淺談燃煤300MW機(jī)組汽輪機(jī)節(jié)能措施與技術(shù)討論

趙榮

引言：在我國(guó)的電力構(gòu)成當(dāng)中，火力發(fā)電占據(jù)主要的位置。近年來隨著用電量的不斷增加，給火力發(fā)電行業(yè)造成較大的壓力。利用最低的消耗生產(chǎn)出更多的電量，因此節(jié)能降耗成為電廠的一個(gè)十分重要的課題。汽輪機(jī)是火電廠的主要設(shè)備，其運(yùn)行過程當(dāng)中的節(jié)能降耗潛力十分巨大。因此應(yīng)該對(duì)電廠汽輪機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的改造，從而使其能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗。

電廠作為支撐我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要單位，近年來面臨著日益增長(zhǎng)的用電需求以及不斷上漲的能源價(jià)格所造成的巨大壓力，因此節(jié)能降耗成為一個(gè)重要的課題。面對(duì)當(dāng)前嚴(yán)峻的能源形勢(shì)，電廠應(yīng)該積極探索一條節(jié)能降耗的道路，用最少的資源生產(chǎn)出更多的電能。這樣不僅僅有助于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)于我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定發(fā)展具有十分重要的意義。在電廠發(fā)電過程當(dāng)中，汽輪機(jī)發(fā)揮著十分重要的作用，在汽輪機(jī)運(yùn)行過程當(dāng)中如果采取相應(yīng)的措施，減少能源消耗，對(duì)于整個(gè)電廠的節(jié)能降耗都有十分重要的意義。這就要求發(fā)電廠在汽輪機(jī)的運(yùn)行過程當(dāng)中采取相應(yīng)的技術(shù)措施，減少能源的消耗，同時(shí)對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)募夹g(shù)改造，降低能耗。

一、汽輪機(jī)節(jié)能原理介紹

汽輪機(jī)主要是由固定部分（靜子）和轉(zhuǎn)動(dòng)部分（轉(zhuǎn)子）組成，與回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)（包括汽輪機(jī)抽汽、給水系統(tǒng)、凝結(jié)水及疏水系統(tǒng)等）、調(diào)節(jié)保安系統(tǒng)、油系統(tǒng)以及其它輔助設(shè)備共同組成的汽輪機(jī)組件。固定部分（靜子）由汽缸、隔板、噴嘴、汽封、緊固件和軸承等部位組成。轉(zhuǎn)動(dòng)部分（動(dòng)力）主要包括主軸、葉輪或輪鼓、葉片和聯(lián)軸器等。固定部分的噴嘴、隔板與轉(zhuǎn)動(dòng)部分的葉輪、葉片組成蒸汽熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的通流部分。汽缸是約束高壓蒸汽不得外泄的外殼，還設(shè)有汽封系統(tǒng)。理想循環(huán)熱效率和汽輪機(jī)內(nèi)效率的大小決定了汽輪機(jī)效率的大小，對(duì)于一定容量的機(jī)組，真空度、給水溫度、換熱器短差、漏氣損失大小等因素決定了汽輪機(jī)效率的到底，因此對(duì)運(yùn)行中的汽輪機(jī)進(jìn)行改造，也就是通過改造以上因素，使汽輪機(jī)始終處于最佳的工況下運(yùn)行，維護(hù)較高的運(yùn)行效率。對(duì)汽輪機(jī)的節(jié)能改造要以以下三個(gè)原則為前提：a）切合實(shí)際情況，確保改造措施的可行性；b）對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能分析，針對(duì)系統(tǒng)最薄弱和影響機(jī)組性能最大的環(huán)節(jié)開展改造工作；c）改造措施技術(shù)要盡可能簡(jiǎn)單易行。

二、汽輪機(jī)效率影響因素分析

衡量汽輪機(jī)組效率高低的一個(gè)關(guān)鍵性指標(biāo)就是汽輪機(jī)組的熱耗率。對(duì)于新投產(chǎn)機(jī)組，導(dǎo)致汽輪機(jī)組熱耗率高的因素有：通流部分效率低于設(shè)計(jì)值；真空度低、回?zé)嵯到y(tǒng)偏離設(shè)計(jì)值、初參數(shù)低于設(shè)計(jì)值、熱力系統(tǒng)泄漏、加熱器短差偏離設(shè)計(jì)值、節(jié)流損失；對(duì)于投產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)的老機(jī)組，造成汽輪機(jī)組熱耗率偏高的因素主要有：長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行造成機(jī)組老化、機(jī)組運(yùn)行負(fù)

荷低于額定負(fù)荷、通流部分效率下降、真空度低、運(yùn)行方式不合理、運(yùn)行參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值、回?zé)嵯到y(tǒng)方式偏離設(shè)計(jì)、熱力循環(huán)系統(tǒng)泄漏、加熱器運(yùn)行短差與設(shè)計(jì)值相偏離、廠用汽量較大等。因此，對(duì)于運(yùn)行中的機(jī)組，要針對(duì)影響汽輪機(jī)熱耗率的因素定期對(duì)汽輪機(jī)組進(jìn)行檢查診斷，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除不利因素，維護(hù)汽輪機(jī)在最佳的工況下運(yùn)行，提高其效率。

三、常見汽輪機(jī)節(jié)能措施與技術(shù)

（一）汽輪機(jī)通流部分的增容改造。中國(guó)新建的燃煤機(jī)組越來越高參數(shù)化、大容量化。但是仍舊存留有一些建造時(shí)間較早供熱機(jī)組和自備電廠的機(jī)組參數(shù)較小。對(duì)于這些老機(jī)組，由于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)水平和制造水平都比較落后，對(duì)這些小機(jī)組節(jié)能改造的主要手段是汽輪機(jī)通流部分的增容改造。例如徐州電廠4號(hào)125MW汽輪機(jī)經(jīng)過增容改造以后，汽輪機(jī)熱耗為原來的9 184 kJ/（kW·h）提高到8 175 kJ/（kW·h），效率提高明顯[1]。

（二）重視熱力系統(tǒng)內(nèi)漏。加熱器疏水水位正常與否對(duì)熱力系統(tǒng)的性能有極大的影響。如果加熱器疏水水位過高，水位就會(huì)淹沒加熱器的有效換熱面積，從而使傳熱效率降低；加熱器疏水水位過低，會(huì)造成熱力系統(tǒng)內(nèi)漏。熱力系統(tǒng)內(nèi)漏對(duì)汽輪機(jī)組的效率有很大的影響，一方面，熱力系統(tǒng)內(nèi)漏造成了汽輪機(jī)通流部分有效能量的損失，另一方面造成機(jī)組的真空度的降低和輔機(jī)的電耗的增加。因此，實(shí)際運(yùn)行過程中，必須定期對(duì)閥門進(jìn)行內(nèi)漏檢測(cè)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題，定期對(duì)加熱器殼側(cè)空氣進(jìn)行排放，及時(shí)排除不凝結(jié)氣體，定期對(duì)加熱器管子進(jìn)行酸洗，去除鈣垢，確保加熱器疏水水位處于正常水平。

（三）維持汽輪機(jī)運(yùn)行負(fù)荷。汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是基于特性設(shè)計(jì)參數(shù)的。運(yùn)行中的機(jī)組由于鍋爐煤種的變化、負(fù)荷的變化，運(yùn)行參數(shù)往往與設(shè)計(jì)參數(shù)有一定的偏離。運(yùn)行參數(shù)偏離設(shè)計(jì)參數(shù)，不僅對(duì)汽輪機(jī)組的效率有很大的影響，同時(shí)還會(huì)威脅到汽輪機(jī)組乃至整個(gè)火電機(jī)組中設(shè)備的安全性及其使用壽命。因此，這就要求電網(wǎng)調(diào)度合理安排，盡可能保證主力機(jī)組的運(yùn)行負(fù)荷。但是由于我們用電峰谷差的存在，很多火電機(jī)組都承擔(dān)著調(diào)峰的任務(wù)，運(yùn)行負(fù)荷一般都低于最大經(jīng)濟(jì)負(fù)荷，這就要求運(yùn)行人員有很高的技術(shù)水平和豐富專業(yè)知識(shí)，根據(jù)負(fù)荷的變化及時(shí)的調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，保證設(shè)備安全高效的運(yùn)行。

（四）加強(qiáng)煤種控制和鍋爐的燃燒調(diào)節(jié)。相同背壓下，汽輪機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)越高，流量越大，則汽輪機(jī)效率也越高。汽輪機(jī)的進(jìn)汽參數(shù)是由鍋爐的出汽參數(shù)決定的。鍋爐的穩(wěn)定燃燒是保證蒸汽品質(zhì)的前提。中國(guó)煤炭的國(guó)情是成分復(fù)雜、種類繁多，而且分布不均勻。這就使得鍋爐的燃用煤種與設(shè)計(jì)煤種成分相差很大，也為鍋爐的安全高效運(yùn)行制造了困難。為了解決此類問題，一方面，電廠要加強(qiáng)煤種控制，盡可能采購(gòu)與設(shè)計(jì)煤種接近的煤種，或者采取混煤的方式；另一方面，鍋爐運(yùn)行人員要加強(qiáng)對(duì)鍋爐的燃燒調(diào)節(jié)，根據(jù)不同的煤種和運(yùn)行負(fù)荷，及時(shí)準(zhǔn)確地調(diào)整風(fēng)粉配比及燃燒器的角度，保證汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)的品質(zhì)。另外，還要保證給水的品質(zhì)，減少排污，減少受熱面積灰用汽，保證汽輪機(jī)進(jìn)汽足質(zhì)足量。另外要加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)組的檢修工作，在大修時(shí)，

要加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)通流部分的維護(hù)，及時(shí)調(diào)整汽輪機(jī)隔板及動(dòng)葉頂部的汽封間隙、調(diào)整調(diào)門，動(dòng)、靜也表面加強(qiáng)處理。防止汽封間隙增大造成漏汽的增加。加強(qiáng)對(duì)熱工儀表和控制系統(tǒng)的維護(hù)和使用，及時(shí)更換精度不確定的儀表，保證測(cè)量參數(shù)的準(zhǔn)確性。

結(jié)束語

電廠節(jié)能降耗的措施還有很多，本文著重從運(yùn)行調(diào)整方面對(duì)節(jié)能降耗進(jìn)行了分析。節(jié)能降耗手段應(yīng)是多樣的，不局限于運(yùn)行調(diào)整方面。關(guān)鍵在于我們平時(shí)的細(xì)心觀察及運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)。節(jié)能降耗也是一項(xiàng)長(zhǎng)期任務(wù)，只要每一位員工關(guān)心節(jié)能降耗這項(xiàng)工作，并投身于這項(xiàng)工作中去，發(fā)電成本一定會(huì)大大降低，從而為企業(yè)創(chuàng)造可觀的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]楊利民，李愛華.汽輪機(jī)節(jié)能和增容改造的可行性分析[J].中國(guó)電業(yè)技術(shù)，2013（1）：30-32.

（作者單位：安徽池州九華發(fā)電有限公司）