300 MW火電機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行技術(shù)研究

白巖

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人口的不斷增多，能源問(wèn)題在全球范圍內(nèi)受到了關(guān)注，各個(gè)行業(yè)的節(jié)能工作開(kāi)展的如火如荼。火電廠不僅僅是能源的創(chuàng)造者，也是能源的消耗者，在節(jié)能方面必不可免而任重道遠(yuǎn)。特別是我國(guó)目前火電廠的主力機(jī)組300 MW機(jī)組在節(jié)能方面更是重中之中，因此，有必要對(duì)300 MW火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行相關(guān)技術(shù)進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)總結(jié)和深入研究。文章主要結(jié)合300 MW火電機(jī)組的能耗現(xiàn)狀，綜合性的提出經(jīng)濟(jì)運(yùn)行相關(guān)技術(shù)措施，為具體工作實(shí)踐提供參考。

關(guān)鍵詞：300 MW；火電機(jī)組；經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

中圖分類(lèi)號(hào)：TK224 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-8937（2014）11-0024-01

300 MW機(jī)組作為目前我國(guó)火電廠的主力機(jī)組，雖然在能源供給方面是不可或缺的部分，但在能源消耗方面也占據(jù)了較大比例，其實(shí)際運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性能技術(shù)指標(biāo)與理想經(jīng)濟(jì)性能技術(shù)指標(biāo)還存在著較大的差距，煤耗量大、廠用電率高是普遍存在的問(wèn)題，需要通過(guò)各個(gè)方面的技術(shù)措施來(lái)提高其運(yùn)行的綜合經(jīng)濟(jì)性能。

1 汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

汽輪機(jī)作為機(jī)組的主要組成部分，其能耗占據(jù)了較大比例，因此，汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重點(diǎn)，可以從以下幾個(gè)方面來(lái)實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.1 優(yōu)化滑壓運(yùn)行

滑壓運(yùn)行是降低汽輪機(jī)熱耗、提高汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要方式之一，所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益是非?？捎^的，試驗(yàn)表明，滑壓運(yùn)行能降低煤耗2～3 g/kW·h。早在20世紀(jì)80年代滑壓技術(shù)就已經(jīng)提出，并得到較為廣泛的推廣和應(yīng)用。但從目前汽輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，滑壓運(yùn)行技術(shù)的應(yīng)用水平還不是很高，有待研究和完善。特別是廠家提供的滑壓運(yùn)行曲線沒(méi)有考慮不可控運(yùn)行參數(shù)，如循環(huán)水進(jìn)口溫度、環(huán)境溫度等，造成機(jī)組滑壓運(yùn)行時(shí)閥位總指令隨季節(jié)的變化而變化，無(wú)法保證機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，這就需要在不同的工況下，借助性能試驗(yàn)測(cè)試手段，結(jié)合局部能耗分析法來(lái)得出機(jī)組最經(jīng)濟(jì)、實(shí)用滑壓運(yùn)行曲線。

當(dāng)火電機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)峰時(shí)，一般情況下，機(jī)組可在額定負(fù)荷的高負(fù)荷范圍內(nèi)保持定壓運(yùn)行，負(fù)荷調(diào)節(jié)可通過(guò)調(diào)門(mén)開(kāi)度改變或進(jìn)汽噴嘴數(shù)量增減來(lái)實(shí)現(xiàn)；在額定負(fù)荷的中低負(fù)荷范圍內(nèi)全開(kāi)部分調(diào)節(jié)閥進(jìn)行滑壓運(yùn)行；在額定負(fù)荷的極低負(fù)荷范圍內(nèi)采用在低蒸汽壓力下的定壓運(yùn)行方式。以此在全負(fù)荷范圍內(nèi)都能保持較高的效率。但要注意的是，雖然滑壓運(yùn)行在低負(fù)荷下具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于壓力降低會(huì)降低循環(huán)熱效率，且汽包壁上會(huì)產(chǎn)生熱應(yīng)力，因此滑壓運(yùn)行的選擇和應(yīng)用必須結(jié)合機(jī)組實(shí)際情況，進(jìn)行綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，不能在所有負(fù)荷范圍都采用滑壓運(yùn)行。

1.2 減小動(dòng)靜間隙

影響汽輪機(jī)運(yùn)行的因素很多，但對(duì)于已經(jīng)運(yùn)行的機(jī)組，影響其運(yùn)行效率的主要因素是汽封間隙的變化。由此不難看出，減小動(dòng)靜間隙是汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的有效技術(shù)措施之一。具體包括以下兩個(gè)方面：首先是減小通流部分的動(dòng)靜間隙。可通過(guò)隔板間隙減小、葉頂汽封間隙減小等方法降低漏汽損失，從而實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。其次是減少軸端汽封漏汽。軸端汽封漏汽嚴(yán)重是一個(gè)普遍存在的問(wèn)題，有些機(jī)組的軸端漏汽量甚至達(dá)到16 t/h，這對(duì)汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行產(chǎn)生了較大影響。目前對(duì)于漏量的測(cè)量在技術(shù)和方法方面還不夠成熟，漏量數(shù)據(jù)基本上由廠家提供，可靠性方面還有所缺失。因此，為了提高汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，需要通過(guò)高質(zhì)量的檢修工藝來(lái)調(diào)整和減少動(dòng)靜間隙，以實(shí)現(xiàn)汽機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

1.3 降低排汽溫度

降低低壓缸排汽溫度也是實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行一項(xiàng)重要途徑，排汽溫度主要受大氣溫度、冷卻塔冷幅高、循環(huán)水溫升、凝汽器端差這四個(gè)方面因素的影響，除了大氣溫度之外，可通過(guò)其它三項(xiàng)條件的改變來(lái)降低排汽溫度，例如，改造冷卻塔填料可改變冷卻塔的幅高；調(diào)整循環(huán)水量可改變循環(huán)水溫升。但通過(guò)冷卻塔冷幅高、循環(huán)水溫升的改變對(duì)排汽溫度降低所起到的效果并不顯著。最常用，最有效的方法還是通過(guò)降低凝汽器端差來(lái)完成。

目前在降低凝汽器端差方面，已經(jīng)積累了比較豐富的經(jīng)驗(yàn)可供參考。比較常用的有以下兩種：一是凝汽器抽汽口的改造。二是凝汽器銅管結(jié)垢的預(yù)防。可通過(guò)高壓水沖洗銅管、酸洗凝汽器銅管、投運(yùn)膠球清洗裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。高壓水沖洗輕微結(jié)垢的銅管可使凝汽器端差保持較低的水平；酸洗凝汽器銅管可使凝汽器端差降到4 ℃以下；膠球清洗裝置的投運(yùn)也是銅管結(jié)垢預(yù)防的常用方法。從目前汽輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行情況來(lái)看，凝汽器端差的降低仍不夠理想。為此，國(guó)家出臺(tái)了輪機(jī)凝汽器運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，這就需要在實(shí)際工作中嚴(yán)格按此標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)凝汽器端差的降低，進(jìn)而保證汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

2 鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

300 MW火電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，鍋爐會(huì)消耗大量的能量，如何提高鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平已成為火電機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性所面臨的關(guān)鍵問(wèn)題。首先，調(diào)整一次風(fēng)溫。機(jī)組運(yùn)行時(shí)，若實(shí)際條件允許，應(yīng)盡量使一次風(fēng)溫保持在一個(gè)較高的水平，可以提高燃燒效率。實(shí)踐運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，合理的調(diào)整一次風(fēng)溫可提高鍋爐效率0.5%。其次，調(diào)整爐膛出口氧量。實(shí)驗(yàn)表明，爐膛出口氧量的控制也會(huì)對(duì)鍋爐效率產(chǎn)生影響，甚至?xí)黾语L(fēng)機(jī)耗電率。因此在高負(fù)荷情況下應(yīng)將爐膛出口氧量控制在3.5%以下。第三，二次風(fēng)調(diào)整試驗(yàn)。二次風(fēng)調(diào)整試驗(yàn)可使?fàn)t內(nèi)動(dòng)力場(chǎng)分布維持一個(gè)良好的狀態(tài)，一般通過(guò)二次風(fēng)總量的調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)，較少調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)檔板開(kāi)度。但實(shí)際上，二次風(fēng)調(diào)整是比較復(fù)雜的，這種調(diào)整方式本質(zhì)上是很粗糙的，需要進(jìn)行改進(jìn)。例如：在低負(fù)荷時(shí)關(guān)小或關(guān)閉部分二次風(fēng)檔板，使另一部分二次風(fēng)檔板全開(kāi)，主要目的是維持爐內(nèi)后期混合燃燒的動(dòng)力工況，使?fàn)t膛出口氧量降低，提高鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率?？傊?，在滿(mǎn)足燃燒穩(wěn)定性及環(huán)保要求下，需要提高鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行效率，這是火電機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行不可或缺的一個(gè)組成部分。

3 輔機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

目前，300 MW火電機(jī)組除了汽輪機(jī)和鍋爐能耗較大外，輔機(jī)設(shè)備也是一個(gè)不能忽視的部分，為了最大化實(shí)現(xiàn)300 MW火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，輔機(jī)設(shè)備也需通過(guò)各項(xiàng)措施提高經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平，主要包括以下幾個(gè)方面。

3.1 給水系統(tǒng)

目前300 MW火電機(jī)組給水系統(tǒng)的四大閥門(mén)導(dǎo)致節(jié)流損失偏大，即使全部開(kāi)啟四大閥門(mén)，也會(huì)造成壓力損失，增加給水泵耗功，增大用電損失。同時(shí)，部分給水泵為定轉(zhuǎn)速泵，且泵容量為最大流量的1.2倍、揚(yáng)程為最大揚(yáng)程的1.06倍，這種系統(tǒng)配置也會(huì)增加給水系統(tǒng)的耗電率。給水系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行主要有兩種常用方法：一是在系統(tǒng)試驗(yàn)基礎(chǔ)上改造水泵。此方案造價(jià)底，但改造效益有限。二是改造泵的驅(qū)動(dòng)方式，用汽泵代替電泵。此方式可降低廠用電耗，但較為復(fù)雜，因此，需要根據(jù)機(jī)組給水系統(tǒng)實(shí)際，在綜合經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較的基本上選擇合理的方案。

3.2 制粉系統(tǒng)

300 MW火電機(jī)組制粉電耗偏大也是一個(gè)較為常見(jiàn)的問(wèn)題，影響著機(jī)組的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，由于目前火電廠比較缺乏制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)數(shù)據(jù)，因此，從應(yīng)用層面來(lái)講，沒(méi)有充分的技術(shù)基礎(chǔ)，因此，加強(qiáng)制粉系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性試驗(yàn)和監(jiān)督是十分有必要的，這需要在機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行過(guò)程中加以重視。

3.3 煙風(fēng)系統(tǒng)

風(fēng)機(jī)裝置效率低下和煙風(fēng)總量增大是煙風(fēng)系統(tǒng)耗電率較高的主要原因。首先是風(fēng)機(jī)裝置效率低下。煙風(fēng)系統(tǒng)裝置效率降低的主要因素是節(jié)流壓損大，這主要是由于設(shè)備選型配置和風(fēng)機(jī)自身效率較低所引起的。此問(wèn)題的主要解決方法是在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上對(duì)葉輪加以改造。調(diào)峰時(shí)間較長(zhǎng)的機(jī)組還可考慮改為變速驅(qū)動(dòng)。此外，風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)方式也是一個(gè)導(dǎo)致裝置效率低的關(guān)鍵因素。當(dāng)前300 MW機(jī)組的引風(fēng)機(jī)一般都選取定速驅(qū)動(dòng)、動(dòng)靜葉可調(diào)的軸流風(fēng)機(jī)的設(shè)計(jì)模式，定速驅(qū)動(dòng)在適應(yīng)變工況運(yùn)行方面經(jīng)濟(jì)性能是比較差的。因此，建議采用液力偶合器驅(qū)動(dòng)的變速系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案或技改方案，雖然偶合器自身有消耗，但只要設(shè)計(jì)合理，也是可以可有效克服的。其次是煙風(fēng)總量增大。煙風(fēng)總量增大在增加鍋爐排煙損失的同時(shí)，還會(huì)增大風(fēng)機(jī)耗電率，需要注意煙風(fēng)總量增大問(wèn)題，適當(dāng)加以控制和調(diào)整。

4 結(jié) 語(yǔ)

300 MW火電機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是一個(gè)系統(tǒng)性、綜合性的工作，文章只是結(jié)合筆者實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，主要從三個(gè)方面進(jìn)行了分析，在具體實(shí)踐中，還需從各個(gè)細(xì)節(jié)著手，最大化地節(jié)約能耗，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)：

[1] 丁明青，何蘭華.簡(jiǎn)析火電機(jī)組運(yùn)行中的節(jié)能降耗[J].東北電力技術(shù)，2012，（3）.