關(guān)于汽輪機深度節(jié)能降耗的若干方法

文/王榮平

環(huán)境問題與能源問題是當(dāng)今社會發(fā)展中主要面臨的問題，并且各個領(lǐng)域在能源方面的問題不斷增加，促使能源消耗的速率不斷提升，導(dǎo)致電廠的壓力不斷加大。在新能源未完全普及的情況下，電廠的主要節(jié)能設(shè)備與技術(shù)就是汽輪機，為了保證其能夠充分發(fā)揮節(jié)能作用，需要對其方法加以研究。

1 汽輪機在節(jié)能降耗方面的影響因素

高效率與機組通流。對于高效率，是指其他形式能量通過汽輪機進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換的效率，以我國當(dāng)前實際情況分析，其與定值相比存在一定差距。對缸效率造成的影響較多，在具體運用中，機組能耗會隨著缸效率減少而增加，兩者有著緊密的關(guān)系，可以通過增大氣流面積，提升氣流量，以達(dá)到節(jié)能降耗目的。

汽輪機蒸汽壓力與溫度。在汽輪機處于運行條件時，其具備一定蒸汽壓力以及溫度，通常，在汽輪機正常運轉(zhuǎn)中，蒸汽壓力和流量為反比關(guān)系。在其運行過程中，隨著蒸汽壓力增加，蒸汽流量會隨之減少。因此，需要保證燃料充足，否則會致使汽輪機壓力以及溫度出現(xiàn)嚴(yán)重的下降問題，對其工作效率造成嚴(yán)重影響。

2 方法分析

2.1 保證汽輪機啟動、運行與停機程序操作的準(zhǔn)確性

在啟動汽輪機時，需要合理設(shè)定啟動參數(shù)，為了使啟動參數(shù)具有較高的合理性，相關(guān)人員需要對啟動曲線值進(jìn)行觀察，對其正確性進(jìn)行充分判斷。在啟動汽輪機時，需要滿足冷態(tài)氣壓、溫度以及真空壓力等均滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。通常冷態(tài)氣壓需要保持在2.5-3.0Mpa范圍內(nèi)，若是冷態(tài)氣壓達(dá)到這一標(biāo)準(zhǔn)要求，則能夠使汽輪機啟動達(dá)到最佳狀態(tài)。對于溫度，其能夠保持在270-300℃即能夠滿足相關(guān)要求。對于真空壓力，需要保持在-50～-40kPa范圍內(nèi)。雖然此三種條件對汽輪機啟動有著較大影響，然而，在具體的啟動操作中，還會遇到其他問題，比如，溫度提升時間過長則會致使耗電量不斷提升，雖然生產(chǎn)活動不會首次影響，但是，其與節(jié)能減排要求相悖。因此，可以采用以下方法使這種問題得到充分解決。在啟動時，工作人員可以通過先將旁壓打開，再將真空門打開的方式，其能夠?qū)C組真空壓力進(jìn)行有效控制，同時能夠使預(yù)熱時間過長問題得到解決，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。若是在低負(fù)荷條件下，工作人員同樣可以運用手段啟動機組，為生產(chǎn)效率提供有力保障。如圖1所示，啟動時的法蘭汽缸變形。

表1：汽輪機改造前與改造后的各項性能對比

2.2 優(yōu)化熱力系統(tǒng)

對汽輪機熱力系統(tǒng)進(jìn)行充分優(yōu)化，能夠使輔助系統(tǒng)泄露影響得到有效控控制，這樣能夠充分實現(xiàn)疏水，進(jìn)而減少疏水點位，同時減少相應(yīng)閥門數(shù)量。在開展閥門安裝工作時，需要對閥門位置進(jìn)行合理確定，為后期閥門檢修工作提供方便。對于系統(tǒng)熱備用形式，同樣需要進(jìn)行合理優(yōu)化，進(jìn)而減少熱備過程造成的能量損失。就熱力設(shè)備而言，需要對其加以簡化，保證閥門不會出現(xiàn)泄露問題，因此需要保證運行方式的正確性。通過對熱力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，能夠有效減少燃煤消耗，促進(jìn)工作效率與質(zhì)量，為汽輪機和熱力系統(tǒng)正常運行提供保障。比如，工作人員可以對閥門開啟順序進(jìn)行合理設(shè)計，對噴嘴進(jìn)行生升級或是更滑，增加葉頂汽封齒數(shù)，并將1Gr12W1MoV設(shè)計為噴嘴靜葉的材質(zhì)。

2.3 確保冷凝器能夠達(dá)到最佳狀態(tài)

只有保證冷凝器真空狀態(tài)良好，才能夠為汽輪機正常運行提供保障。若是冷凝器可以達(dá)到真空狀態(tài)，那么其能夠使汽輪機達(dá)到最佳工作狀態(tài)，同時能夠降低煤炭消耗。為了能夠使冷凝器可以提高真空效果，工作人員需要可以采用以下方法：

圖1：啟動時的法蘭汽缸變形

（1）保證冷凝器封閉性，對冷凝器開展全面檢查，防止其出現(xiàn)泄漏問題，可以借助灌水方式，檢查其封閉性是否良好。

（2）確保水泵運行狀態(tài)良好，定期檢查水泵，并予以有效維護(hù)，能夠?qū)ζ涔收蠁栴}進(jìn)行有效控制，應(yīng)該檢查水箱中的水溫與水位，通常保證水溫位置在26℃以下。

（3）對循環(huán)水工作狀態(tài)進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)督，使其能夠滿足要求。并且循環(huán)水中不可以存在水垢以及雜質(zhì)，否則會對其工作效率以及工作狀態(tài)產(chǎn)生影響。工作人員可以選擇干洗法與酸洗法組合形式，對冷卻面進(jìn)行清洗，借助風(fēng)機對冷卻管內(nèi)部吹干，在污垢龜裂之后，用冷水沖刷。

3 案例分析

3.1 機組概況

W廠有4臺汽輪機組，其中兩臺為660MW機組，另兩臺為600機組，其類型為凝氣式、超臨界、單軸機組，輪機總數(shù)達(dá)到42級，其中，低壓轉(zhuǎn)子為28級，中壓為6級，高壓為8級。摒棄選用壓合缸結(jié)構(gòu)，其兩個低壓缸為對稱雙流反向設(shè)置。對1號機組與2號機組開展診斷，發(fā)現(xiàn)其熱耗方面主要存在汽軸封間隙較大的問題，導(dǎo)致級間損失，對汽輪機缸效造成一定影響，熱耗增加。為了使汽輪機效率得到有效提升，組建了項目改造小組，對2號機組的汽軸封加以優(yōu)化。

3.2 實施改造

項目改造小組安排了專業(yè)人員到國內(nèi)具有改造經(jīng)驗的電廠開展學(xué)習(xí)與調(diào)研，并邀請經(jīng)驗豐富的專家來到現(xiàn)場，對改造技術(shù)重點環(huán)節(jié)與汽軸封選型進(jìn)行深入分析、比較以及討論，最終決定選用布萊登汽封、ADS汽封以及側(cè)齒汽封混合進(jìn)行改造。另外，改造小組調(diào)整了汽軸封的間隙值，為了保證間隙調(diào)整更加合理，確保在完成機組改造之后，其能夠順利啟動，改造組與汽封廠家進(jìn)行積極溝通，尤其對于本次改造情況，合理制定間隙調(diào)整方案，使汽封間隙值得到有效優(yōu)化，同時要求施工單位嚴(yán)格根據(jù)全新間隙值，對汽軸封安裝的間隙進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，在完成調(diào)整工作后，嚴(yán)格根據(jù)三級驗收制度，進(jìn)行現(xiàn)場測量以及合適，為調(diào)整熟知準(zhǔn)確性提供有力保障。

3.3 改造效果

如表1所示，為汽輪機改造前與改造后的各項性能對比。

通過觀察表1能夠發(fā)現(xiàn)，在對2號機組進(jìn)行改造之后，其低壓缸效率達(dá)到90.13%，與改造前86.73%相比提升3.62%，與設(shè)計值98.13%相比，相差3.06%；其中壓缸效率達(dá)到90.84%，與改造前89.89%相比提升0.95%，與設(shè)計值相92.92%相比，相差2.08%；其高壓缸效率達(dá)到84.46%，與改造前83.86%相比提升0.6%，與設(shè)計值相86.73%相比，相差2.27%；其中壓與高壓缸間的漏氣率是2.3%，與改造前3.18%相比，降低0.88%。按照高效率變化情況，對機組經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響進(jìn)行估算，通過對汽軸封加以優(yōu)化，促使機組熱耗減少75KJ/KWh，通過這些數(shù)據(jù)表明，2號機組的汽軸封改造效果良好。

4 結(jié)語

綜上所述，在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的推動下，使得人們在電能方面需求日益提升，要求電廠促進(jìn)發(fā)電效率，對節(jié)能降耗要求進(jìn)行充分滿足。對于汽輪機降耗要求，電廠可以通過保證汽輪機啟動和運行程序操作的準(zhǔn)確性、優(yōu)化熱力系統(tǒng)、確保冷凝器能夠達(dá)到最佳狀態(tài)等措施來實現(xiàn)。