陳龍

摘 要：文章主要分析了9E聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置系統(tǒng)的使用情況，探討節(jié)能減排的重要性，并通過對(duì)此裝置節(jié)能影響因素的分析，旨在建立完善的節(jié)能裝置運(yùn)行體系，從而更好地提高發(fā)電裝置的運(yùn)行效果。

關(guān)鍵詞：節(jié)能減排;發(fā)電裝置;聯(lián)合循環(huán)

中圖分類號(hào)：TM611 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-1064（2021）07-085-02

DOI：10.12310/j.issn.1674-1064.2021.07.042

1 發(fā)電裝置運(yùn)行分析

在資源可持續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)下，我國將天然氣作為發(fā)展重點(diǎn)之一，然而，在汽輪發(fā)電廠的發(fā)展歷程中，聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組主要用于調(diào)峰和應(yīng)急調(diào)節(jié)，這將使機(jī)組長期處于頻繁啟停狀態(tài)，所有裝置均受天然氣整體價(jià)格波動(dòng)影響，可能需要增加裝置費(fèi)用，不能符合行業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的需要。采用9E聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，則能夠集中體現(xiàn)節(jié)能的理念[1]。通過機(jī)組裝置的優(yōu)化調(diào)整和對(duì)裝置使用時(shí)間的把控，可以提高裝置運(yùn)行的穩(wěn)定程度和經(jīng)濟(jì)性程度，以符合行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的最低要求。

9E聯(lián)合循環(huán)發(fā)電廠是燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)發(fā)電廠。機(jī)組聯(lián)合循環(huán)時(shí)，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)口溫度應(yīng)保持在1 000℃以上，燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度控制在500℃以上，最終達(dá)到使用該裝置的目的。由于聯(lián)合循環(huán)機(jī)組其熱效率較高，能量轉(zhuǎn)換的熱能應(yīng)該在最大程度上被合理利用。例如，在裝置的使用中，要根據(jù)具體工藝要求設(shè)置裝置的節(jié)能和參數(shù)，從而達(dá)到燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)的目標(biāo)。

2 裝置節(jié)能影響因素

2.1 設(shè)置使用前的影響因素

憑借9E聯(lián)合循環(huán)電廠的工作基本情況，得出機(jī)組的開始速率與汽輪機(jī)的高壓溫度有關(guān)的結(jié)論。在裝置的運(yùn)行過程中，應(yīng)調(diào)整停機(jī)天數(shù)或汽輪機(jī)高壓內(nèi)缸溫度，以提高裝置的使用效果。發(fā)電系統(tǒng)的日運(yùn)行時(shí)間也會(huì)對(duì)裝置產(chǎn)生影響，系統(tǒng)的負(fù)荷變化率是可變的，日常運(yùn)行時(shí)間需要根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況和裝置狀態(tài)確定，以免影響發(fā)電。

2.2 出力運(yùn)行的影響因素

結(jié)合機(jī)組負(fù)荷工作結(jié)果，燃?xì)廨啓C(jī)效率較低。如果不能及時(shí)解決裝置調(diào)整方案，將降低聯(lián)合循環(huán)裝置的效率，不能符合高效利用發(fā)電裝置的需求。所以，在裝置發(fā)電調(diào)整中，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注部分負(fù)荷的運(yùn)行情況，根據(jù)聯(lián)合循環(huán)裝置的使用情況，保證電站的穩(wěn)定運(yùn)行，避免出力問題的影響。

2.3 水溫影響

對(duì)于大多數(shù)9E聯(lián)合循環(huán)電廠，需要采用常壓除氧器為裝置提供足夠的水溫，以完成除氧的最初目標(biāo)。如果裝置水溫過高，則會(huì)降低吸熱。當(dāng)溫度升高時(shí)，余熱鍋爐的使用效率將大大降低。當(dāng)裝置系統(tǒng)水溫每上升1℃，聯(lián)合循環(huán)裝置的運(yùn)行效率將降低0.1℃左右。

2.4 除鹽水耗影響

采用9E聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置，既能保證鍋爐汽水的整體質(zhì)量，又能維持鍋爐系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，使整個(gè)系統(tǒng)在適當(dāng)?shù)臈l件下排出高壓汽包中的飽和水。在裝置維護(hù)協(xié)調(diào)過程中，鍋爐在啟動(dòng)過程中溫度不斷升高，可保證鍋爐水在水位穩(wěn)定的情況下從汽包中排出，提高裝置的節(jié)能效果。所以，在電廠節(jié)能規(guī)定中，為了提高9E燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)的工作效率，有必要根據(jù)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的使用情況確定節(jié)能減排具體辦法，以提高裝置系統(tǒng)的工作效果。

3 裝置節(jié)能運(yùn)行措施

3.1 燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能運(yùn)用

在9E聯(lián)合循環(huán)電廠節(jié)能優(yōu)化中，有必要細(xì)化燃?xì)廨啓C(jī)節(jié)能應(yīng)用方案。第一，機(jī)組啟停燃料轉(zhuǎn)換。每天確定聯(lián)合循環(huán)機(jī)組的調(diào)峰方式，在不影響機(jī)組安全運(yùn)行的前提下，優(yōu)化燃機(jī)天然氣切換方式，達(dá)到節(jié)能減排的目的。第二，調(diào)整機(jī)組啟動(dòng)吹掃時(shí)間。通過對(duì)節(jié)能裝置使用情況的分析，在原裝置方案調(diào)整中，燃機(jī)啟動(dòng)吹掃時(shí)間為9min 30s，在程序設(shè)置和改造的情況下，必須縮短燃機(jī)燃油吹掃時(shí)間，以保證機(jī)組裝置的安全。第三，在控制機(jī)組清洗時(shí)間的過程中，燃?xì)廨啓C(jī)的運(yùn)行狀態(tài)顯著降低，從而影響燃?xì)廨啓C(jī)熱效應(yīng)的處理效果。

為避免上述問題，應(yīng)提高燃?xì)廨啓C(jī)的熱效率，提高燃?xì)廨啓C(jī)的試驗(yàn)性能，為聯(lián)合9E循環(huán)電站的高效節(jié)能應(yīng)用提供支持。在分析裝置性能試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，裝置維修人員需要制定合理的調(diào)試方案，通過控制負(fù)荷下降率，符合裝置的經(jīng)濟(jì)性需求。

3.2 鍋爐節(jié)能運(yùn)用

汽輪機(jī)、鍋爐部分輔機(jī)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將水冷系統(tǒng)改為主循環(huán)水冷卻系統(tǒng)。在以前的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)鍋爐系統(tǒng)的高低壓向水泵供水，然后由高低壓循環(huán)泵和除氧循環(huán)泵輔助水冷系統(tǒng)，提高物料循環(huán)利用效果，減少水資源和相關(guān)能源的損失。在冷卻塔的運(yùn)行中，經(jīng)過系統(tǒng)測(cè)試，能較好地節(jié)約能源，體現(xiàn)鍋爐和汽輪機(jī)的節(jié)能效果。

在高耗能低效輔機(jī)改造中，鍋爐低壓給水泵正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將泵出口壓力控制在1.8MPa，并根據(jù)低壓給水泵的運(yùn)行特點(diǎn)，降低泵的離心狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)能的目的。當(dāng)裝置系統(tǒng)停止運(yùn)行時(shí)，小燃機(jī)冷卻水泵出口以接通狀態(tài)連續(xù)運(yùn)行。如果不及時(shí)進(jìn)行技術(shù)改造，將增加裝置的隱患，無法達(dá)到裝置的節(jié)能目的。通過系統(tǒng)裝置改造，機(jī)組夜間停止使用，燃機(jī)冷卻水泵處于連續(xù)冷卻狀態(tài)，可避免水溫或油溫波動(dòng)，有效行之有效地延長裝置的整體工作年限，符合裝置的節(jié)能要求。

熱力裝置停機(jī)時(shí)的腐蝕作用與工作時(shí)相比要突出得多。經(jīng)常性地開關(guān)調(diào)峰機(jī)組，機(jī)組熱力設(shè)備的防腐效果更為突出。

為了避免在停機(jī)和維護(hù)時(shí)熱力裝置的蒸汽系統(tǒng)被腐蝕，應(yīng)當(dāng)使用一些維護(hù)辦法。在日常環(huán)節(jié)的使用過程中，通常會(huì)出現(xiàn)耗能大、效果一般、使用繁瑣以及工作時(shí)長時(shí)間短等缺點(diǎn)。因此，使用余熱鍋爐啟動(dòng)檢修與熱風(fēng)干燥設(shè)備檢修相統(tǒng)一的檢修策略，即鍋爐每月啟動(dòng)檢修一次，在鍋爐壓力和排放后一周啟動(dòng)熱風(fēng)干燥裝置，直至下一臺(tái)鍋爐啟動(dòng)檢修。

熱風(fēng)干燥設(shè)備的功能是通過向系統(tǒng)輸送干燥潔凈的壓縮空氣來提高金屬表面的干燥程度，并將其表面覆蓋的一層水膜、沉淀物中的水分和金屬表面某些部位的水分吸入。與此同時(shí)，在框架中添加一定程度上的壓力能夠避免空氣進(jìn)入的現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)緩蝕的最初目標(biāo)。

3.2.1 具體操作

工作氣流從過熱裝置出口集箱添加壓縮后的空氣，從進(jìn)口集箱、各疏水閥或低位疏水閥和底部疏水閥排出。壓縮后的空氣被添加進(jìn)入鍋爐系統(tǒng)，從而和水的蒸發(fā)環(huán)節(jié)相統(tǒng)一，出現(xiàn)對(duì)流。保護(hù)期內(nèi)防止?fàn)t管外側(cè)對(duì)于壁面冷凝，經(jīng)過壓縮后的空氣的入口溫度需要接近爐管的外界環(huán)境溫度。若水汽系統(tǒng)中的空氣相對(duì)濕度達(dá)不到20%且維持一周以上，則可將干燥裝置的進(jìn)出口裝置關(guān)閉，關(guān)閉空壓機(jī)，直到下一次熱風(fēng)干燥維護(hù)。

3.2.2 單臺(tái)機(jī)組簡單啟動(dòng)維護(hù)

每月兩次消耗天然氣40 000m3，工業(yè)用水3 000t，脫鹽水300t，發(fā)電量40MWh。結(jié)合熱風(fēng)干燥設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)，每月一次。熱風(fēng)機(jī)組每月三周耗電24h，平均每次耗電約3MWh。因此，組合檢修法不僅彌補(bǔ)了常規(guī)余熱鍋爐停堆保護(hù)手段的問題，而且具有運(yùn)行靈活、檢修方便、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。

3.3 改進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)排水裝置

在調(diào)整系統(tǒng)裝置時(shí)，應(yīng)避免裝置頻繁啟動(dòng)。根據(jù)余熱鍋爐系統(tǒng)的加熱和升壓情況，調(diào)整裝置的基本參數(shù)，達(dá)到鍋爐排污冷卻的目的。在優(yōu)化汽輪機(jī)疏水系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，首先打開汽輪機(jī)高、低旁路閥。溫度上升到150℃之后，手動(dòng)關(guān)閉系統(tǒng)裝置的輸氣閥，將汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速調(diào)整至600轉(zhuǎn)/分，最后關(guān)閉系統(tǒng)裝置。

值得注意的是，當(dāng)汽輪機(jī)負(fù)荷增加到負(fù)荷狀態(tài)的15%時(shí)，應(yīng)及時(shí)檢查汽輪機(jī)本體的排水狀態(tài)，以保持裝置的穩(wěn)定性，避免裝置的不合理使用。汽輪機(jī)高、低旁路閥系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)裝置運(yùn)行計(jì)劃確定具體的污水冷卻方案，以提高排水系統(tǒng)的穩(wěn)定性。節(jié)能裝置改造中，根據(jù)裝置的維護(hù)管理現(xiàn)狀，適當(dāng)提高機(jī)組熱效率，避免裝置污水冷卻過程中的能耗損失，提高工業(yè)循環(huán)水流量利用價(jià)值，為電站節(jié)能減排方案的實(shí)施提供參考。

3.4 循環(huán)水的合理利用

鍋爐以及燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中的某些輔助裝置采用工業(yè)循環(huán)水冷卻的辦法，公用系統(tǒng)的化學(xué)給水泵和空壓機(jī)也采用工業(yè)水冷卻。在非機(jī)組運(yùn)行期間，一些輔助設(shè)備還必須提供工業(yè)用水[2]。在工業(yè)循環(huán)水的使用中，余熱鍋爐和汽輪機(jī)是重要的工業(yè)循環(huán)裝置。機(jī)組運(yùn)行階段，裝置維護(hù)調(diào)整人員根據(jù)工業(yè)運(yùn)行情況確定工業(yè)用水系統(tǒng)防凍施工方案。為了保證工業(yè)水系統(tǒng)在冬季不結(jié)冰，工業(yè)水泵應(yīng)當(dāng)在外界溫度二攝氏度左右情況下不間斷運(yùn)行，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)循環(huán)水的合理利用，促進(jìn)水資源的節(jié)約，以實(shí)現(xiàn)整體的裝置運(yùn)行節(jié)能性。

3.5 制定合理的裝置管理及日常維護(hù)辦法

如果機(jī)組的疏水閥、放空閥內(nèi)部發(fā)生泄漏，將降低裝置的有效使用效果。結(jié)合9E聯(lián)合循環(huán)電站的運(yùn)行特點(diǎn)，當(dāng)蒸汽通過過熱蒸汽泄漏回系統(tǒng)時(shí)，能夠更好地保證裝置的平穩(wěn)工作，降低閥門泄漏現(xiàn)象的發(fā)生概率。

4 結(jié)語

為提高9E聯(lián)合循環(huán)發(fā)電裝置的節(jié)能性，有必要根據(jù)聯(lián)合循環(huán)發(fā)電機(jī)組的使用情況確定節(jié)能減排方案，并通過一系列有針對(duì)性的措施，完善節(jié)能裝置管理機(jī)制，避免嚴(yán)重的機(jī)組損失，確保達(dá)到理想的節(jié)能優(yōu)化效果。在裝置維護(hù)過程中，裝置管理員需要根據(jù)9E聯(lián)合循環(huán)電廠的工作特性，細(xì)化燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)裝置的工作細(xì)則，以提高能源利用效率。

參考文獻(xiàn)

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