jié)能降耗性能，除了要對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行調(diào)整、改造，還應(yīng)對(duì)整個(gè)運(yùn)行系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)，在日常工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，降低能量損耗，保障熱電廠運(yùn)營(yíng)整體效益。