談火力發(fā)電廠汽輪機(jī)側(cè)節(jié)能工作

楊世璠

(國(guó)電甘肅電力有限公司 甘肅蘭州 730010)

隨著國(guó)家節(jié)能減排政策的不斷深入實(shí)施，火力發(fā)電廠承擔(dān)的節(jié)能任務(wù)日益繁重，節(jié)能范圍不斷深入擴(kuò)大?；鹆Πl(fā)電廠汽輪機(jī)的任務(wù)就是高效利用鍋爐蒸汽，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生電能。汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的優(yōu)劣，對(duì)火電廠的節(jié)能降耗工作的影響較大。筆者就從以下幾個(gè)方面對(duì)火力發(fā)電廠汽機(jī)側(cè)節(jié)能降耗途徑進(jìn)行闡述。

1 降低汽耗

汽輪機(jī)的汽耗就是發(fā)出每KWh電量所耗用的蒸汽量。汽耗越小，表明汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)越好，帶同樣的電負(fù)荷所用的蒸汽量越小,則煤耗越小。汽耗的高低對(duì)發(fā)電廠的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響巨大，火電廠在降低汽耗方面主要有以下方法可以實(shí)施。

1.1 汽輪機(jī)通流部分增容改造

近年來(lái)，很多火力發(fā)電廠對(duì)50-300MW汽輪機(jī)進(jìn)行了通流部分增容改造，改造后一般均能增加10%的容量，并且在汽耗、鍋爐煤耗、安全運(yùn)行等方面均取得了良好的效果。如：某公司實(shí)施的4臺(tái)200MW汽輪機(jī)增容改造工程，改造后容量單臺(tái)增加至220MW,汽耗平均下降約0.15Kg/KWh,供電煤耗平均下降約18g/KWh，節(jié)約標(biāo)煤效果顯著。

另外，隨著汽輪機(jī)通流部分增容改造的實(shí)施，高壓調(diào)速汽門的開啟重疊度將要發(fā)生變化，要通過理論計(jì)算和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)取得最佳值。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)中表明，機(jī)組帶負(fù)荷后，將調(diào)速汽門由“單閥”方式切換為“順序閥”方式，同負(fù)荷下，可減小蒸汽流量10T/h。

1.2 提高軸封系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平

早期生產(chǎn)的200MW以下汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)大多數(shù)采用外界汽源(啟停時(shí))與本機(jī)除氧器切換供外圈汽封密封用汽,軸封內(nèi)幾圈漏汽壓力較高,不能完全進(jìn)入軸封加熱器，加之軸封自動(dòng)控制系統(tǒng)的不靈敏,導(dǎo)致外界汽源經(jīng)常漏至汽輪機(jī)外,首先造成油中進(jìn)水及環(huán)境污染；其次造成蒸汽浪費(fèi)；第三控制不好又會(huì)造成機(jī)組真空下降，蒸汽流量增加，導(dǎo)致機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行情況惡化。經(jīng)過對(duì)機(jī)組軸封系統(tǒng)的改造，即在機(jī)組負(fù)荷達(dá)到一定程度，將外界汽源直接切換為軸封系統(tǒng)自密封運(yùn)行，利用軸封內(nèi)圈部分漏汽密封外圈汽封，軸封回汽進(jìn)入軸封冷卻器，即有助于凝結(jié)水溫度的提高，又很好地解決了上述問題，保證了機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.3 提高機(jī)組真空度，減小汽耗

1.3.1 加強(qiáng)真空系統(tǒng)檢漏、消漏及治理工作。

定期做好機(jī)組的真空嚴(yán)密性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)達(dá)不到合格值或者與同類機(jī)組比較嚴(yán)密性試驗(yàn)不夠優(yōu)秀。就要針對(duì)性的查找漏點(diǎn)，進(jìn)行堵漏。有時(shí)候查找不到漏點(diǎn)，就要在機(jī)組檢修期間，對(duì)凝汽器汽側(cè)進(jìn)行灌水找漏，盡量灌至喉部，有利于查找機(jī)組長(zhǎng)期運(yùn)行造成的喉部焊口開裂，并且不易發(fā)現(xiàn)的漏點(diǎn)。靖電公司每次機(jī)組大小修時(shí)堅(jiān)持凝汽器修前與修后兩次灌水試驗(yàn)，對(duì)老機(jī)組的真空優(yōu)化起到了重要作用。并且將此項(xiàng)工作做為機(jī)組大小修后，對(duì)真空度考核的重要依據(jù)。

定期檢查抽氣器的完好程度，尤其是射水式抽氣器，隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，結(jié)垢、汽蝕現(xiàn)象不容忽視，應(yīng)該定期檢查，排除異常，保證抽氣能力。

1.3.2 加強(qiáng)循環(huán)水系統(tǒng)的維護(hù)工作

加強(qiáng)管道系統(tǒng)管理，嚴(yán)防閥門非正常截流或者管道系統(tǒng)堵塞。閉式循環(huán)水管道堵塞的主要原因在膠球回收率偏低，在循環(huán)水回水管道或者冷卻塔配水層噴頭處造成堵塞，需要對(duì)膠球回收裝置進(jìn)行改造，確保膠球回收率100%，經(jīng)過多年的生產(chǎn)實(shí)踐改造收球裝置，證明是能達(dá)到要求的。

加強(qiáng)凝汽器管束管理，凝汽器管束內(nèi)壁結(jié)垢影響傳熱，是電廠長(zhǎng)期遇見的問題，加強(qiáng)管束清潔度管理主要應(yīng)做以下三方面的工作：一是做好膠球清洗工作，在膠球加入量、回收量、膠球質(zhì)量、清洗時(shí)間頻次上要嚴(yán)格把關(guān)，確保效果；二是管理好冷卻塔配水層填料，如2007年冬季，我省遇到了罕見的強(qiáng)冷天氣，冷卻塔配水層結(jié)冰嚴(yán)重，質(zhì)量較次的填料，凍成碎片，冰融化后脫落，塔池濾網(wǎng)過濾不住，進(jìn)入凝汽器冷卻管束造成堵塞，導(dǎo)致流通量不足，真空度不夠，只有待停機(jī)后清理；對(duì)于開式循環(huán)水系統(tǒng)的機(jī)組，還應(yīng)做好循環(huán)泵入口的雜物清理、過濾工作；三是保證循環(huán)水水質(zhì)合格，減弱結(jié)垢的形成機(jī)理。

1.4 提高回?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性

眾所周知,汽輪機(jī)系統(tǒng)設(shè)置回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)，主要是為了減少冷源損失,同時(shí)帶來(lái)了蒸汽耗量大的問題，但是設(shè)置回?zé)嵯到y(tǒng)的益處遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于蒸汽流量增大的問題。機(jī)組設(shè)置的抽汽回?zé)嵯到y(tǒng)級(jí)數(shù)是制造廠經(jīng)過嚴(yán)密計(jì)算比較得出的，生產(chǎn)過程中一般無(wú)法改變，要提高經(jīng)濟(jì)性只有在現(xiàn)有的狀態(tài)下做好以下工作：一是保持加熱器合理的汽側(cè)水位。過高因換熱面積減小效果不佳，過低則蒸汽流速快，換熱不充分，而且高一級(jí)抽氣量增大排擠低一級(jí)抽汽，經(jīng)濟(jì)性受到更大影響；二是盡可能避免較低壓力等級(jí)的抽汽系統(tǒng)停運(yùn)，否則會(huì)因本級(jí)加熱器出口溫度偏低，導(dǎo)致上一級(jí)較高品質(zhì)的抽汽量增大，而且會(huì)使加熱器溫差過大；三是保持加熱器的健康運(yùn)行，防止加熱器堵管率過高運(yùn)行，給水溫度偏低不經(jīng)濟(jì)。

2 降低廠用電

火力發(fā)電廠汽機(jī)側(cè)的廠用電消耗占用了較大比例，降低汽機(jī)側(cè)廠用電量，有著比較成熟的經(jīng)驗(yàn)可以借鑒。

2.1 進(jìn)行節(jié)電技術(shù)改造

近幾年，電廠通過對(duì)凝結(jié)泵電機(jī)進(jìn)行變頻技術(shù)改造，對(duì)循環(huán)泵電機(jī)改為雙速電機(jī),尤其在機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行時(shí)的節(jié)電效果顯著，并且避免了管道的截流損失，效果顯著；對(duì)早期設(shè)計(jì)的機(jī)組，存在泵體本身出力裕度大的問題，也可以進(jìn)行葉輪車削改造，滿足最大負(fù)荷運(yùn)行需要即可；有些電廠對(duì)設(shè)計(jì)的凝升泵系統(tǒng)通過技術(shù)計(jì)算，對(duì)補(bǔ)水箱及管道系統(tǒng)給予改造，機(jī)組正常運(yùn)行中停運(yùn)凝升泵；在上世紀(jì)90年代有些電廠通過對(duì)200MW機(jī)組的半容量電動(dòng)給水泵改型為全容量給水泵或者改為汽動(dòng)給水泵，廠用電率大幅度下降。

2.2 加強(qiáng)運(yùn)行管理工作

2.2.1 加強(qiáng)輔機(jī)的啟停管理。機(jī)組的啟停，汽機(jī)側(cè)的三大輔機(jī)（凝結(jié)泵、循環(huán)泵、給水泵）往往是需要早期啟動(dòng)的，停運(yùn)時(shí)也是停運(yùn)較晚的。如果沒有嚴(yán)格的時(shí)間限制，值班員為了安全起見，不控制時(shí)間，浪費(fèi)廠用電嚴(yán)重。要對(duì)每一轉(zhuǎn)機(jī)的啟停時(shí)間、運(yùn)行調(diào)整制定詳細(xì)的時(shí)間規(guī)定，避免在機(jī)組啟停中轉(zhuǎn)機(jī)啟動(dòng)過早或者停運(yùn)太遲，造成廠用電無(wú)為的浪費(fèi)。

2.2.2 加強(qiáng)小指標(biāo)競(jìng)賽工作。進(jìn)行小指標(biāo)競(jìng)賽活動(dòng)，能夠通過比較發(fā)現(xiàn)存在的問題，有力的提高了運(yùn)行人員的節(jié)能積極性，多年來(lái)的經(jīng)驗(yàn)表明，對(duì)促進(jìn)節(jié)能工作意義重大，應(yīng)該不斷拓寬小指標(biāo)競(jìng)賽范圍，加大獎(jiǎng)懲力度。

2.2.3 不斷研究新的運(yùn)行節(jié)能方式。目前有些電廠已經(jīng)實(shí)施了機(jī)組啟停不啟動(dòng)電動(dòng)給水泵的運(yùn)行方式，經(jīng)過詳細(xì)的規(guī)劃和可行性研究，用汽動(dòng)給水泵直接參與機(jī)組啟停工作的全過程，較好的保證了機(jī)組啟停的安全經(jīng)濟(jì)型，值得同類型機(jī)組借鑒。

3 降低原水耗量及除鹽水耗量

我省屬于水源嚴(yán)重缺乏地區(qū)，減少火電廠的耗水量，是目前最為緊迫的任務(wù)，也是企業(yè)盡社會(huì)責(zé)任的主要途徑?；鹆Πl(fā)電廠如何降低原水耗量和除鹽水耗量,筆者認(rèn)為有以下方法可以借鑒。

3.1 加大設(shè)備改造力度。

早期投產(chǎn)的機(jī)組，都存在輔助設(shè)備冷卻器傳熱效率偏低的問題，隨著一些先進(jìn)材料的應(yīng)用，相同的冷卻面積，冷卻效率會(huì)提高較多，所以要對(duì)冷卻器進(jìn)行新材料、新工藝的應(yīng)用，減小冷卻水量；另外，冷卻塔填料的型式、材料的不斷更新，進(jìn)行必要的投資更換，也會(huì)提高循環(huán)水的冷卻效果，對(duì)提高機(jī)組真空和減小循環(huán)水蒸發(fā)量均有一定的益處。

3.2 加強(qiáng)檢修運(yùn)行精細(xì)化管理

3.2.1 突出季節(jié)性特點(diǎn)，強(qiáng)化節(jié)水措施。發(fā)電廠的原水耗量與季節(jié)性關(guān)系較大，夏季轉(zhuǎn)機(jī)及冷卻器耗水量較大，要制定可行的措施，尤其是不能隨心所欲的開大冷卻水閥門開度，要根據(jù)環(huán)境溫度隨時(shí)調(diào)整。另外,春季機(jī)組的檢修工作,要將防暑降溫工作納入重要范圍,對(duì)冷卻水系統(tǒng)要重點(diǎn)清理疏通；冬季對(duì)冷卻水量的節(jié)流要及時(shí)到位，尤其是北方寒冷地區(qū)，冬季停機(jī)后的防凍工作需要開啟停運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)的冷卻水，就要求管理人員隨時(shí)監(jiān)督冷卻水投入量的大小，在保證安全的前提下，根據(jù)環(huán)境溫度及時(shí)調(diào)整，盡量減小冷卻水量。如果停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)，可以將冷卻水管道系統(tǒng)放空備用。

火電廠的廠用蒸汽系統(tǒng)的耗量，同樣要納入節(jié)能工作的重要環(huán)節(jié)，如內(nèi)部取暖熱網(wǎng)站的運(yùn)行溫度，應(yīng)根據(jù)外界晝夜的環(huán)境溫度，調(diào)整供暖溫度。如果為了圖方便，將溫度一直保持在較高溫度，加之加熱器及管網(wǎng)系統(tǒng)的泄露，可能造成電廠額外補(bǔ)充的除鹽水量增加。

3.2.2 從細(xì)處著手節(jié)約每一點(diǎn)水。為了加強(qiáng)節(jié)能工作,各電廠均不同程度的將各類正壓擴(kuò)容器的排水進(jìn)行了回收,用做其它用水,不直接排入地溝。一臺(tái)200MW機(jī)組滿負(fù)荷運(yùn)行,每天可節(jié)約600T左右耗水；對(duì)單元機(jī)組停運(yùn)后的冷卻塔池存水直接打入臨機(jī)塔池，一次可節(jié)約原水8000T左右，相當(dāng)于夏季一臺(tái)機(jī)20小時(shí)的冷卻塔蒸發(fā)量；將凝汽器灌水找漏后的水不再排入地溝，可以回收于熱網(wǎng)補(bǔ)充水或其它用水，按照現(xiàn)在200MW機(jī)組的檢修頻次，一年一臺(tái)機(jī)可節(jié)約用水約1500T。

3.2.3 加強(qiáng)機(jī)組啟停除鹽水耗管理。我們知道，機(jī)組的啟停在汽機(jī)側(cè)需要開啟大量的疏水，補(bǔ)充的除鹽水量較大。所以在以下方面加強(qiáng)機(jī)組的啟停操作管理，會(huì)節(jié)約啟停水耗：一是啟停時(shí)加強(qiáng)疏水系統(tǒng)操作管理，在汽缸溫度達(dá)到規(guī)程規(guī)定的溫度時(shí)，關(guān)閉（開機(jī)）或開啟（停機(jī)）疏水，減少排量；二是提高啟動(dòng)操作水平，機(jī)爐電專業(yè)的操作要協(xié)調(diào)一致，防止任一專業(yè)的操作滯后，而影響機(jī)組升溫升壓速度，導(dǎo)致大量疏水外排，得不到及時(shí)關(guān)閉。

3.2.4 加強(qiáng)泄漏治理。發(fā)電企業(yè)一直堅(jiān)持實(shí)施的無(wú)泄漏工作，經(jīng)過多年的不斷努力，整體泄漏率逐步下降，不論在文明生產(chǎn)還是節(jié)能降耗方面，都起到了積極地促進(jìn)作用。泄露治理工作應(yīng)突出兩個(gè)方面：一是外漏消除；二是內(nèi)漏消除。實(shí)際上外漏屬于明顯的漏點(diǎn)，容易發(fā)現(xiàn)。而內(nèi)漏只有經(jīng)過認(rèn)真的排查、參數(shù)分析，才能徹底治理。治理內(nèi)漏，主要在節(jié)約廠用電，避免冷卻水泵做得無(wú)用功，同時(shí)汽機(jī)側(cè)疏水門內(nèi)漏幾個(gè)環(huán)節(jié)上下功夫。

作為火力發(fā)電廠，需要整體挖掘節(jié)能潛力，正確認(rèn)識(shí)節(jié)能和投資的關(guān)系，正確樹立節(jié)能是為人類做貢獻(xiàn)的理念。日常工作中不放過任何一個(gè)小的環(huán)節(jié)，緊抓細(xì)扣，從每一度電、每一點(diǎn)水上下功夫，不斷養(yǎng)成全員的節(jié)能習(xí)慣，日積月累，節(jié)能效果會(huì)逐步顯現(xiàn)，社會(huì)效益將不斷增強(qiáng)。