火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組節(jié)能影響因素及其降耗對(duì)策分析

肖金平蔣曉霞

（1.江西省電力設(shè)計(jì)院，江西 南昌 330000；2.江西中煤建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000）

火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組節(jié)能影響因素及其降耗對(duì)策分析

肖金平1蔣曉霞2

（1.江西省電力設(shè)計(jì)院，江西 南昌 330000；2.江西中煤建設(shè)集團(tuán)有限公司，江西 南昌 330000）

本文主要從火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的概述出發(fā)，對(duì)影響火力發(fā)電廠汽輪機(jī)能耗的主要因素進(jìn)行了分析，最后對(duì)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組節(jié)能降耗措施進(jìn)行了探討。

火力發(fā)電廠；汽輪機(jī)組；節(jié)能降耗措施

隨著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高速發(fā)展，我國的能源消耗量與日俱增，能源問題以及成為阻礙我國可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵性難題，并且隨著各種新型發(fā)電技術(shù)的不斷創(chuàng)新，使得現(xiàn)階段的電力市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈，在這樣的形勢(shì)下，對(duì)于高能耗的火力發(fā)電行業(yè)來講，這是既是機(jī)遇也是挑戰(zhàn)，因?yàn)楣?jié)能減耗不但能夠有效地提升火力發(fā)電廠的綜合效益，同時(shí)還能夠促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。因此，汽輪機(jī)組作為電廠發(fā)電的重要部分，其能耗量非常的大，所以，我們要想降低能耗就需要合理的采取降低汽輪機(jī)組能耗的有關(guān)措施。

一、火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的概述

汽輪機(jī)作為一種能夠借助蒸汽的熱能完成做功操作的旋轉(zhuǎn)機(jī)械，其利用沖動(dòng)作用原理和反應(yīng)作用原理，使其在應(yīng)用的過程中可以實(shí)現(xiàn)熱能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，進(jìn)而發(fā)揮作用。沖動(dòng)作用的原理的應(yīng)用是從噴嘴流出，在汽輪機(jī)液壓氣道改變方向后，在葉片上。此外，葉輪旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械作用。和反應(yīng)原理的應(yīng)用，它是在汽輪機(jī)的蒸汽流動(dòng)到動(dòng)葉，形成了蒸汽通道的膨脹，并將不斷加速蒸汽的流動(dòng)，使轉(zhuǎn)子葉片產(chǎn)生抗動(dòng)量，并使葉輪旋轉(zhuǎn)，形成機(jī)械工作。因?yàn)橐陨线@兩種原理的應(yīng)用，使得汽輪機(jī)具有以下應(yīng)用特點(diǎn)。

（1）高熱效率。因?yàn)槠啓C(jī)運(yùn)行的關(guān)鍵是把熱能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，因此，汽輪機(jī)在運(yùn)行中容易產(chǎn)生大量熱能量，因此具有高熱效率。

（2）單機(jī)功率大。由于汽輪機(jī)屬于回旋的范疇，因此在汽輪機(jī)的連續(xù)運(yùn)行過程中，會(huì)消耗大量的功率，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)功率的增加；

（3）具有較長(zhǎng)的使用壽命，經(jīng)久耐用，可以使用各種比較廉價(jià)的燃料等；

（4）在運(yùn)行過程中，汽輪機(jī)主機(jī)具有較高的穩(wěn)定性能，事故的發(fā)生率很低，在通常狀況下，使用三年左右以后才需要進(jìn)行一次大型維修，這也使得設(shè)備的利用率大大提升。

二、影響火力發(fā)電廠汽輪機(jī)能耗的主要因素

在電廠中的所有設(shè)備當(dāng)中，汽輪機(jī)是屬于最為復(fù)雜的一類設(shè)備，其運(yùn)行過程中容易受到諸多因素的影響，進(jìn)而使得汽輪機(jī)能量損耗更大，具體的影響因素歸納如下：

1.火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的運(yùn)行技術(shù)沒用得到及時(shí)的更新?lián)Q代，導(dǎo)致汽輪機(jī)的運(yùn)行能量損耗高。

2.由于在汽輪機(jī)的工作狀態(tài)下無法及時(shí)合理地進(jìn)行設(shè)備調(diào)整，使得汽輪機(jī)在工作中的負(fù)荷與其運(yùn)行參數(shù)不匹配，進(jìn)而使得汽輪機(jī)無法在最好的狀態(tài)下工作，無疑也就加大了運(yùn)行能耗。

3.汽輪機(jī)工作狀態(tài)下，真空泵是最容易出現(xiàn)故障的，最常見的就是真空泵隨著溫度升高就容易導(dǎo)致凝汽器的真空度升高，進(jìn)而使得整個(gè)汽輪機(jī)的熱力循環(huán)系統(tǒng)的效率降低，最終使得汽輪機(jī)的能耗增加。

4.在實(shí)際工作中，當(dāng)汽輪機(jī)的啟動(dòng)和停機(jī)過于頻繁，或者暖機(jī)時(shí)間過長(zhǎng)都容易導(dǎo)致能耗的增加。

三、火力發(fā)電廠汽輪機(jī)組節(jié)能降耗措施

1.保持凝汽器的最佳真空狀態(tài)

冷凝器作為汽輪機(jī)的主要部件，將直接影響到整個(gè)機(jī)組運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性。因此，為了確保冷凝器的經(jīng)濟(jì)和安全運(yùn)行，我們必須首先使冷凝器可以在真空狀態(tài)，這也是能夠有效地減少渦輪機(jī)的能源消耗是一個(gè)重要手段。

（1）清洗冷卻面

①干洗法。為了能夠準(zhǔn)確地判斷冷凝器冷卻表面是干凈的，只有是最有效的方式是比較冷凝器運(yùn)行后的數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)是不同的，使冷卻表面的污垢。而在大多數(shù)情況下，在冷卻表面的早期，結(jié)構(gòu)往往很松散，然后他們往往在表面上顯示的泥沙淤積現(xiàn)象，在這種情況下，你可以用干洗的方法來清理冷卻表面；

②酸洗法。通常都會(huì)選擇濃度為5%的氨基磺酸作為酸洗劑，并且依據(jù)腐蝕速率的大小，可以在酸洗劑中加入濃度為20%的氫氟酸、濃度為0.5%的酸緩釋劑以及銅緩釋劑，并且要加入適量的滲透劑等，而且要嚴(yán)格地控制清洗的水溫，要保證水溫保持在40℃左右，要將水流速度控制在0.1m/s左右，并且最好是選用循環(huán)沖刷的方法。

（2）降低凝汽器的熱負(fù)荷

①可以將表面式加熱器加設(shè)到排汽缸喉部以及凝汽器上部之間，這樣就可以將表面式加熱器的入口位置與工業(yè)水系統(tǒng)充分連接起來，而表面式加熱器的出口位置又與化學(xué)供水系統(tǒng)進(jìn)行連通，這樣就可以大大提升高熱效率，從而降低凝汽器的熱負(fù)荷；

②將霧化噴頭裝設(shè)到凝汽器喉部，這主要是由于霧化噴嘴可通過對(duì)冷凝蒸汽吸收式換熱，從而使其軟化水形成混合式凝汽器，有效地降低了凝汽器的熱負(fù)荷，以及最佳真空的形成提供了有力的保障。

（3）提升真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性

為了能夠充分保證真空系統(tǒng)一直維持在一個(gè)定值狀態(tài)，因此就必須要加強(qiáng)真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性防護(hù)，要盡可能地使得真空系統(tǒng)能夠做到絲毫不漏以及嚴(yán)格防守，要定期地檢查真空系統(tǒng)與凝汽器是否發(fā)生泄露，一旦發(fā)現(xiàn)泄露現(xiàn)象就立刻采用有效措施給予解決，只有這樣才能充分保證真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性。而在日常工作中，也在實(shí)時(shí)監(jiān)控噴嘴不能被堵塞和變形的噴嘴和變形的現(xiàn)象。根據(jù)外載荷的變化，適時(shí)合理調(diào)整汽輪機(jī)軸密封的數(shù)值壓力。并且為了充分保證真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性，也要嚴(yán)格測(cè)試和控制閥門的負(fù)壓系統(tǒng)，使其不能出現(xiàn)任何情況下松動(dòng)的現(xiàn)象。

2.保證汽輪機(jī)運(yùn)行時(shí)的給水溫度

在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，供水溫度將直接影響鍋爐的燃油消耗量。如果水溫較低，則會(huì)增加鍋爐燃燒的耗煤量，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。而且水溫低，會(huì)增加鍋爐的煙氣溫度，從而增加了煙氣所造成的熱損失，從而大大降低了鍋爐的生產(chǎn)效率。

①保證高加投入率。機(jī)組滑動(dòng)停止，應(yīng)嚴(yán)格控制水溫上升率按照規(guī)定；機(jī)組嚴(yán)格按照規(guī)定的規(guī)定及時(shí)輸入或分解高壓加熱器；加強(qiáng)對(duì)高壓加熱器的維護(hù)操作，防止操作不當(dāng)，造成高壓加熱器保護(hù)作用線，保持高壓加熱器水位的穩(wěn)定；高壓清洗換熱管，可以清除管道內(nèi)的沉積，減少換熱管的內(nèi)部和外部之間的溫差應(yīng)力和熱應(yīng)力，減少傳熱管的泄漏，提高高壓加熱器的輸入比。

②重視檢漏操作，保持正常水位。加熱器銅管檢查屬于一種漏點(diǎn)檢查，其主要是檢測(cè)高加筒體以及水室隔板的密封性。要檢測(cè)水室隔板有沒有存在漏點(diǎn)，一旦水室隔板的加工焊接不夠完善，那么就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題，而通常狀況下會(huì)導(dǎo)致高壓給水“旁門左道”，從而影響到蒸汽與給水的熱量交換，導(dǎo)致給水溫度無法提高。一旦加熱器受熱面筒體產(chǎn)生密閉性不良的問題，那么就會(huì)造成蒸汽阻塞，從而導(dǎo)致給水的熱量交換大大減少，最終降低給水溫度。而且為了能夠充分保證回?zé)嵯到y(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行，就必須要保證加熱器能夠一直維持在正常水位的狀態(tài)下運(yùn)行。

3.降低機(jī)組啟動(dòng)、運(yùn)行與停機(jī)能耗

（1）汽輪機(jī)啟動(dòng)

汽輪機(jī)啟動(dòng)過程中的能量損失，容易出現(xiàn)壓力和冷凝器真空度和嚴(yán)重的旋轉(zhuǎn)參數(shù)嚴(yán)重的差異，這將不僅增加了運(yùn)行的現(xiàn)象，它還將增加的功率損耗，大大降低了汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益。為了優(yōu)化汽輪機(jī)的啟動(dòng)過程，工作人員可以降低蒸汽壓力和主閥的壓力，然后打開真空斷路器閥，從而降低冷凝器的真空度，主閥的壓力和冷凝器的真空度和重量傳遞參數(shù)是非常高的，從而降低了能耗。

（2）汽輪機(jī)運(yùn)行

目前，對(duì)于火電廠的蒸汽輪機(jī)一般都是溜井式的一些形式的操作，采用這種操作方式，能很好地適應(yīng)負(fù)荷變化，滿足機(jī)組調(diào)頻的要求。例如，在低負(fù)荷狀態(tài)下，需要使用低電平恒壓調(diào)節(jié)方法，以保證在正常運(yùn)行的火電廠鍋爐的穩(wěn)定和水循環(huán)；在中間負(fù)荷狀態(tài)，需要使用鍋爐壓力調(diào)節(jié)器來調(diào)節(jié)負(fù)載的加減；在高負(fù)荷的狀態(tài)下，需要使用噴嘴進(jìn)行調(diào)整，從而保證機(jī)組的安全、高效運(yùn)行。

（3）汽輪機(jī)停止

當(dāng)汽輪機(jī)停止時(shí)，無論是否正常，我們最好使用滑動(dòng)參數(shù)的方法來停止它。因?yàn)椋瑢?duì)一些余熱鍋爐使用繼續(xù)發(fā)電，可以用這種方式，一方面和其他方面，由于降低了蒸汽渦輪機(jī)相關(guān)的設(shè)備和鍋爐的溫度，而且也有利于維護(hù)工作進(jìn)行。

結(jié)語

總之，汽輪機(jī)作為火力發(fā)電廠的重要機(jī)組，同時(shí)也是主要耗能設(shè)備，如何加強(qiáng)汽輪機(jī)組的節(jié)能降耗，對(duì)提升火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益有非常大的作用。因此，加強(qiáng)汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗，才可幫助有效提升電廠經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持優(yōu)勢(shì)，推動(dòng)電能領(lǐng)域的優(yōu)良發(fā)展。

[1]林龍.電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗探討[J].黑龍江科技信息，2012（4）：127.

[2]方慶海.火電機(jī)組節(jié)能潛力診斷方法研究與應(yīng)用[J].動(dòng)力工程，2011，9（11）：86.

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