試論電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗

楊永興

摘 要：隨著我國市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會生產(chǎn)和人們生活對電能的需求與日增多，這使得電廠的壓力與日增加。為此，我國提出節(jié)約能源、降低損耗的綠色發(fā)展道路。對電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能減耗是整個電廠節(jié)能降耗的關(guān)鍵。本文對電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗做出具體分析，以供參考。

關(guān)鍵詞：電廠;汽輪機(jī);運(yùn)行;節(jié)能降耗

中圖分類號： TM621 ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A ? ? ? ? ? ?文章編號： 1673-1069（2017）01-175-2

0 ?引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國電力企業(yè)取得突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在激烈的市場競爭中保有一席之地。但是，電廠能耗嚴(yán)重，不僅影響著其經(jīng)濟(jì)效益，還對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。汽輪機(jī)作為電廠主要的節(jié)能設(shè)備，對電廠的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

1 ?汽輪機(jī)節(jié)能降耗的必要性

汽輪機(jī)是電廠生產(chǎn)運(yùn)行過程中的重要組成部分，同時也是電廠進(jìn)行能源控制的關(guān)鍵設(shè)備。在我國電力系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程中，通過不斷的研究探索，研發(fā)了有關(guān)汽輪機(jī)的節(jié)能改造技術(shù)，這一技術(shù)改造，可有效提高電能的使用效率，減少能耗損失，對電廠在正產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)情況下做到節(jié)能降耗有著重要的促進(jìn)關(guān)系，不僅可在極大程度上提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益，還對電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有積極的促進(jìn)作用。除此之外，相關(guān)研究人員在進(jìn)行汽輪機(jī)節(jié)能降耗研究分析時，還提升了汽輪機(jī)的使用和維護(hù)水平，發(fā)揮了汽輪機(jī)的作用，提高了生產(chǎn)效益。

2 ?當(dāng)前電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗的可行性研究

2.1 經(jīng)濟(jì)效益層面的可行性研究

對電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗方面的研究分析，首先要考慮其經(jīng)濟(jì)效益問題。對汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造要將技術(shù)改造所需的資金投入和改造后的設(shè)備產(chǎn)出進(jìn)行綜合計算，也就是說要對成本支出與成本收益進(jìn)行匹配運(yùn)算，不光要考慮設(shè)備的節(jié)能，還要考慮經(jīng)濟(jì)的節(jié)能。經(jīng)過研究表明，采用新式汽輪機(jī)的投入成本要遠(yuǎn)高于技術(shù)改造后的汽輪機(jī)投入成本，經(jīng)過技術(shù)改造后的汽輪機(jī)在節(jié)能降耗方面同樣有著十分顯著的效果。因此，對汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能技術(shù)改造的經(jīng)濟(jì)可行性研究分析成立。

2.2 技術(shù)層面的可行性研究

對電廠汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能降耗技術(shù)改造的可行性分析，另一個重要的方面是技術(shù)層面的可行性研究分析。通過大量的研究結(jié)果表明，節(jié)能技術(shù)改造后的汽輪機(jī)，在汽輪機(jī)的冷端系統(tǒng)、熱力系統(tǒng)、本體汽封等各系統(tǒng)環(huán)節(jié)，都得到了技術(shù)層面的優(yōu)化，相關(guān)技術(shù)方面的節(jié)能改造，在很大程度上提升了汽輪機(jī)的安全穩(wěn)定性，使得整個機(jī)組的生產(chǎn)運(yùn)行更加經(jīng)濟(jì)。由此表明，對電廠汽輪機(jī)進(jìn)行技術(shù)改造，在技術(shù)方面的可行性成立。

通過上述對電廠汽輪機(jī)在經(jīng)濟(jì)層面與技術(shù)層面的研究分析表明，采用科學(xué)合理的措施對汽輪機(jī)進(jìn)行改造對其節(jié)能降耗是非常有幫助的，研究人員要結(jié)合汽輪機(jī)的影響因素進(jìn)行研究分析，以找到最佳的節(jié)能降耗措施。

3 ?影響電廠汽輪機(jī)實(shí)現(xiàn)有效節(jié)能減耗的主要因素

3.1 汽輪機(jī)組氣缸工作效率影響

電廠汽輪機(jī)主要是對氣缸內(nèi)部的流通部分與大氣間起到隔離作用，將蒸汽能轉(zhuǎn)換成有效的機(jī)械能，由于汽輪機(jī)制會在運(yùn)行時使得氣缸內(nèi)部溫度升高，溫度升高后，其熱量會輻射至外缸，此時夾層汽流會起到冷卻作用。而在機(jī)組啟動冷態(tài)時，夾層汽流又會起到加熱作用。因此，汽缸工作效率會對汽輪機(jī)消耗熱能情況產(chǎn)生直接影響。

3.2 水冷凝汽器問題

關(guān)于水冷凝汽器的問題主要涉及以下兩方面：首先是水冷凝汽器內(nèi)的冷卻水水質(zhì)較差。一旦冷卻水的水質(zhì)出現(xiàn)問題后，就會使得汽輪機(jī)在正常的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，凝氣管出現(xiàn)較為嚴(yán)重的結(jié)垢現(xiàn)象，如此一來，使得汽輪機(jī)的排氣換熱效果在原來的基礎(chǔ)上大幅度的降低，并使得九成以上的水分在汽輪機(jī)冷卻塔中蒸發(fā);然后是凝汽器的泄露問題導(dǎo)致的鍋爐內(nèi)部結(jié)垢，引發(fā)安全隱患問題。凝汽器一旦泄露以后，會使得冷卻水中混入大量的凝結(jié)水，若泄露現(xiàn)象較為嚴(yán)重時，會使得凝結(jié)水通過孔隙進(jìn)入鍋爐內(nèi)部，混合水分的進(jìn)入使得鍋爐內(nèi)部的水質(zhì)降低，長期下去引發(fā)了鍋爐內(nèi)部水分結(jié)垢現(xiàn)象，若時間久后，水冷壁在強(qiáng)腐蝕情況下會引發(fā)鼓包、爆炸等惡劣情況的發(fā)生。

3.3 運(yùn)行機(jī)組流通性問題

汽輪機(jī)的運(yùn)行機(jī)組對于生產(chǎn)過程中能耗問題來講，有著極為重要的意義。檢查汽輪機(jī)組的流通性，是進(jìn)行汽輪機(jī)能耗分析的關(guān)鍵點(diǎn)。在汽輪機(jī)的運(yùn)行設(shè)備中，其氣體的做功功率與運(yùn)行機(jī)組的流通性效果有著直接的影響關(guān)系，要想有效提升汽輪機(jī)氣缸內(nèi)部的做功效率，可在適當(dāng)?shù)那闆r下來增大氣缸內(nèi)部的氣流量和流通面積，從而降低汽輪機(jī)的能量損耗。

4 ?電廠汽輪機(jī)運(yùn)行節(jié)能降耗措施

4.1 保持汽輪機(jī)凝汽器最佳真空狀態(tài)

要使得汽輪機(jī)凝汽器內(nèi)部達(dá)到最佳的真空狀態(tài)，可以從以下幾點(diǎn)考慮：一是保證汽輪機(jī)組具有絕對的密封效果，保證凝汽器不會出現(xiàn)泄漏;二是要對汽輪機(jī)組進(jìn)行定期的設(shè)備檢查，對所出現(xiàn)的故障問題可采用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行及時解決;三是保證凝汽器內(nèi)的凝結(jié)水位始終處于穩(wěn)定位置;四是要定期清潔凝汽器內(nèi)部的水垢，防止水垢過多后影響保銅管的熱交換率。

4.2 對汽輪機(jī)給水溫度進(jìn)行控制

其中一項(xiàng)重要的節(jié)能降耗措施是嚴(yán)格控制汽輪機(jī)的給水溫度。鍋爐中水的溫度過低會使得鍋爐的燃煤損耗加大，進(jìn)而增加用電量，使得鍋爐的運(yùn)行效率降低，因此，將鍋爐內(nèi)水的溫度控制在一定的合理范圍內(nèi)十分關(guān)鍵。而鍋爐中水的溫度高低是由燃煤量和燒煤的速度決定的，因此關(guān)鍵是要控制對鍋爐的送煤量。除此之外，還要嚴(yán)格控制汽輪機(jī)組開啟和關(guān)閉時鍋爐內(nèi)水的溫度，全方位地保證汽輪機(jī)的運(yùn)行效率。可采取的措施包括：定期清潔高加熱系統(tǒng)內(nèi)部的水垢以及其他沉淀物，定期檢查管道的滲漏情況，加強(qiáng)對高加熱系統(tǒng)的使用維護(hù)。通過這幾方面的措施來提升供熱效率，降低熱損耗。

4.3 對汽輪機(jī)啟動和運(yùn)行以及停機(jī)的控制

汽輪機(jī)啟動耗能主要是由于在運(yùn)行前會通過較長時間的預(yù)熱，這就無形地增加了能源的消耗，因而通過先開旁壓的方法，讓該設(shè)備的壓力一直持續(xù)約2.9MPa，此后通過人工開啟真空破門的方式，讓汽輪機(jī)的真空最低不應(yīng)低于一55kPa。經(jīng)過增加蒸汽量的方式提高暖機(jī)的速度，減短啟動的時間，從而讓膨脹的差值得以控制。而在汽輪機(jī)的運(yùn)行過程中要想實(shí)現(xiàn)提升燃料效率的同時維持其鍋爐中的水循環(huán)，可以通過定、滑、定的方式促進(jìn)汽輪機(jī)運(yùn)行，使機(jī)組在負(fù)荷不夠穩(wěn)定的狀況下，能實(shí)現(xiàn)一次性的調(diào)頻需要，從而實(shí)現(xiàn)減低壓力損失的同時提升能源的利用效率。

4.4 汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化

電廠汽輪機(jī)一般選擇定-滑-定運(yùn)行方式，在保證設(shè)備運(yùn)行效的同時，降低運(yùn)行能耗，需要就運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化，如改變通流面積，在極低負(fù)荷狀態(tài)下，可以通過低水平定壓調(diào)節(jié)方法，來保證水泵軸臨界轉(zhuǎn)速、燃燒、水循環(huán)等作業(yè)的穩(wěn)定性。對于中間負(fù)荷，應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況來對負(fù)荷進(jìn)行調(diào)節(jié)，確保氣門開關(guān)可以處于滑壓運(yùn)行狀態(tài)。同時，應(yīng)減少加熱器端差，合理調(diào)節(jié)加熱器水位，以及在設(shè)備高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，適當(dāng)提高汽輪機(jī)主汽溫度與主汽壓力，來達(dá)到提高給水溫度與投入率的目的。當(dāng)?shù)退倥瘷C(jī)完畢后，在確定機(jī)組一切正常后，可以逐漸開大主氣門轉(zhuǎn)速，并保持40-80min后，對油位、油溫、油流、油壓等參數(shù)進(jìn)行檢查，并確定油泵運(yùn)行狀態(tài)，監(jiān)聽機(jī)組內(nèi)部是否存在摩擦等聲音，以此來依據(jù)來作為后續(xù)管理工作實(shí)施的依據(jù)。

4.5 改造汽輪機(jī)

對汽輪機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造是保障汽輪機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能降耗的重要途徑，在汽輪機(jī)組成部分中，凝汽器作為汽輪機(jī)構(gòu)成部分的核心環(huán)節(jié)，對提升汽輪機(jī)的運(yùn)行效率具有極為重要的作用，所以必須對汽輪機(jī)組進(jìn)行技術(shù)改造，可以從凝汽器真空、凝汽器節(jié)水過冷和凝汽器端差三個方面進(jìn)行汽輪機(jī)改造，降低汽輪機(jī)修建概率，縮短汽輪機(jī)停機(jī)時間，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。例如，可以啟動曲線擇優(yōu)選擇汽輪機(jī)參數(shù)。我國冷態(tài)啟動下，通常將主壓力維持在2.5-3.OMPa，最高溫度為400℃。由于啟動時間較長，增加了電廠用電量，影響了機(jī)組工作效率。隨著新技術(shù)的發(fā)展，啟動汽輪機(jī)時，完全可以利用手動操作方式提升汽輪機(jī)的真空度，減少發(fā)電成本。

5 ?結(jié)束語

綜上所述，汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗在電廠的降耗管理中的作用重大，要使得汽輪機(jī)節(jié)能降耗工作能夠順利實(shí)施，就要對其影響因素進(jìn)行研究分析，采取科學(xué)合理的解決措施，有效提升電場汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗。

參 考 文 獻(xiàn)

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