發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)探討

孫鵬濤

（華電新鄉(xiāng)發(fā)電有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453635）

電力行業(yè)要全面響應(yīng)國家的節(jié)能降耗號召，需要加強(qiáng)對發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)的運(yùn)用，使輔機(jī)設(shè)備不斷提升運(yùn)行效率，并同步節(jié)約能源消耗，充分提升發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。在發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)改造期間，無論從技術(shù)層面還是從經(jīng)濟(jì)層面看，都有突出的節(jié)能增效可行性，需要發(fā)電廠積極針對輔機(jī)設(shè)備運(yùn)用多種節(jié)能技術(shù)，有效提升各輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能減排能力，同步確保輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行更加可靠與安全，并通過實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo)推進(jìn)發(fā)電廠保持低成本、高效益的運(yùn)營。

1 發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)應(yīng)用可行性

立足技術(shù)層面分析，目前我國發(fā)電廠輔機(jī)技術(shù)經(jīng)過長期運(yùn)行與發(fā)展已比較完善，有效地提升了熱效率，相關(guān)技術(shù)可以保證在節(jié)約能耗基礎(chǔ)上提升輔機(jī)設(shè)備能源轉(zhuǎn)化率，使輔機(jī)設(shè)備保持更高的節(jié)能減排能力。通過技術(shù)改造，可使輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行具有更高可靠性、安全性。綜合看來，在輔機(jī)設(shè)備中應(yīng)用多種節(jié)能技術(shù)，具有充足、先進(jìn)的技術(shù)支撐。立足經(jīng)濟(jì)角度分析，在發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新期間，可科學(xué)、合理地評估技術(shù)創(chuàng)新后的成本收益，避免盲目追求技術(shù)創(chuàng)新，防止在改造后無法獲得良好的節(jié)能減排效果，所以在技術(shù)創(chuàng)新與改造期間，要注意滿足低成本、高效益指標(biāo)。當(dāng)前，很多發(fā)電廠改造輔機(jī)設(shè)備所投入的成本遠(yuǎn)低于購置新設(shè)備，通過技術(shù)創(chuàng)新與改造，同樣可以有效控制輔機(jī)設(shè)備能耗。所以立足遠(yuǎn)期層面來看，發(fā)電廠應(yīng)用并創(chuàng)新輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)具備良好的經(jīng)濟(jì)可行性。

2 發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)運(yùn)用路徑

2.1 合理應(yīng)用高壓變頻器

火電廠廠用電設(shè)備包含鍋爐送、增壓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、循環(huán)水泵、給水泵、凝結(jié)水泵等多種用電量較大的輔機(jī)設(shè)備，同時還涉及一些小功率的廠用電設(shè)備。在輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行中，如果水泵、風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速保持小幅變動，基本不會使運(yùn)行效率發(fā)生變化，而如果水泵與風(fēng)機(jī)明顯降低轉(zhuǎn)速，此時，功率也會隨之減小，同時水泵及驅(qū)動風(fēng)機(jī)相應(yīng)電動機(jī)其電功率同樣也會降低，所以要實(shí)現(xiàn)水泵與風(fēng)機(jī)的有效節(jié)能，就要關(guān)注應(yīng)用調(diào)速調(diào)節(jié)方法。目前很多發(fā)電廠運(yùn)用的調(diào)速調(diào)節(jié)方法主要體現(xiàn)在節(jié)流調(diào)節(jié)方式上，此方式會大量消耗電能。綜合對比下，需要關(guān)注在發(fā)電廠的風(fēng)機(jī)調(diào)速中合理應(yīng)用變頻調(diào)速。在異步電動機(jī)保持固定的極對數(shù)情況下，同時轉(zhuǎn)差率變化較小，此時，電源頻率和轉(zhuǎn)速基本為正比，所以如果能使電源頻率發(fā)生改變，就可使轉(zhuǎn)速改變，在此原理運(yùn)用下，變頻調(diào)速就可將變頻器當(dāng)作變頻電源，在對電源頻率進(jìn)行改變基礎(chǔ)上達(dá)到轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)目標(biāo)。發(fā)電廠在運(yùn)用變頻調(diào)速系統(tǒng)過程中，主要控制策略就是對電壓頻率、電磁轉(zhuǎn)矩、磁通等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行配合控制，具體的控制方式包括非智能控制方式與智能控制方式，智能控制方式又包括恒壓頻比控制、矢量控制、轉(zhuǎn)差頻率控制等。

比如，發(fā)電廠鍋爐運(yùn)行期間，引風(fēng)機(jī)發(fā)揮著重要作用，而引風(fēng)機(jī)電動機(jī)保持著固定轉(zhuǎn)速，所以風(fēng)量調(diào)節(jié)方式比較單一，基本上只能通過調(diào)整風(fēng)機(jī)擋板開度進(jìn)行風(fēng)量調(diào)節(jié)。在發(fā)電機(jī)保持較低負(fù)荷情況下，風(fēng)機(jī)效率就會變低，而在小風(fēng)量風(fēng)機(jī)保持較小的擋板開度情況下，會保持較大的風(fēng)壓波動和風(fēng)道振動，影響鍋爐的穩(wěn)定運(yùn)行。而通過安裝變頻調(diào)速裝置，將會使特定負(fù)荷對應(yīng)特定轉(zhuǎn)速，此時，電機(jī)不會一直保持恒定轉(zhuǎn)速，有助于節(jié)約用電量。另外，通過變頻調(diào)速裝置的有效控制，可實(shí)現(xiàn)擋板全開，充分提升鍋爐運(yùn)行的穩(wěn)定性。為此，可以著重對風(fēng)機(jī)系統(tǒng)展開變頻調(diào)速改造。在變頻工作期間，主要通過PLC 進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、處理、過程控制以及變頻改變。風(fēng)機(jī)運(yùn)行中，會隨著負(fù)荷降低增加轉(zhuǎn)動速度，同時風(fēng)機(jī)出口壓力同步上升，而在壓力上升信號被PLC 檢測到后，會控制變頻器調(diào)低風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速，向鍋爐進(jìn)行恒壓小流量的送風(fēng)運(yùn)行。在負(fù)荷升高的時候，會因空氣能損耗使風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速降低，而轉(zhuǎn)速下降信號被PLC 檢測到后，會控制變頻器對風(fēng)速大小進(jìn)行調(diào)節(jié)，基于風(fēng)機(jī)負(fù)荷，變頻器控制方案為一拖一，也就是一臺變頻器拖帶一臺風(fēng)機(jī)電機(jī)，同時增設(shè)工頻旁路回路。

2.2 優(yōu)化回?zé)峒訜崞?/h3>

在發(fā)電廠整個機(jī)組運(yùn)行期間，回?zé)峒訜崞飨嚓P(guān)部件會全程參與運(yùn)行過程，而實(shí)際操作中，一旦回?zé)峒訜崞靼l(fā)生故障，就會發(fā)生加熱器切除問題。特別是加熱器的旁路門閥在未完全關(guān)緊情況下，很容易使加熱器內(nèi)部發(fā)生滲漏問題，如果不能及時有效地處理滲漏問題，會給機(jī)組整體運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響。發(fā)電廠汽輪機(jī)組中涉及不同的抽氣壓力級別，并且壓力級別不同其功能也有所差異，在壓力越大情況下，會同步增加功能級別影響，回?zé)峒訜崞饕矔３州^低的抽氣壓力。因?yàn)槠啓C(jī)在長期運(yùn)行期間，需要通過增加壓力而增強(qiáng)抽氣性能。如果回?zé)峒訜崞饔卸瞬畲嬖冢敲炊瞬钪笜?biāo)需要保持在規(guī)定范疇內(nèi)，以此確保機(jī)組可以安全運(yùn)行。若是回?zé)峒訜崞鞫瞬畋３诌f增狀態(tài)，會使出水溫度降低，減少自身抽氣量，那么回?zé)峒訜崞髟趬毫^高情況下會增加抽汽量。如果回?zé)峒訜崞髌湎露瞬畲嬖谶f增現(xiàn)象，那么所產(chǎn)生的影響和上端情況正好相反，所以為了讓回?zé)峒訜崞鞅３肿罴堰\(yùn)行狀態(tài)，避免能耗過大，就要采取一定措施，讓回?zé)峒訜崞鞫瞬羁梢允冀K保持在一定區(qū)間內(nèi)。經(jīng)實(shí)踐分析，可發(fā)現(xiàn)多種因素會使回?zé)峒訜崞靼l(fā)生端差大幅變化情況。比如，若是回?zé)峒訜崞鞯纳隙顺霈F(xiàn)端差遞增情況，就會造成回?zé)醾鳠崦嬉驗(yàn)橛薪Y(jié)垢而使熱阻力上升，同時又會因?yàn)橥笟鈧?cè)密封性不佳滲入部分空氣，另外，還會因?yàn)殚y門故障造成巰水位偏高，在設(shè)備運(yùn)行維護(hù)期間，工作人員要對各項(xiàng)影響因素進(jìn)行認(rèn)真檢查與排除，盡量保證回?zé)峒訜崞鞯亩瞬钭兓仍谝欢ǚ秶鷥?nèi)，促使汽機(jī)輔機(jī)可以經(jīng)濟(jì)、安全地運(yùn)行。

2.3 優(yōu)化給水泵運(yùn)行方式

目前，發(fā)電廠的給水泵主要包含兩種，即定速水泵與變速水泵，在定速水泵運(yùn)行中，主要通過鍋爐的調(diào)節(jié)水閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種方式在實(shí)踐中會面臨一定缺陷，如機(jī)組保持低負(fù)荷運(yùn)行期間，會使閥門節(jié)流損耗較大。而變速給水泵在運(yùn)行期間，主要通過變速曲線與平移泵實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)，相比定速水泵，變速水泵優(yōu)勢諸多，尤其在水泵給水期間不需要閥門調(diào)節(jié)即可達(dá)到節(jié)流目的，特別在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行期間，可獲得更明顯的節(jié)能效果。針對給水泵進(jìn)行優(yōu)化運(yùn)行技術(shù)改造，需要基于給水泵實(shí)際使用情況和給水泵最大余量等相關(guān)特征，在給水泵保持負(fù)荷運(yùn)行情況下展開不同實(shí)驗(yàn)，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)詳細(xì)分析給水泵的運(yùn)行情況，最終明確通過哪種機(jī)器以及哪種運(yùn)行方式可以使發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備保持更高效、節(jié)能的運(yùn)行。通過綜合分析，在機(jī)組保持低負(fù)荷運(yùn)行期間應(yīng)優(yōu)選單泵運(yùn)行方式，與一臺主機(jī)一臺備用方式相比，單泵備用方式可有效節(jié)約運(yùn)行成本，不過，給水泵無論處于停止或啟動狀態(tài)，都會使發(fā)電廠受到一定經(jīng)濟(jì)損失，所以不能只基于機(jī)組運(yùn)行的負(fù)荷變化確定給水泵運(yùn)行方式，還需要操作人員對機(jī)組負(fù)荷的變化時間進(jìn)行綜合考量，并結(jié)合給水泵具體容量明確電動機(jī)水泵的具體運(yùn)行方式。

2.4 對汽水系統(tǒng)進(jìn)行改造

發(fā)電廠在對輔機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)節(jié)能技術(shù)改造期間，要保持更高的溫水使用率，并使再熱蒸汽溫度、主汽溫度等和相關(guān)設(shè)計(jì)值盡量接近。另外，還要確保蒸汽壓力合理，促使蒸氣做功保持更高效能。汽水品質(zhì)會對輔機(jī)設(shè)備節(jié)能降耗產(chǎn)生一定影響，如果汽水品質(zhì)差，就會使輔機(jī)設(shè)備發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，影響設(shè)備工作效率與安全運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，操作人員要積極通過技術(shù)措施提升汽水霧化效果，合理設(shè)計(jì)補(bǔ)水方式，以免凝結(jié)水中保持過多的溶氧，使汽輪機(jī)相關(guān)輔機(jī)設(shè)備保持更高的工作效率。

3 結(jié)語

對發(fā)電廠輔機(jī)設(shè)備加強(qiáng)節(jié)能技術(shù)改造，要著重對輔機(jī)設(shè)備節(jié)能減耗關(guān)鍵環(huán)節(jié)加強(qiáng)技術(shù)研究，在不會對設(shè)備正常運(yùn)行產(chǎn)生影響的基礎(chǔ)上，有針對性地實(shí)現(xiàn)技術(shù)改造以及運(yùn)行優(yōu)化。同時，相關(guān)技術(shù)人員要進(jìn)一步發(fā)揮技術(shù)創(chuàng)新以及管理潛能，長效推進(jìn)輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改造工作，使發(fā)電廠全面推進(jìn)節(jié)能增效工作。