熱力系統(tǒng)運(yùn)行方式節(jié)能優(yōu)化調(diào)整

單麗娜　馬長(zhǎng)青

摘? ? 要：近幾年對(duì)于機(jī)組的熱力系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化與改造之后，不僅有效提升了機(jī)組名牌處理，更開(kāi)闊了調(diào)整運(yùn)行方式的空間。通過(guò)運(yùn)行部門(mén)不斷加強(qiáng)對(duì)機(jī)組節(jié)能的管理，采用行之有效的技術(shù)方法，獲得廣泛的認(rèn)可與推行。機(jī)組設(shè)備運(yùn)行方式得到進(jìn)一步優(yōu)化與改造之后，提升了能源的利用率，降低了能源消耗程度，提高了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，幫助公司實(shí)現(xiàn)最大化的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：熱力系統(tǒng);運(yùn)行方式;節(jié)能優(yōu)化

1? 引言

影響電站熱力系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)效益的因素比較多，除了操作運(yùn)行水平和技術(shù)管理水平外，還有主機(jī)和輔助設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝、調(diào)試等多個(gè)方面制約。對(duì)于同類(lèi)機(jī)組，不同設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的熱力系統(tǒng)也會(huì)不盡相同，甚至差別很大，有的可能因投資概算等原因?qū)е虑捌谠O(shè)計(jì)考慮不周，設(shè)備采購(gòu)低價(jià)中標(biāo)，節(jié)能優(yōu)化沒(méi)有系統(tǒng)考慮，熱力系統(tǒng)的很多優(yōu)化容易實(shí)施，且改善空間較大。

2? 熱力系統(tǒng)運(yùn)行影響因素

2.1? 汽輪機(jī)冷端參數(shù)優(yōu)化

汽輪機(jī)冷端主要包括：汽輪機(jī)的低壓缸、凝汽器、抽真空和循環(huán)水系統(tǒng)。冷端參數(shù)優(yōu)化對(duì)汽輪機(jī)的有效焙降有著重要作用。尤其是汽輪機(jī)凝汽器真空的高低會(huì)直接影響機(jī)組的熱效率。如果真空越高，汽輪機(jī)組的有效焙降就越大，但所需要的凝汽器傳熱面積和循環(huán)水泵的電耗也相應(yīng)增加，因此，要綜合考慮各種因素進(jìn)行冷端參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.2? 抽汽管道的壓降

根據(jù)熱力學(xué)第一定律，抽汽管道的壓降增加會(huì)使汽輪機(jī)本級(jí)回?zé)岬某槠髁繙p少，導(dǎo)致高壓力一級(jí)回?zé)岬某槠吭黾?，從而使機(jī)組回?zé)嶙龉α繙p少，凝汽做功量增加，機(jī)組的冷源損失也會(huì)增加。根據(jù)熱力學(xué)第二定律，抽汽管道的壓降增加會(huì)引起做功能力損失。鍋爐負(fù)荷和汽輪機(jī)組負(fù)荷分配發(fā)生變化后，汽輪機(jī)各段的抽汽壓力和回?zé)岢槠髁肯鄳?yīng)發(fā)生變化，也同樣會(huì)影響機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。

2.3? 鍋爐給水溫度優(yōu)化

鍋爐給水溫度是熱電站的一個(gè)重要熱力參數(shù)。按照卡諾定理，提高工質(zhì)循環(huán)的平均吸熱溫度將會(huì)相應(yīng)提高整個(gè)熱力系統(tǒng)的熱效率。如果要提高鍋爐的給水溫度，就必須增加回?zé)嵯到y(tǒng)的抽汽流量和抽汽壓力，也會(huì)導(dǎo)致電站熱耗的增大。綜合考慮到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面影響并尋求得到一個(gè)工程最佳給水溫度。

2.4? 除氧器的運(yùn)行方式

目前除氧器的主要有兩種運(yùn)行方式，分別為滑壓和定壓運(yùn)行。除氧器在滑壓運(yùn)行工況時(shí)，除氧器加熱蒸汽管道上沒(méi)有設(shè)置蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥，節(jié)流損失較小。而除氧器在定壓運(yùn)行工況時(shí)，除氧器加熱蒸汽管道上安裝有蒸汽壓力調(diào)節(jié)閥，存有一定的節(jié)流損失，當(dāng)除氧器運(yùn)行負(fù)荷較低時(shí)，滑壓比定壓運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性更優(yōu)。根據(jù)熱力學(xué)第一定定壓運(yùn)行時(shí)的調(diào)節(jié)閥的壓降增加，將導(dǎo)致本級(jí)回?zé)岢槠髁繙p少，較高壓力一級(jí)抽汽流量會(huì)相應(yīng)增加，減少了回?zé)嶙龉α?，機(jī)組的熱效率也相應(yīng)降低。

2.5? 軸封漏氣的回收利用

為防止空氣漏入低壓缸和蒸汽從高壓缸外漏并導(dǎo)致工質(zhì)和熱量損失，根據(jù)能級(jí)匹配原則，需要設(shè)置軸封供汽系統(tǒng)進(jìn)一步回收汽輪機(jī)組軸封漏汽并相應(yīng)引入回?zé)峒訜崞髦?，如除氧器和高壓、低壓加熱器，盡可能減少不可逆損失。

2.6? 給水泵電耗

電動(dòng)給水泵的電耗占電站廠(chǎng)用電率的1/4-1/5，是電站的關(guān)鍵設(shè)備，對(duì)鍋爐給水系統(tǒng)的優(yōu)化，最主要就是對(duì)給水泵運(yùn)行方式和給水泵本體設(shè)備的優(yōu)化。電站中給水泵在設(shè)計(jì)選型時(shí)就會(huì)考慮滿(mǎn)足各種特殊工況的供水需求，一般都有15%-20%的富裕量。由于受鍋爐產(chǎn)汽負(fù)荷制約，在正常運(yùn)行工況，為達(dá)到給水量和產(chǎn)汽量進(jìn)出平衡需要通過(guò)給水調(diào)節(jié)閥進(jìn)行節(jié)流調(diào)節(jié)，必然會(huì)引起節(jié)流損失，因而存在較大優(yōu)化節(jié)能潛力。

2.7? 循環(huán)水泵電耗

循環(huán)水泵的電耗約占電站廠(chǎng)用電率的1/l0，是電站主要的輔助設(shè)備。循環(huán)水泵主要為汽輪機(jī)凝汽器提供循環(huán)冷卻水，汽輪機(jī)凝汽器的真空由循環(huán)水量的大小直接影響，目前電站的循環(huán)水泵大多數(shù)為定速電動(dòng)泵，循環(huán)水泵的給水量無(wú)法根據(jù)發(fā)電量和真空需求進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，導(dǎo)致凝汽器難以運(yùn)行在最佳真空狀態(tài)下。為進(jìn)一步減少循環(huán)水泵的電耗和降低廠(chǎng)用電率并實(shí)現(xiàn)機(jī)組在最佳真空狀態(tài)下運(yùn)行，需考慮對(duì)循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能改造。循環(huán)水系統(tǒng)的優(yōu)化相對(duì)比較復(fù)雜，應(yīng)該考慮較多因素，對(duì)于母管制循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化組合也要充分考慮。

3? 運(yùn)行方式優(yōu)化調(diào)整

3.1? 采用汽泵代替電泵提高機(jī)組啟停的經(jīng)濟(jì)性和安全性

四臺(tái)機(jī)組給水系統(tǒng)配置2臺(tái)50%汽泵和1臺(tái)50%電動(dòng)給水泵。原設(shè)計(jì)機(jī)組啟動(dòng)時(shí)采用電泵向鍋爐上水，直至點(diǎn)火、升溫升壓、汽機(jī)沖轉(zhuǎn)、暖機(jī)、發(fā)電機(jī)并網(wǎng)，當(dāng)機(jī)組負(fù)荷升至100MW～150MW時(shí)，才依次啟動(dòng)兩臺(tái)汽泵。汽泵帶負(fù)荷正常后將電泵停運(yùn)投備。這個(gè)過(guò)程大約10～12小時(shí)甚至更長(zhǎng)，機(jī)組停運(yùn)過(guò)程中也需運(yùn)行5小時(shí)以上，由于啟停機(jī)過(guò)程中電泵運(yùn)行小時(shí)數(shù)均較多，導(dǎo)致廠(chǎng)用電消耗大，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性差;另外如果啟停過(guò)程中電泵故障跳閘，鍋爐將面臨斷水干燒的危險(xiǎn)。因此，充分利用輔汽汽源，通過(guò)優(yōu)化小機(jī)進(jìn)汽和汽泵給水管路，實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停全程用汽泵代替電泵上水，既可大量節(jié)約廠(chǎng)用電，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗;同時(shí)因有電泵始終備用，又極大的提高了機(jī)組啟停的安全性。

3.2? 改造方案

小機(jī)汽源正常由四段抽汽供給，為實(shí)現(xiàn)機(jī)組啟停全過(guò)程小機(jī)代替電泵運(yùn)行，經(jīng)過(guò)研究采取給四段供輔汽逆止門(mén)加裝旁路手動(dòng)門(mén)的辦法，在機(jī)組啟動(dòng)時(shí)開(kāi)啟該手動(dòng)門(mén)由輔汽向四段抽汽供汽，提供小機(jī)啟動(dòng)汽源。同時(shí)為保證鍋爐水位調(diào)整需要，在A汽泵出口電動(dòng)門(mén)加裝旁路調(diào)整門(mén)，用于給水流量調(diào)整，在機(jī)組啟動(dòng)接帶負(fù)荷至100MW～150MW時(shí)進(jìn)行小機(jī)汽源切換，將小機(jī)汽源倒為四段抽汽接帶。

3.3? 暖風(fēng)器疏水系統(tǒng)改造方案

在現(xiàn)有的兩臺(tái)疏水泵系統(tǒng)基礎(chǔ)上安裝一套多級(jí)水封系統(tǒng)，在原有的暖風(fēng)器疏水至管擴(kuò)管道上增加一管道與凝汽器相連，利用凝汽器真空來(lái)抽吸暖風(fēng)器疏水。工作流程為：爐暖風(fēng)器疏水→暖風(fēng)器疏水箱→多級(jí)水封→高加疏水?dāng)U容器→凝汽器。通過(guò)多級(jí)水封及其后調(diào)整門(mén)共同維持暖風(fēng)器疏水箱水位在正常范圍，防止疏水箱被抽干，造成暖風(fēng)器內(nèi)的蒸汽被直接抽至凝汽器而影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性。

3.4? 凝汽器放水系統(tǒng)優(yōu)化

凝汽器檢修后，為了查找凝汽器銅管存在的脹口松弛，管道腐蝕破損，真空系統(tǒng)泄漏點(diǎn)等情況，利用除鹽水充滿(mǎn)凝汽器汽側(cè)查找泄露點(diǎn)是火力發(fā)電廠(chǎng)一項(xiàng)重要工作，每次大小修后都要進(jìn)行灌水找漏工作，但是找漏結(jié)束后凝汽器中的水就直接排放至地溝，造成浪費(fèi)，并且由于排水井等限制，放水速度不能夠太快，影響了檢修工期，同時(shí)我廠(chǎng)#7、8機(jī)組凝汽器地溝無(wú)下水井，排水依靠潛水泵排出，流量有限，并且需要浪費(fèi)廠(chǎng)用電，因此對(duì)凝汽器放水系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化改造。

3.5? 除氧器排氧門(mén)調(diào)整，降低除鹽水耗

除氧器的主要作用就是用它來(lái)除去鍋爐給水中的氧氣，保證給水的品質(zhì)。傳統(tǒng)方式下正常運(yùn)行中，除氧器的排氧門(mén)保持常開(kāi)，工質(zhì)浪費(fèi)較大，為了減小工質(zhì)浪費(fèi)，在保證給水溶氧合格的前提下，將除氧器排氧門(mén)關(guān)閉，根據(jù)化學(xué)監(jiān)督除氧器溶氧指標(biāo)進(jìn)行間斷開(kāi)啟調(diào)整溶氧，從而達(dá)到降低工質(zhì)損失的目的。

排氧門(mén)調(diào)整后四臺(tái)機(jī)組每天節(jié)約除鹽水約40噸左右，達(dá)到了節(jié)能減排目的。

4? 結(jié)語(yǔ)

只有對(duì)熱力系統(tǒng)的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，才能提升節(jié)能減排的效果。不僅起到節(jié)約用電的作用，更降低了工質(zhì)的浪費(fèi)與機(jī)組的損耗。實(shí)現(xiàn)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與安全性，幫助電廠(chǎng)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化。

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