火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗措施淺議
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摘要：近年來(lái)，火電廠汽輪機(jī)高消耗的問(wèn)題引起了煤炭行業(yè)的高度重視。如何踐行生態(tài)低碳發(fā)展理念，落實(shí)節(jié)能降耗措施成為亟需解決的問(wèn)題。以此為主題展開(kāi)探討，首先介紹了火電廠汽輪機(jī)的特點(diǎn)，指出火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗的重要性，其次深入分析了火電廠汽輪機(jī)能耗的影響因素，具體包括汽缸設(shè)備、汽輪機(jī)溫度和壓力、電力負(fù)荷、人為因素，最后從諸多角度詳細(xì)探討了火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗的有效措施，以期能夠達(dá)到更好的節(jié)能效果。
關(guān)鍵詞：火電廠；汽輪機(jī)；節(jié)能降耗；內(nèi)部節(jié)能；外部節(jié)能
隨著生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念的提出，中國(guó)各行各業(yè)都在推出節(jié)能減排行動(dòng)。火力發(fā)電這種傳統(tǒng)式電能生產(chǎn)供應(yīng)形式，占據(jù)比例高且煤炭消耗量大，因此更應(yīng)當(dāng)對(duì)火電廠汽輪機(jī)重要部位采取節(jié)能降耗措施，調(diào)整優(yōu)化汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)，使汽輪機(jī)處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，形成科學(xué)有效的節(jié)能降耗運(yùn)營(yíng)模式，真正做到為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的健康發(fā)展保駕護(hù)航。
1火電廠汽輪機(jī)概述
汽輪機(jī)在工作過(guò)程中借助蒸汽實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，通過(guò)反應(yīng)將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能用于火電廠發(fā)電。火電廠汽輪機(jī)具有以下幾個(gè)主要特點(diǎn)：a)穩(wěn)定性和連續(xù)性較好。穩(wěn)定性好體現(xiàn)為其自動(dòng)化程度較高，可代替人工進(jìn)行危險(xiǎn)操作，工人的安全系數(shù)大幅度提高；連續(xù)性好主要是其單機(jī)功率較大。b)耐久性較好。設(shè)備利用率高，耐久性較好，日常的故障維修次數(shù)較少，使用周期較長(zhǎng)。c)汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性能較好，熱效率較高[1]。
2火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗的重要性
社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展需要煤炭、電力等能源輔以支撐，但大多數(shù)不可再生資源面臨枯竭，無(wú)法滿足社會(huì)發(fā)展的需求。提倡火電廠對(duì)汽輪機(jī)實(shí)行節(jié)能降耗，這樣一方面可以提高能源利用率，緩解能源緊張的局面，迎合火力發(fā)電仍然是中國(guó)發(fā)電的主要方式的大體趨勢(shì)；另一方面，符合國(guó)家倡導(dǎo)的生態(tài)可持續(xù)發(fā)展理念，轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式，避免出現(xiàn)溫室效應(yīng)、霧霾、酸雨等環(huán)境污染問(wèn)題，真正體現(xiàn)環(huán)境保護(hù)責(zé)任擔(dān)當(dāng)。
3火電廠汽輪機(jī)能耗的影響因素分析
火電廠汽輪機(jī)能耗的影響因素可從四個(gè)角度進(jìn)行分析。
3.1汽缸設(shè)備汽缸設(shè)備作為汽輪機(jī)的重要組成部分，可以起到阻隔空氣的作用。但目前相關(guān)的汽缸生產(chǎn)制造技術(shù)較為落后，導(dǎo)致關(guān)鍵的參數(shù)值———汽缸效率高于實(shí)際運(yùn)行值，加大了能源的消耗。
3.2汽輪機(jī)溫度和壓力
若汽輪機(jī)溫度、壓力等外在條件匹配，則可以在一定程度降低能源消耗，但極難控制。若空氣吹入比例過(guò)高，汽輪機(jī)溫度值不符合標(biāo)準(zhǔn)，則會(huì)滋生積垢，加大能耗。相應(yīng)的低水壓會(huì)出現(xiàn)燃燒不充分、蒸汽流量增長(zhǎng)、汽輪機(jī)氣壓下降的狀況。溫度和壓力調(diào)整的重點(diǎn)是關(guān)注加熱器和空冷凝汽器裝置，保證加熱器的正確操作與維護(hù)，防止泄漏堵管、水溫降低。要避免空冷凝汽器裝置處于負(fù)風(fēng)壓區(qū)域，及時(shí)清理凝汽器內(nèi)的風(fēng)沙，使其翹片管熱阻不至于過(guò)高[2]。
3.3電力負(fù)荷
電力負(fù)荷變化幅度較大，穩(wěn)定性較低。這就要求調(diào)整汽輪機(jī)參數(shù)和結(jié)構(gòu)，以適應(yīng)電力各階段峰值，在調(diào)整階段能源消耗無(wú)疑會(huì)加大。
3.4人為因素
人為因素方面主要是指專業(yè)技術(shù)人員的巡視、檢查與維護(hù)工作。專業(yè)技術(shù)人員要結(jié)合實(shí)際情況對(duì)汽輪機(jī)的凝汽器、汽輪器啟停過(guò)程等進(jìn)行改善調(diào)整，進(jìn)而降低汽輪機(jī)的運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)和能源消耗。
4火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗有效措施
隨著電力資源需求量的急劇增加，火電廠行業(yè)內(nèi)部的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。同時(shí)，能源價(jià)格不斷提升，火電廠的生產(chǎn)成本也隨之增加。汽輪機(jī)及其相應(yīng)的熱力系統(tǒng)在構(gòu)成方面較為復(fù)雜，因而要實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)的節(jié)能降耗，就需要加強(qiáng)管理。
4.1內(nèi)部節(jié)能降耗措施
4.1.1維持凝汽器最佳真空狀態(tài)。凝汽器在汽輪機(jī)安全運(yùn)行、節(jié)能減排過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。借助凝汽器可冷卻凝結(jié)排汽，為后續(xù)做功提供低壓環(huán)境。維持凝汽器最佳真空狀態(tài)十分關(guān)鍵，可從以下幾個(gè)方面落實(shí)。a)降低凝汽器熱負(fù)荷。降低凝汽器熱負(fù)荷的具體做法有兩種：(a)選擇在凝汽器上部與排汽缸喉部之間位置設(shè)置表面式加熱器，目的是入口連接工業(yè)水系統(tǒng)，出口連接化學(xué)供水系統(tǒng)。這種做法雖具有提高熱效率、降低熱負(fù)荷的優(yōu)勢(shì)，但需考慮汽阻使載荷增大的問(wèn)題。(b)安裝霧化噴頭于凝汽器喉部位置，主要起加快蒸汽凝結(jié)、緩解熱負(fù)荷及提高真空度的作用。b)清洗冷卻面。清洗凝汽器冷卻面的方法主要有兩種，分別為干洗法和酸洗法。干洗法適用于清理初期形成的疏松淤泥，要注意對(duì)比運(yùn)行前后的數(shù)據(jù)差異，從而判斷冷卻面是否干凈。酸洗法適用于清理后期沉淀硬化污垢，具體步驟是：利用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5%的氨基磺酸和適量滲透劑、銅緩蝕劑等成分循環(huán)沖刷凝汽器，清理效果通過(guò)酸度來(lái)判定。若兩次連續(xù)的酸度相同，證明清洗度高。然后開(kāi)始下一步驟———加入工業(yè)磷酸三鈉（Na3O4P）反向沖刷高位冷卻塔。c)嚴(yán)密防護(hù)真空系統(tǒng)。提高真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性，真正達(dá)到“嚴(yán)防死守”、絲毫不漏的效果。需要定期對(duì)凝汽器真空系統(tǒng)進(jìn)行檢漏，加強(qiáng)對(duì)關(guān)鍵部分，即噴嘴、軸封、負(fù)壓系統(tǒng)的閥門等關(guān)鍵部分的檢查，例如檢查噴嘴是否變形，軸封蒸汽壓力數(shù)值的調(diào)整狀況，法蘭的緊實(shí)程度等。d)降低冷卻水溫。冷卻水的溫度主要受循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行影響，因此，火電廠應(yīng)開(kāi)展水塔設(shè)備的維護(hù)工作，做好噴嘴、配水槽、填料等重要部位的維護(hù)、保養(yǎng)跟蹤記錄。對(duì)于出現(xiàn)的水塔設(shè)備問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)報(bào)備與處理，以免影響冷卻效果[3]。4.1.2提高給水溫度。若給水溫度較低，會(huì)導(dǎo)致煤炭消耗和熱損增加，鍋爐生產(chǎn)效率卻下降的后果，因此，提高給水溫度極為重要，具體有以下兩種做法：(a)保證高加投入率，具體為加強(qiáng)汽輪機(jī)啟停之時(shí)對(duì)水溫的控制。通過(guò)進(jìn)行投入、解列高壓、調(diào)整違規(guī)操作、管內(nèi)清潔等，保持高壓水量、水位的穩(wěn)定性。(b)機(jī)組大、小修時(shí)對(duì)加熱器采取檢漏措施，對(duì)銅管進(jìn)行漏點(diǎn)檢查，對(duì)水室隔板、高加筒體進(jìn)行密封性檢測(cè)。同時(shí)還要始終保持加熱器處于正常水位運(yùn)行[4]。4.1.3汽輪機(jī)啟動(dòng)。運(yùn)行和停機(jī)的節(jié)能降耗a)汽輪機(jī)啟動(dòng)。汽輪機(jī)啟動(dòng)過(guò)程中將真空壓力值維持在65～70kP之間，這樣做的好處在于能夠加大汽a輪機(jī)蒸汽量、加快暖機(jī)速度及控制脹差值，提升啟動(dòng)效率。b)汽輪機(jī)運(yùn)行。為滿足汽輪機(jī)機(jī)組一次調(diào)頻的需求，運(yùn)行中最好采用定-滑-定的方式。對(duì)于高低負(fù)荷區(qū)域定壓?jiǎn)栴}，這里要著重強(qiáng)調(diào)一下。高負(fù)荷區(qū)域可采用噴嘴進(jìn)行調(diào)節(jié)，低負(fù)荷區(qū)域可采用低水平的定壓調(diào)節(jié)，從而提供穩(wěn)定的水循環(huán)和燃燒過(guò)程。要在汽輪機(jī)低負(fù)荷區(qū)域的中間部分，通過(guò)滑壓操作、關(guān)閉氣門等控制鍋爐壓力值，達(dá)到增加或減少負(fù)荷的目的。與此同時(shí)，汽輪機(jī)高負(fù)荷運(yùn)行過(guò)程中，一方面會(huì)提高主汽壓力和溫度，為加熱器的高效率工作創(chuàng)造條件。另一方面要強(qiáng)調(diào)合理調(diào)整加熱器的水位，將加熱器端差控制在最低范圍，還要意識(shí)到維持凝汽器水位正常的重要性。若凝汽器水位過(guò)高，易造成凝結(jié)水超過(guò)軟管，致使凝結(jié)水加深冷卻，造成機(jī)組冷源損失。c)汽輪機(jī)停機(jī)。汽輪機(jī)機(jī)組要采用滑參數(shù)進(jìn)行停機(jī)操作，這樣不僅可以保持鍋爐高溫狀態(tài)，還可以降低其他設(shè)備的溫度，便于開(kāi)展設(shè)備檢修維護(hù)工作。
4.2外部節(jié)能降耗措施
4.2.1治理閥門內(nèi)漏治理閥門內(nèi)漏刻不容緩。a)要從設(shè)計(jì)上把關(guān)，保證閥門的設(shè)計(jì)能夠滿足設(shè)備性能需求；b)注重閥門的質(zhì)量把關(guān)，選擇市場(chǎng)中聲譽(yù)、口碑好的閥門品牌；c)加強(qiáng)對(duì)安裝人員的培訓(xùn)，使其能夠順利安裝閥門，并依托專業(yè)人員進(jìn)行檢漏測(cè)試和有效調(diào)整，以保證閥門的穩(wěn)定使用。4.2.2加強(qiáng)技術(shù)改造對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造要認(rèn)清以下幾點(diǎn)：a)全面了解汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)性能，選取匹配的技術(shù)進(jìn)行改造；b)認(rèn)清技術(shù)改造的主要對(duì)象為凝汽器，其在提高汽輪機(jī)運(yùn)行效率、節(jié)能降耗、降低發(fā)電經(jīng)濟(jì)成本方面作用明顯；c)調(diào)整汽封間隙，選擇合適的汽封型號(hào)，進(jìn)而防止蒸汽泄漏，汽機(jī)通流效率下降[5]。
5結(jié)語(yǔ)
進(jìn)入21世紀(jì)后，需認(rèn)識(shí)到火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗運(yùn)行對(duì)經(jīng)濟(jì)、生態(tài)等多方面的有利影響。但由于溫度、壓力、設(shè)備等多方因素的影響，汽輪機(jī)能源消耗量增加。為此，需要認(rèn)清現(xiàn)實(shí)因素，并采取科學(xué)、合理的手段對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能降耗。要采取維持凝汽器最佳真空狀態(tài)、提高給水溫度、調(diào)整汽輪機(jī)啟停過(guò)程、加強(qiáng)技術(shù)改造等措施有效降低火電廠汽輪機(jī)能耗，提升火電廠汽輪機(jī)運(yùn)行安全性和節(jié)能效果。
參考文獻(xiàn)：
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作者:劉文豪 單位:晉控電力同興山西發(fā)電有限公司
