300 MW火電機組經(jīng)濟運行技術研究

白巖

摘 要：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，人口的不斷增多，能源問題在全球范圍內(nèi)受到了關注，各個行業(yè)的節(jié)能工作開展的如火如荼。火電廠不僅僅是能源的創(chuàng)造者，也是能源的消耗者，在節(jié)能方面必不可免而任重道遠。特別是我國目前火電廠的主力機組300 MW機組在節(jié)能方面更是重中之中，因此，有必要對300 MW火電機組的經(jīng)濟運行相關技術進行經(jīng)驗總結(jié)和深入研究。文章主要結(jié)合300 MW火電機組的能耗現(xiàn)狀，綜合性的提出經(jīng)濟運行相關技術措施，為具體工作實踐提供參考。

關鍵詞：300 MW；火電機組；經(jīng)濟運行

中圖分類號：TK224 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）11-0024-01

300 MW機組作為目前我國火電廠的主力機組，雖然在能源供給方面是不可或缺的部分，但在能源消耗方面也占據(jù)了較大比例，其實際運行經(jīng)濟性能技術指標與理想經(jīng)濟性能技術指標還存在著較大的差距，煤耗量大、廠用電率高是普遍存在的問題，需要通過各個方面的技術措施來提高其運行的綜合經(jīng)濟性能。

1 汽輪機經(jīng)濟運行

汽輪機作為機組的主要組成部分，其能耗占據(jù)了較大比例，因此，汽輪機的經(jīng)濟運行是機組經(jīng)濟運行的重點，可以從以下幾個方面來實現(xiàn)汽輪機的經(jīng)濟運行。

1.1 優(yōu)化滑壓運行

滑壓運行是降低汽輪機熱耗、提高汽輪機經(jīng)濟運行的重要方式之一，所產(chǎn)生的經(jīng)濟效益是非常可觀的，試驗表明，滑壓運行能降低煤耗2～3 g/kW·h。早在20世紀80年代滑壓技術就已經(jīng)提出，并得到較為廣泛的推廣和應用。但從目前汽輪機的實際運行情況來看，滑壓運行技術的應用水平還不是很高，有待研究和完善。特別是廠家提供的滑壓運行曲線沒有考慮不可控運行參數(shù)，如循環(huán)水進口溫度、環(huán)境溫度等，造成機組滑壓運行時閥位總指令隨季節(jié)的變化而變化，無法保證機組運行的經(jīng)濟性，這就需要在不同的工況下，借助性能試驗測試手段，結(jié)合局部能耗分析法來得出機組最經(jīng)濟、實用滑壓運行曲線。

當火電機組參與電網(wǎng)調(diào)峰時，一般情況下，機組可在額定負荷的高負荷范圍內(nèi)保持定壓運行，負荷調(diào)節(jié)可通過調(diào)門開度改變或進汽噴嘴數(shù)量增減來實現(xiàn)；在額定負荷的中低負荷范圍內(nèi)全開部分調(diào)節(jié)閥進行滑壓運行；在額定負荷的極低負荷范圍內(nèi)采用在低蒸汽壓力下的定壓運行方式。以此在全負荷范圍內(nèi)都能保持較高的效率。但要注意的是，雖然滑壓運行在低負荷下具有諸多優(yōu)點，但由于壓力降低會降低循環(huán)熱效率，且汽包壁上會產(chǎn)生熱應力，因此滑壓運行的選擇和應用必須結(jié)合機組實際情況，進行綜合經(jīng)濟技術比較，不能在所有負荷范圍都采用滑壓運行。

1.2 減小動靜間隙

影響汽輪機運行的因素很多，但對于已經(jīng)運行的機組，影響其運行效率的主要因素是汽封間隙的變化。由此不難看出，減小動靜間隙是汽輪機經(jīng)濟運行的有效技術措施之一。具體包括以下兩個方面：首先是減小通流部分的動靜間隙。可通過隔板間隙減小、葉頂汽封間隙減小等方法降低漏汽損失，從而實現(xiàn)汽輪機經(jīng)濟運行。其次是減少軸端汽封漏汽。軸端汽封漏汽嚴重是一個普遍存在的問題，有些機組的軸端漏汽量甚至達到16 t/h，這對汽輪機的經(jīng)濟運行產(chǎn)生了較大影響。目前對于漏量的測量在技術和方法方面還不夠成熟，漏量數(shù)據(jù)基本上由廠家提供，可靠性方面還有所缺失。因此，為了提高汽輪機的經(jīng)濟運行效率，需要通過高質(zhì)量的檢修工藝來調(diào)整和減少動靜間隙，以實現(xiàn)汽機的經(jīng)濟運行。

1.3 降低排汽溫度

降低低壓缸排汽溫度也是實現(xiàn)汽輪機經(jīng)濟運行一項重要途徑，排汽溫度主要受大氣溫度、冷卻塔冷幅高、循環(huán)水溫升、凝汽器端差這四個方面因素的影響，除了大氣溫度之外，可通過其它三項條件的改變來降低排汽溫度，例如，改造冷卻塔填料可改變冷卻塔的幅高；調(diào)整循環(huán)水量可改變循環(huán)水溫升。但通過冷卻塔冷幅高、循環(huán)水溫升的改變對排汽溫度降低所起到的效果并不顯著。最常用，最有效的方法還是通過降低凝汽器端差來完成。

目前在降低凝汽器端差方面，已經(jīng)積累了比較豐富的經(jīng)驗可供參考。比較常用的有以下兩種：一是凝汽器抽汽口的改造。二是凝汽器銅管結(jié)垢的預防。可通過高壓水沖洗銅管、酸洗凝汽器銅管、投運膠球清洗裝置來實現(xiàn)。高壓水沖洗輕微結(jié)垢的銅管可使凝汽器端差保持較低的水平；酸洗凝汽器銅管可使凝汽器端差降到4 ℃以下；膠球清洗裝置的投運也是銅管結(jié)垢預防的常用方法。從目前汽輪機的實際運行情況來看，凝汽器端差的降低仍不夠理想。為此，國家出臺了輪機凝汽器運行標準，這就需要在實際工作中嚴格按此標準執(zhí)行，以實現(xiàn)凝汽器端差的降低，進而保證汽輪機的經(jīng)濟運行。

2 鍋爐經(jīng)濟運行

300 MW火電機組運行過程中，鍋爐會消耗大量的能量，如何提高鍋爐經(jīng)濟運行水平已成為火電機組經(jīng)濟運行性所面臨的關鍵問題。首先，調(diào)整一次風溫。機組運行時，若實際條件允許，應盡量使一次風溫保持在一個較高的水平，可以提高燃燒效率。實踐運行經(jīng)驗表明，合理的調(diào)整一次風溫可提高鍋爐效率0.5%。其次，調(diào)整爐膛出口氧量。實驗表明，爐膛出口氧量的控制也會對鍋爐效率產(chǎn)生影響，甚至會增加風機耗電率。因此在高負荷情況下應將爐膛出口氧量控制在3.5%以下。第三，二次風調(diào)整試驗。二次風調(diào)整試驗可使爐內(nèi)動力場分布維持一個良好的狀態(tài)，一般通過二次風總量的調(diào)節(jié)來實現(xiàn)，較少調(diào)節(jié)風門檔板開度。但實際上，二次風調(diào)整是比較復雜的，這種調(diào)整方式本質(zhì)上是很粗糙的，需要進行改進。例如：在低負荷時關小或關閉部分二次風檔板，使另一部分二次風檔板全開，主要目的是維持爐內(nèi)后期混合燃燒的動力工況，使爐膛出口氧量降低，提高鍋爐經(jīng)濟運行效率。總之，在滿足燃燒穩(wěn)定性及環(huán)保要求下，需要提高鍋爐的經(jīng)濟運行效率，這是火電機組經(jīng)濟運行不可或缺的一個組成部分。

3 輔機經(jīng)濟運行

目前，300 MW火電機組除了汽輪機和鍋爐能耗較大外，輔機設備也是一個不能忽視的部分，為了最大化實現(xiàn)300 MW火電機組的經(jīng)濟運行，輔機設備也需通過各項措施提高經(jīng)濟運行水平，主要包括以下幾個方面。

3.1 給水系統(tǒng)

目前300 MW火電機組給水系統(tǒng)的四大閥門導致節(jié)流損失偏大，即使全部開啟四大閥門，也會造成壓力損失，增加給水泵耗功，增大用電損失。同時，部分給水泵為定轉(zhuǎn)速泵，且泵容量為最大流量的1.2倍、揚程為最大揚程的1.06倍，這種系統(tǒng)配置也會增加給水系統(tǒng)的耗電率。給水系統(tǒng)經(jīng)濟運行主要有兩種常用方法：一是在系統(tǒng)試驗基礎上改造水泵。此方案造價底，但改造效益有限。二是改造泵的驅(qū)動方式，用汽泵代替電泵。此方式可降低廠用電耗，但較為復雜，因此，需要根據(jù)機組給水系統(tǒng)實際，在綜合經(jīng)濟技術比較的基本上選擇合理的方案。

3.2 制粉系統(tǒng)

300 MW火電機組制粉電耗偏大也是一個較為常見的問題，影響著機組的經(jīng)濟運行，由于目前火電廠比較缺乏制粉系統(tǒng)經(jīng)濟性試驗數(shù)據(jù)，因此，從應用層面來講，沒有充分的技術基礎，因此，加強制粉系統(tǒng)經(jīng)濟性試驗和監(jiān)督是十分有必要的，這需要在機組經(jīng)濟運行過程中加以重視。

3.3 煙風系統(tǒng)

風機裝置效率低下和煙風總量增大是煙風系統(tǒng)耗電率較高的主要原因。首先是風機裝置效率低下。煙風系統(tǒng)裝置效率降低的主要因素是節(jié)流壓損大，這主要是由于設備選型配置和風機自身效率較低所引起的。此問題的主要解決方法是在試驗的基礎上對葉輪加以改造。調(diào)峰時間較長的機組還可考慮改為變速驅(qū)動。此外，風機驅(qū)動方式也是一個導致裝置效率低的關鍵因素。當前300 MW機組的引風機一般都選取定速驅(qū)動、動靜葉可調(diào)的軸流風機的設計模式，定速驅(qū)動在適應變工況運行方面經(jīng)濟性能是比較差的。因此，建議采用液力偶合器驅(qū)動的變速系統(tǒng)設計方案或技改方案，雖然偶合器自身有消耗，但只要設計合理，也是可以可有效克服的。其次是煙風總量增大。煙風總量增大在增加鍋爐排煙損失的同時，還會增大風機耗電率，需要注意煙風總量增大問題，適當加以控制和調(diào)整。

4 結(jié) 語

300 MW火電機組經(jīng)濟運行是一個系統(tǒng)性、綜合性的工作，文章只是結(jié)合筆者實際工作經(jīng)驗，主要從三個方面進行了分析，在具體實踐中，還需從各個細節(jié)著手，最大化地節(jié)約能耗，提高機組經(jīng)濟運行水平。

參考文獻：

[1] 丁明青，何蘭華.簡析火電機組運行中的節(jié)能降耗[J].東北電力技術，2012，（3）.