黃子鰻 黃立濤

（東方電氣集團東方汽輪機有限公司，德陽 618000）

我國能源種類豐富，但人均分配不合理，資源整體利用率較低，存在嚴重的資源浪費問題。因此，發(fā)電廠要始終秉持節(jié)能降耗的發(fā)展原則，積極引進先進的技術設備，強化發(fā)電廠資源配合和管理，加大節(jié)能技術的應用和推廣，提高發(fā)電廠的資源利用率。

1 發(fā)電廠汽輪機的主要結構特征

某發(fā)電廠應用的氣缸本體為高中壓合缸，通流部分反向布置，高壓缸為雙層缸結構。在連續(xù)運行過程中，主蒸汽和再熱蒸汽溫度平均537 ℃，允許在551～565 ℃浮動，連續(xù)運行時間控制在15 min，年累計運行時長在80 h內。高中壓轉子和低壓轉子為整段結構，脆性轉變溫度為121 ℃。冷卻狀態(tài)下啟動需要提前暖機，在升速至額定轉速前，轉子中心部位需要加熱到121 ℃以上，促使低壓轉子與發(fā)電機轉子銜接。此汽輪機攀扯裝置設置在低壓缸后軸承蓋上，采用低速盤車，轉速在4.26 r·min-1，支持連續(xù)盤車和間歇盤車兩種形式。一旦汽輪機轉速大于盤車轉速，盤車自動脫扣，從而提高汽輪機的運行安全性。設計人員在現(xiàn)有汽輪機機組基礎上設計了合滑銷系統(tǒng)，在高壓缸中心線前端進行定位。壓力控制站由高壓汽源控制站、再熱冷戰(zhàn)段以及輔助汽源控制站等組成。汽輪機低負荷運轉過程中，啟動狀態(tài)選用合適的汽源向高、中、低壓氣封進行供氣。為縮短機組啟動時間，將汽缸溫差和差脹控制在允許范圍內。系統(tǒng)設計人員對高壓缸內外夾層加熱，并調整高壓缸預暖系統(tǒng)。其中，夾層加熱汽源為新蒸汽，預暖汽源輔助蒸汽。汽輪機組運行過程中，機組運行方式實現(xiàn)了機組節(jié)流調節(jié)與噴嘴調節(jié)無擾動轉換，使得設計人員可通過調節(jié)噴嘴和節(jié)流提高汽輪機組運行的經濟性[1]。設備、主蒸汽溫度、電力負荷及處理系數(shù)等因素均會影響汽輪機節(jié)能降耗效果。氣缸是汽輪機的重要組成部分。提升氣缸的效率，可提高發(fā)電廠的整體運行效果。

2 汽輪機及其輔機設備節(jié)能增效可行性分析

汽輪機在各項技術支撐下，長期實踐發(fā)展，提高了熱效率，降低了自身的能耗損失，提升了汽輪機及其輔機設備的能源轉化率。經過技術改造，汽輪機及其輔機設備的安全性、可靠性更高，因此廣泛應用于發(fā)電廠。汽輪機在發(fā)電廠應用中不斷創(chuàng)新運行方式，均衡發(fā)電廠的經濟效益和節(jié)能效益，加強對汽輪機及其輔機設備能耗的控制，具有實際應用可行性。汽輪機氣缸本身較為封閉，整體性能良好。內缸與外缸之間存在夾層。具體運行過程中，在熱輻射作用下，內缸熱能向外缸傳遞，容易造成能耗損失。通過向氣缸夾層內接引蒸汽管路，可大大縮短機組啟動時間，最大程度上提高機組啟動效率[2]。由于汽輪機及其輔機組合運行方式直接關系到發(fā)電廠整體的經濟效益，發(fā)電廠需要調整優(yōu)化循環(huán)水運行方式，以免發(fā)生堵塞現(xiàn)象。機組在啟停過程中容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象，且暖機時間不合理、頻繁開機等也會增加汽輪機及其輔機設備能耗。

3 汽輪機及其輔機設備節(jié)能技術要點

3.1 加強技術改造

汽輪機長時間運行后會損失不同程度的能耗。發(fā)電廠就能耗損失問題制定了完善的改造方案，以期提升汽輪機及其輔機設備運行效率，實現(xiàn)節(jié)能降耗目標。

3.1.1 鍋爐水泵改造

技術人員對鍋爐水泵進行改造，更換為能耗較小的上水泵，反復進行鍋爐汽水系統(tǒng)上壓試驗，在鍋爐點火升壓后啟動電泵。改造后的上水泵大大降低了汽輪機及其輔機設備運行能耗，提高了發(fā)電廠整體經濟效益。

3.1.2 凝結器系統(tǒng)改造

發(fā)電廠運行中，需要依托高精度實驗凝汽器進行密封。相關人員需定期開展真空嚴密性試驗，嚴格檢查循環(huán)水水質，避免發(fā)生堵塞現(xiàn)象。此外，工作人員需定期清洗銅管，加強對抽氣設備的維護，測試抽氣水箱室溫，將其溫度控制在26 ℃左右[3]。另外，反復試驗凝結器真空嚴密性、定期維護抽氣設備以確保凝汽器中的工作水箱水位保持正常，都運用了節(jié)能技術。凝結器系統(tǒng)，如圖1所示。

圖1 凝結器系統(tǒng)結構圖

3.1.3 汽水系統(tǒng)改造

為提升汽輪機及其輔機設備節(jié)能效果，最大程度上提高溫水使用率和蒸汽壓力，提升蒸汽做功的高效性，需對汽水系統(tǒng)進行改造。汽水品質直接關系到汽輪機節(jié)能降耗效果，為避免水流在汽輪機流通部分產生污垢，通過定期檢測水質的方式合理設計補水方式，提升汽輪機工作效率。機組給水需要煤燃燒加熱，初始給水溫度較低時，損失熱量的同時也損失能量，導致汽輪機鍋爐整體運行效率較低。技術人員按照汽輪機給水程序進行操作，進而改造加熱系統(tǒng)，避免汽輪機機組在運行過程中解列高壓加熱器，從而保持水管暢通，避免冷卻水管發(fā)生泄漏，最大程度上降低汽輪機及其輔機設備能耗。加熱器中的水位較高時會淹沒換熱管，減少換熱面積，降低換熱效率，同時造成疏水倒流，無法保障機組運行的安全性。發(fā)電廠相關人員定期對高壓加熱器進行維護，降低了人為操作失誤因素的影響，減少了不必要的能源損失。此外，定期檢查和維護加熱器冷水管設備的嚴密性，可最終實現(xiàn)節(jié)能降耗的目的。汽水系統(tǒng)流程，如圖2所示。

3.2 優(yōu)化給水系統(tǒng)運行方式

機組在不同負荷運行，對給水壓力、溫度等要求不同。某發(fā)電廠發(fā)電高壓給水泵長期處于高壓運行狀態(tài)下，相關人員通過再循環(huán)方式調節(jié)出口壓力，造成了設備電能損耗，磨損了閥門和管道。技術人員根據(jù)汽輪機及其輔機設備結構性能，建議去掉一級葉輪，調整水泵的揚程，確保滿足當前發(fā)電廠鍋爐運行需求。同時，技術人員提出調整變頻器設備，去除工頻電機驅動給水泵第五級葉輪，增加了防護和導流用的套管、軸套用作葉輪。更換完成后，技術改造人員進行高速動平衡試驗，確保汽輪機機組運行穩(wěn)定，實際運行效率高[4]。機組給水穩(wěn)定，節(jié)能效果顯著，減少了系統(tǒng)節(jié)流造成的損耗，降低了發(fā)電廠生產能耗，提高了發(fā)電廠的經濟效益，實現(xiàn)了節(jié)能降耗總目標。

圖2 汽水系統(tǒng)流程圖

3.3 基于綠色環(huán)保角度推廣使用潔凈煤技術和節(jié)電技術

為提升發(fā)電廠整體節(jié)能環(huán)保效果，可用清潔煤技術代替燃料油。清潔煤燃燒效率高、污染物排放量少。某發(fā)電廠中投入了220 t·h-1的清潔煤，經濟效益顯著，生態(tài)效益明顯。發(fā)電廠通過改造燃煤機組，優(yōu)化燃燒方式，采用先進成熟的粉煤代替煤油進行燃燒，并嚴格按照環(huán)保技術要求進行改造，大大提高了發(fā)電廠用電設備效率。同時，發(fā)電廠積極推廣節(jié)電技術，發(fā)展高效電動機，積極發(fā)展核能，實現(xiàn)了電源的多樣化[5]。發(fā)電廠積極應用節(jié)能技術可增加發(fā)電廠的經濟效益，降低發(fā)電成本，減少煤炭消耗量，走低污染、高效益的綠色循環(huán)經濟之路，不斷提升經濟發(fā)展的整體水平。

4 結語

汽輪機是一種以蒸汽為動力，將蒸汽熱能轉化為動能的旋轉式機械設備，在發(fā)電廠中應用廣泛，比其他汽輪機運行效率高、使用周期長。為進一步提升發(fā)電廠生產效率，解決發(fā)電廠能耗損失問題，必須加強對汽輪機及其輔機設備的改進，加大節(jié)能技術應用，促使發(fā)電廠實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。