張彬，林江，孫仲炎

（1.中國電建集團山東電力建設(shè)第一工程有限公司；2.山東魯能德益工程有限公司，山東 濟南 250000）

隨著我國工業(yè)與能源業(yè)持續(xù)發(fā)展，鍋爐制造業(yè)為迎合其發(fā)展需求也逐漸步入鼎盛時期。但鍋爐運行對能源消耗和環(huán)境帶來的影響也無法忽視，為了維護穩(wěn)定的生態(tài)環(huán)境，實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，就要對同為工業(yè)污染源之一的鍋爐汽輪機進行節(jié)能改造，積極分析目前鍋爐汽輪機運行過程中值得優(yōu)化的方向，并給予積極優(yōu)化，實現(xiàn)對鍋爐汽輪機污染與耗能問題的控制。

1 鍋爐汽輪機目前運行中存在的問題

1.1 鍋爐熱效率存在提升空間

各式各樣的機械設(shè)備帶動著全球工業(yè)產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，并持續(xù)性將機械設(shè)備的使用福音逐漸傳向社會生產(chǎn)與生活的方方面面。但機械設(shè)備在使用過程中也普遍地存在耗能總量大、各種排放造成自然環(huán)境污染等問題，這些問題難以忽視，不僅會消耗過多能量、造成環(huán)境水平的難以挽回，還會對我國能源行業(yè)和工業(yè)的深入發(fā)展形成一定的阻礙。截至目前，行業(yè)內(nèi)仍然普遍使用著小型的鍋爐汽輪機。而這一設(shè)備在使用過程中存在較為明顯的缺陷，也就是鍋爐內(nèi)整體容量偏小，這就會造成在燃燒過程中爐內(nèi)的燃燒不夠充分，無法達到最佳熱效率，燃燒排放出的煙霧中仍然含有較多的熱能沒有被充分利用，能源投入因此被浪費，能源的使用率極低。即使是容量較大的鍋爐汽輪機，也同樣存在爐內(nèi)燃燒不充分，難以完全發(fā)揮爐內(nèi)燃料使用率的問題。而造成能源浪費的主要原因就是鍋爐汽輪機的運作荷載較低。

1.2 自動化水平有待提升

設(shè)備機械自動化隨著我國科技水平的不斷提升也在逐漸發(fā)展，自動化設(shè)備應(yīng)用范圍廣、更新速度快，為促進我國工業(yè)發(fā)展、產(chǎn)品質(zhì)量提升以及規(guī)模化生產(chǎn)等多方面生產(chǎn)工作做出了卓越的貢獻。但就目前的鍋爐汽輪機使用現(xiàn)狀而言，將鍋爐汽輪機的使用同自動化技術(shù)相結(jié)合的研發(fā)空間仍然很大，現(xiàn)有的鍋爐汽輪機自動化水平較低，鍋爐設(shè)備上并沒有加裝運行檢測設(shè)備，也就無法實現(xiàn)對設(shè)備燃燒狀態(tài)的監(jiān)控和隨時調(diào)整，此外，設(shè)備電機的運行效率難以被充分發(fā)揮也是導(dǎo)致能源浪費的主要原因之一。

1.3 對環(huán)境產(chǎn)生大量污染

鍋爐汽輪機在運作時勢必會排放出大量的煙霧，這也是其在燃燒過程中會排放出的最主要物質(zhì)。目前，鍋爐汽輪機最主要的燃燒模式就是層燃模式，這一燃燒模式往往會造成鍋爐內(nèi)部的燃料無法充分燃燒，燃燒效率較低。這就會造成燃燒產(chǎn)生的煙霧中存在大量因燃料沒能充分燃燒而產(chǎn)生的二氧化碳等排放后會導(dǎo)致環(huán)境受影響的物質(zhì)。其中尤其是以煤炭為主要燃料的鍋爐，在燃料燃燒后還會合成二氧化硫、二氧化碳等會對大氣環(huán)境造成惡性危害的氣體，這些氣體一旦隨鍋爐燃燒后氣體逸出，未經(jīng)處理就排放，勢必會造成無可估量的大氣環(huán)境污染問題。

2 鍋爐汽輪機節(jié)能管理要點

2.1 優(yōu)化設(shè)備結(jié)構(gòu)與運行方式

要想實現(xiàn)對鍋爐汽輪機的節(jié)能管理，就要對鍋爐汽輪機的設(shè)備結(jié)構(gòu)和運行方式進行優(yōu)化，首先要將鍋爐汽輪機的設(shè)備結(jié)構(gòu)進行調(diào)整?？梢詫﹀仩t汽輪機內(nèi)部的結(jié)構(gòu)展開重新設(shè)計，改變鍋爐整體的容量和結(jié)構(gòu)，或者調(diào)整鍋爐的原有形狀，使其更適合充分燃燒。擴大鍋爐內(nèi)用于燃料燃燒的空間，實現(xiàn)燃料的充分燃燒。導(dǎo)致鍋爐汽輪機內(nèi)部燃料無法充分燃燒的主要原因就是內(nèi)部配風(fēng)不恰當(dāng)和煤炭泄漏。利用對燃燒原料的節(jié)約和對燃燒的充分性改良實現(xiàn)節(jié)能的目的。除了從鍋爐內(nèi)部對節(jié)能要點進行改良，還可以從鍋爐汽輪機的外部下手，做好鍋爐汽輪機外部的保溫工作，盡量控制熱量的散失，使鍋爐內(nèi)部的每一份熱能都能得到充分的利用，這樣也能夠達到節(jié)能減耗的目的。例如，使用不易散熱的石棉材質(zhì)完成鍋爐汽輪機的制作。為了實現(xiàn)節(jié)能這一目標(biāo)，可以對汽輪機組的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進行改造，例如，提高高壓缸運行平滑度或者避免低壓缸疲勞現(xiàn)象。當(dāng)鍋爐汽輪機運作采用的汽輪機組為葉型，則可以從改進葉片形態(tài)的角度入手開展設(shè)備的優(yōu)化工作。例如，強化葉片同機組連接的穩(wěn)固性，促進動力強度的提升，還可以適當(dāng)增加隔板氣軸間的縫隙，以此控制設(shè)備運行耗能。若采用的設(shè)備類型是靜葉型汽輪機，可以視設(shè)備運行的實際情況將不同葉片之間的加強筋適量拆除，這樣就能控制設(shè)備運行中存在的阻力，提升設(shè)備運行效率，實現(xiàn)減耗。

其次，除了對鍋爐汽輪機設(shè)備自身進行改良，還可以通過對設(shè)備的運行方式進行改善，實現(xiàn)鍋爐汽輪機運行的節(jié)能目的。第一，可以對原有的送風(fēng)與出風(fēng)方式進行改良，對燃燒排放的煙霧余熱進行循環(huán)利用，并充分結(jié)合層燃模式的燃燒特征，提升爐內(nèi)燃料的燃燒充分性。第二，可以采用變頻技術(shù)合理控制鍋爐內(nèi)的實時送風(fēng)量和送煤量，使填進爐內(nèi)的煤炭得以充分燃燒，提升煤炭能源的使用效率。第三，可以對設(shè)備上循環(huán)水泵的運行模式進行重新編制，對原有的鍋爐汽輪機機組荷載量進行調(diào)節(jié)。在循環(huán)水泵正常運作的過程中，循環(huán)水量的總量越大，機組作用力也就越高。所以相關(guān)設(shè)備控制人員應(yīng)該始終將設(shè)備的機組作用力控制在較為恰當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)上，并將機組作用力增值和循環(huán)水量增值二者之差控制在最大范圍內(nèi)，這樣就能完成對鍋爐汽輪機的能耗節(jié)約。第四，鍋爐汽輪機外部的加熱器水位高低同樣可以實現(xiàn)對水溫的控制，而減少水溫散失的最有效手段，就是將設(shè)備的端差始終控制在極低的范圍內(nèi)，可以為加熱器增設(shè)溫度傳感器，并且通過對加熱器的技術(shù)升級使設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)對溫度的控制?？蓪囟葌鞲衅魍琍LC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）控制器相連接，借助傳感器實時探測水溫的具體數(shù)值，再利用PLC控制器控制水溫高低，一旦水溫過低，就要及時開啟加溫模式，這樣就能將端差控制得極小，達成節(jié)能目的。第五，還可以對鍋爐汽輪機內(nèi)部的抽氣裝置運行模式進行調(diào)節(jié)。當(dāng)設(shè)備所處外部環(huán)境溫度較高時，例如，夏季來臨等情況，往往會使設(shè)備難以發(fā)揮最佳的運作效率，造成能源的浪費。與此同時，就要借助冷卻水的低溫特性對抽氣設(shè)備進行降溫，又或者在設(shè)備所在空間內(nèi)加裝空調(diào)以完成對環(huán)境溫度的冷卻，實現(xiàn)節(jié)能減耗的目的。

2.2 積極使用不同有效節(jié)能手段

除了對設(shè)備進行后天的優(yōu)化與改裝，在鍋爐汽輪機設(shè)計制造之初，設(shè)計者就可以采取特定手段實現(xiàn)設(shè)備減耗的目的，促進節(jié)能的手段有很多種，這里選取較為具有代表性的幾種節(jié)能手段進行介紹。首先，可以使用多齒蜂窩狀汽封技術(shù)完成對鍋爐汽輪機設(shè)備的制造，這一技術(shù)能夠有效促進鍋爐內(nèi)空氣的流通，最大限度地減少設(shè)備內(nèi)流通阻力，提升設(shè)備整體運作的效率。其次，可以積極采用鍋爐干冰清洗技術(shù)，區(qū)分于第一種節(jié)能技術(shù)在設(shè)備設(shè)計之初達到節(jié)能作用，這一技術(shù)則是在鍋爐汽輪機的運作過程中完成節(jié)能目標(biāo)，干冰就是低溫狀態(tài)下的二氧化碳，具有遇冷收縮的特性，能夠在設(shè)備運作過程中及時清理設(shè)備內(nèi)殘存的油污和煤炭燃燒殘留物。最后，還可以采用鍋爐水處理技術(shù)，同樣也是在鍋爐汽輪機運作中使用的降耗手段，這一技術(shù)可將廢熱物質(zhì)中的熱能進行回收，并將回收回來的熱能再次用于設(shè)備運作，這樣的技術(shù)可以充分實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)。

3 鍋爐汽輪機運行管理要點

3.1 提升鍋爐汽輪機關(guān)鍵點控制水準(zhǔn)

要想對鍋爐汽輪機關(guān)鍵點完成準(zhǔn)確的控制，第一，就要合理控制汽輪機組的給水溫度。并且定期對設(shè)備不同部件的密封性進行檢查，并且及時維護加熱器，保證其處于良好性能，并達到鍋爐汽輪機正常運作的需求，促進鍋爐運作過程中換熱與傳熱性能的高效性。第二，對高加筋管的滲漏點，要做到及時發(fā)現(xiàn)、第一時間修補，一旦難以修補且已經(jīng)出現(xiàn)嚴(yán)重的滲漏情況，就一定要及時更換。第三，要定期清除設(shè)備內(nèi)的水垢凝結(jié)，避免水垢過厚對高加筋管的換熱性能造成負(fù)面影響，可采用化學(xué)藥劑或者噴射法對水垢進行處理。第四，應(yīng)該始終保證凝結(jié)器的真空狀態(tài)，這樣才能實現(xiàn)對燃料的節(jié)省，最大程度控制設(shè)備的運作效率。同樣要對凝結(jié)器內(nèi)部的水垢進行定期清理，這樣才能充分發(fā)揮其真空性能。

3.2 加強日常設(shè)備管理

要由專業(yè)人員專門負(fù)責(zé)鍋爐汽輪機的管理和操作，尤其是設(shè)備的開啟與停運，一旦在這一操作過程中由于操作的失誤造成設(shè)備的驟停，就容易導(dǎo)致設(shè)備的停運，出現(xiàn)難以修復(fù)的故障。在鍋爐汽輪機正式啟動后，設(shè)備內(nèi)部的溫度會逐漸攀升，而設(shè)備機組在完成并網(wǎng)操作后，就會消耗較多能源并且用時也較長。為了實現(xiàn)節(jié)能目標(biāo)，可以請設(shè)備的控制人員在保證設(shè)備運作安全的前提下適當(dāng)控制設(shè)備的啟動時長。設(shè)置壓力值為4MPa的旁壓并打開，然后手動方式開啟真空破門，將真空度維持在-60～-50kPa，這樣既可以加快啟動的速度，增大蒸汽輸出量，也可以降低啟動過程中能源的消耗。而當(dāng)設(shè)備逐漸關(guān)停時，則可以使用滑動參數(shù)停機法完成設(shè)備的停運工作。這樣不僅可以使設(shè)備內(nèi)部的溫度逐漸降下來，還能將設(shè)備關(guān)停后內(nèi)部仍然會持續(xù)存在一段時間的熱能進行合理利用，節(jié)約了能源消耗。而后，在設(shè)備完全停止運作后，設(shè)備的檢修人員應(yīng)該對內(nèi)部每個零件，尤其是凝結(jié)器等核心設(shè)備進行查看。并及時解決設(shè)備密閉性、漏水等問題，這樣才能保證設(shè)備運行的平穩(wěn)與安全。此外，除了對以上管理要點進行強化，還應(yīng)該對原有的設(shè)備管理范圍進行拓寬，例如，經(jīng)常檢查閥門的內(nèi)漏情況和疏水閥門的密閉功能。

3.3 結(jié)合實際情況提升管理水準(zhǔn)

參照鍋爐汽輪機可以完成對鍋爐汽輪機的管理優(yōu)化，促進燃料充分發(fā)揮自身燃燒效率，為企業(yè)贏取更多利益。例如，從控制端差和真空度等兩方面完成對凝結(jié)器設(shè)備的優(yōu)化，并且加大對這一設(shè)備的監(jiān)控力度，這樣就可以在現(xiàn)有基礎(chǔ)上減少設(shè)備的維修次數(shù)，實現(xiàn)降耗的目的。此外，還可以對鍋爐汽輪機中汽封系統(tǒng)給予充分關(guān)注，這一系統(tǒng)的主要功能就是避免蒸汽沿軸線逐漸滲出，使軸承底座進水，油度不純。還能防止蒸汽外露銹蝕其余設(shè)備。最后，汽輪機的工作效率正比于機組的氣流流動性，氣流量隨流動面積的增大而增大，因此，對葉片或隔板上的污垢進行噴砂清除，可以改善機組的氣流通過性，從而提高設(shè)備的效率，降低耗能。

3.4 健全設(shè)備管理制度

推行科學(xué)可行的管理制度能對設(shè)備管理者的日常工作內(nèi)容進行約束，保證設(shè)備管理者的工作質(zhì)量和操作規(guī)范，進而提升鍋爐汽輪機的使用壽命?；谶@種需求，就要對現(xiàn)行的鍋爐汽輪機運行管理工作制定出一套科學(xué)可行、制度嚴(yán)明的規(guī)則制度。

首先，設(shè)備持有企業(yè)要充分考慮到本企業(yè)的實際經(jīng)營狀態(tài)，并充分結(jié)合鍋爐汽輪機的實際運作狀態(tài)為設(shè)備的管理和運作進行責(zé)任制管理，在制度中要嚴(yán)格標(biāo)明每一名管理人員的責(zé)任劃分，切忌越界，也不能不負(fù)責(zé)，明確每一名工作人員的具體責(zé)任內(nèi)容，并逐一落實責(zé)任內(nèi)容，避免意外發(fā)生時不同管理者之間的責(zé)任推諉。其次，要加大對相關(guān)設(shè)備的操作、管理。維修人員的培訓(xùn)投入力度，尤其要向管理者強調(diào)不同設(shè)備的性能、參數(shù)以及在平時對設(shè)備開展管理工作的重要開展要點，以此促進鍋爐汽輪機的平穩(wěn)運行。還可以基于上述責(zé)任制管理制度，推行逐級負(fù)責(zé)的連帶責(zé)任制，不僅基層人員需要負(fù)起責(zé)任，上級領(lǐng)導(dǎo)也同樣要明確自身的責(zé)任范圍，對鍋爐汽輪機的運作負(fù)責(zé)到底。

3.5 政策支撐促進節(jié)能減排

國家政策對鍋爐汽輪機的節(jié)能降耗工作也起著不可忽視的促進作用，截至目前，許多鍋爐企業(yè)開展節(jié)能工作仍處于被動地位，管理者自身并沒有意識到這一號召的重要性?；诖?，政府要加快促進產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，以行業(yè)發(fā)展重點為切入點，促進行業(yè)朝節(jié)能環(huán)保方向轉(zhuǎn)變。另一方面，在鍋爐汽輪機運作中，要以節(jié)能為核心，以可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略為方向，努力改進設(shè)備并完善相關(guān)管理制度。同時還要在節(jié)能減排指標(biāo)體系與聯(lián)動發(fā)展機制的共同作用下，聚集社會力量，發(fā)揮企業(yè)節(jié)能增效的主體作用，促進群眾的節(jié)能意識的提高。另外，政府部門要鼓勵企業(yè)實施節(jié)能舉措，并為企業(yè)提供相關(guān)工作培訓(xùn)與人才培養(yǎng)的機會，促進企業(yè)在該方面的專業(yè)能力提升。

4 結(jié)語

在當(dāng)下的工業(yè)與能源行業(yè)發(fā)展中，鍋爐汽輪機是十分常見重要的設(shè)備，為了實現(xiàn)這一設(shè)備的節(jié)能增效，要充分結(jié)合工業(yè)或能源企業(yè)的經(jīng)營實際，吸收先進技術(shù)手段，對鍋爐的內(nèi)部構(gòu)造和運行方式進行優(yōu)化，提升鍋爐設(shè)備的運行狀態(tài)，促進設(shè)備運作效率提升的同時，降低有害物質(zhì)排放對自然環(huán)境造成的影響，促進電力能源行業(yè)與工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。