提高300MW汽輪發電機組經濟性的措施探討

吳濤

摘 要：安全生產、降低煤耗是熱力發電廠生產經營的主要內容。本文分析探討了影響300MW汽輪機組經濟性的因素和提高機組經濟性的措施，并結合實際論述了節能管理技術、節能改造技術和運行調整技術。

關鍵詞：300MW；汽輪機組；經濟性；措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.191

我國已是世界電力生產第二大國，但單位GDP能耗卻高于世界平均水平，能源浪費和環境污染問題日益嚴峻。要貫徹國家“把節約資源作為基本國策”的方針，電力工業是節能減排的重點行業。300MW汽輪發電機組作為目前我國主力發電機組之一，有著極大的節能潛力可挖掘。需要調動各方面生產人員積極性，通過節能降耗減排，促進資源集約利用，保護綠水青山，改善人民生活質量。

1 提高汽輪發電機組經濟性的節能管理措施

（1）設置經濟運行管理機構（崗位），制定相關管理制度，推進發電機組經濟運行制度化、專業化、日常化。

（2）開展培訓，不斷提高工作人員的節能意識和執行節能技術措施的能力。

（3）建立生產數據實時監測系統，實現機組優化運行。機組優化運行是對發電廠進行節能管理的模式，以單元機組為對象，以降低供電煤耗為目標，通過對機組運行數據分析、診斷和耗差分析計算，指導運行人員優化調整，以提高機組效率，降低機組煤耗。

（4）開展機組經濟運行競賽。利用生產實時監測系統數據，建立以機組供電煤耗為核心的評價指標體系，開展生產運行班組節能競賽并獎優罰劣；同時，對生產中積極促進/違反節能生產的行為進行獎懲。

（5）積極對標行業內同類型機組先進經濟指標，尋找差距，積極探索改進措施；鼓勵生產技術人員開展節能創新和運行方式優化，不斷提高機組運行經濟性。

2 提高汽輪發電機組經濟性的節能改造措施

（1）汽輪機通流改造。解決早期國產引進型機組裝備落后，運行經濟性差的問題。國產引進型300MW機組高、中壓汽缸效率低、汽封漏汽量大，通過更換具有先進通流特性的隔板、轉子等通流部件，采用新型布萊登汽封，僅僅保留起支撐作用的外缸，使高壓缸內效率達到89%，中壓缸內效率達到90%，提高了機組經濟性。

（2）應用電動機調速節電技術。泵與風機是火電廠的重要輔機，其種類和數量多，耗電量大。提高泵與風機的運行效率，主要途徑是采用適當的調速技術。發電廠目前常用的調速節電技術有變頻調速、變極調速、永磁傳動調速等。

大中型異步電動機采用變極調速時一般采用雙速異步電動機，我廠循環水泵電機改造為單繞組雙速電動機后，高/低轉速為：425r/min/370r/min，電機功率變為2300KW/1650KW，采用低速運行時電機電流從230A降低至160A，能耗下降31%。

變頻調速方式，轉速能平滑地連續改變，容易實現調節自動化，節能效果好。我廠對凝結水泵加裝變頻器，經測試，300MW負荷下凝泵電流從原92A降低至50.5A，150MW負荷下凝泵電流從原75A降低至19A。可見采用高壓變頻器調速，可以大大降低凝結水泵電流，在低負荷下節電效果更加明顯。

永磁傳動器是以永磁材料和導體盤為傳扭元件，通過磁力與感應磁場耦合技術傳遞扭矩，可調節氣隙改變轉速。我廠對6kV閉式冷卻水泵加裝永磁調速裝置，300MW工況下，閉式泵電機電流從28A下降至18A，節電明顯。

（3）疏水、回熱系統改造。國產引進型300MW機組疏水系統設計冗余大，閥門多。由于疏水閥前后差壓大，機組啟停后閥門易出現內漏。這部分漏入的蒸汽使凝汽器熱負荷增加，機組真空下降，熱耗上升。通過改造疏水系統，優化連接方式，大大減少內漏。

開發利用鍋爐排煙余熱，提高回熱運行效能。鍋爐排煙溫度可達120～150℃，在電除塵入口增設一組低溫省煤器，將#7、#8低壓加熱器出口的凝結水引至低溫省煤器吸收鍋爐排煙余熱，溫度升高約20℃，再回到凝結水系統#6低壓加熱器，既降低鍋爐排煙溫度，排擠的蒸汽又增加作功，提高了機組經濟性。

（4）發展熱電聯產。凝汽式火電廠約60%的熱量通過凝汽器損失掉，發電效率一般只有40%左右，如果在發電的同時供熱，實行熱電聯產，可以減少冷源損失，提高熱效率。

3 提高汽輪發電機組經濟性的運行調整

（1）優化分配機組負荷，使全廠發電煤耗最優。對于300MW機組，參與電力系統調峰時，可通過機組間負荷分配，使全廠發電煤耗最優。對公司4臺300MW機組進行煤耗率數據統計，發現近期投產的機組發電煤耗率低于前期投產的機組；每臺機組的發電煤耗率隨著負荷的升高而降低，這就決定了并列機組間采用負荷最優分配策略，使全廠發電煤耗最優。

（2）優化及效果分析。以各機組煤耗率特性為基礎，經優化計算可以求出全廠總負荷在各機組間最優分配方案：升負荷時應優先升煤耗率較低的，然后升煤耗率較大的。降負荷時則與之相反。采用最優負荷分配策略比平均分配負荷時煤耗率低。

（3）提高機組真空值。對300MW純凝機組，真空每提高0.1kPa，可節約0.3g標準煤。應通過試驗，確定各負荷下最佳真空值和循環水泵組合及聯絡運行方式。對開式循環水系統，由于泥沙和生物質沉積，增大了凝汽器鈦管傳熱阻力，減少了冷卻水通流面積，增大了凝汽器端差。應適時開展凝汽器反沖洗，提高鈦管換熱面清潔度，提高換熱效率。定期開展真空嚴密性試驗，300MW機組真空嚴密性試驗值應<130Pa/min，對嚴密性不合格機組開展排查治理。

（4）開展啟、停機經濟運行方式創新。在機組啟動階段，利用凝汽器熱井中積存的凝結水沖洗凝結水管道、除氧器和鍋爐管道，避免白白排往地溝，節約制水成本。用輔助蒸汽預熱給水，加快鍋爐點火后起壓速度，縮短機組總啟動時間，降低啟動階段能耗。

鍋爐啟動投用電動給水泵時，需運行約12小時才能切換至汽動給水泵，電動給水泵功率高，耗電量大。采用輔助蒸汽沖轉汽動給水泵向鍋爐上水，單臺汽泵即可維持開機，完全不需啟動電動給水泵，節約了廠用電。

制定輔機停運指導卡，停機后及時停止循環水泵、凝結水泵、鍋爐風機等大功率設備。

綜上所述，通過提高節能意識，加大節能教育和培訓力度，加快節電技術推廣應用和熱電聯產，優化設備運行方式，能夠有效提高汽輪發電機組運行經濟性。

參考文獻：

[1]閆水保.電站熱力系統節能原理與方法[M].中國電力出版社，

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[2]李青，公維平.火力發電廠節能和指標管理技術[M].中國電力出版社，2009.