火電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗措施分析

周浩然

摘要：當(dāng)前社會發(fā)展形勢下，能源緊缺問題越來越嚴(yán)重，制約了社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。在電廠中，汽輪機(jī)作為一種能耗設(shè)備，伴隨著電廠數(shù)量的增加，汽輪機(jī)的使用也越來越普遍。然而汽輪機(jī)的使用會加劇能源的消耗，進(jìn)而影響到電廠的綜合效益。為了更好地促進(jìn)我國社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，在電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中，就必須做好節(jié)能降耗工作，提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，降低能源的消耗。

關(guān)鍵詞：火電廠;汽輪機(jī);節(jié)能降耗

1電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗的意義

電廠汽輪機(jī)作為一種能源轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)能、電能，同時，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機(jī)熱載體。通過燃燒燃料，鍋爐產(chǎn)生蒸汽，然后通過管道流向汽輪機(jī)，驅(qū)動汽輪機(jī)帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。然而在鍋爐汽輪機(jī)運(yùn)作的過程中，受多種因素的影響，會使得能源的消耗不斷增加。同時，汽輪機(jī)會排放大量的廢棄物，對環(huán)境造成威脅。近年來，我國能源消耗不斷加劇，環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，嚴(yán)重制約了我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。為此，發(fā)展節(jié)能環(huán)保經(jīng)濟(jì)已經(jīng)迫在眉睫了。隨著可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，對發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)、節(jié)能經(jīng)濟(jì)、環(huán)保經(jīng)濟(jì)的號召越來越響亮，為了推動我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，在電廠汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，加大汽輪機(jī)的節(jié)能降耗改造有著重大意義。在電廠汽輪機(jī)運(yùn)行過程中，提倡節(jié)能降耗，減少環(huán)境污染，提高能源的利用率，降低能耗，進(jìn)而為我國社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供保障。

2 火電廠汽輪機(jī)能量損失的影響因素

2.1 設(shè)備的影響

汽缸是汽輪機(jī)中非常重要的組成部分，它的作用是隔開空氣與汽輪機(jī)的通流部分，以保證蒸汽能在汽輪機(jī)內(nèi)做功。保證氣缸的高效、合理運(yùn)行是減少汽輪機(jī)能量損耗的有效措施。但從我國的電廠生產(chǎn)運(yùn)營看，我國自行生產(chǎn)的設(shè)備都存在一定的不足，汽缸也不例外，國內(nèi)汽輪機(jī)機(jī)組的缸效率實(shí)際值低于設(shè)計(jì)值，與國際水平相比還有較大的差距，而缸效率的降低在各個工況下都有可能導(dǎo)致汽輪機(jī)整體的能量消耗加大。

2.2 溫度、壓力的影響

溫度值、氣壓值與汽輪機(jī)的工作效率有著直接的關(guān)系。空氣吹入比例高或噴水量過大時，如果汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的燃料供應(yīng)不足、溫度達(dá)不到要求，則會使加熱器中出現(xiàn)嚴(yán)重的積垢現(xiàn)象，進(jìn)而增加汽輪機(jī)機(jī)組的能耗、降低工作效率;當(dāng)水力壓強(qiáng)不足、燃燒不充分時，會使主要蒸汽的流量值增加，引起機(jī)組蒸汽氣壓降低，進(jìn)而影響機(jī)組的工作效率。

2.3 電力負(fù)荷的影響

由于在我國電網(wǎng)工作中電力負(fù)荷的變化幅度較大，經(jīng)常出現(xiàn)較大的峰谷變化，所以，汽輪機(jī)只能通過反復(fù)地調(diào)整來適應(yīng)電力負(fù)荷的大幅度變化，這樣無疑會加大汽輪機(jī)不必要的能量損耗。

3 汽輪機(jī)節(jié)能降耗的可行性分析

3.1 經(jīng)濟(jì)層面

在對汽輪機(jī)采取節(jié)能降耗措施時，無論是引進(jìn)新設(shè)備，還是改進(jìn)技術(shù)，都應(yīng)計(jì)算投入產(chǎn)出比，看看是否適宜，不能為了節(jié)能為節(jié)能，反而加大成本。根據(jù)當(dāng)前國內(nèi)外的經(jīng)驗(yàn)可以看出改進(jìn)現(xiàn)有汽輪機(jī)技術(shù)的成本遠(yuǎn)小于引進(jìn)新設(shè)備、新技術(shù)的成本，并且改造汽輪機(jī)之后，可以大幅度降低能耗，從而降低電廠的成本，達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)效益的目的。所以，對汽輪機(jī)采取節(jié)能降耗措施在經(jīng)濟(jì)層面是可行的。

3.2 技術(shù)層面

對于汽輪機(jī)技術(shù)的研究和改進(jìn)工作我國很早之前就開展了，經(jīng)過多年的檢驗(yàn)和發(fā)展，改進(jìn)技術(shù)已經(jīng)較為成熟。通過實(shí)地檢驗(yàn)證明，在對汽輪機(jī)進(jìn)行改造后，很大程度上提高了汽輪機(jī)的能源轉(zhuǎn)化率和熱效率，并且也大幅度改善了可靠性和安全性，所以，從技術(shù)層面來講，汽輪機(jī)的節(jié)能降耗是可行的。

4 有效降低汽輪機(jī)運(yùn)行耗損的具體措施分析

4.1 保障良好的工作環(huán)境

汽輪機(jī)裝置中最重要的設(shè)備之一是凝器設(shè)備，因而，凝器設(shè)備的質(zhì)量和運(yùn)行狀況可對汽輪機(jī)的工作效率造成直接影響。凝汽設(shè)備在汽輪機(jī)組的熱力循環(huán)中起到一定的冷凝作用。因凝汽設(shè)備在正常的工作時，可保持一定的真空程度，并且真空度和機(jī)組的功能呈正相關(guān)。鑒于此而言，對汽輪機(jī)排次的壓力和溫度進(jìn)行降低可提高熱循環(huán)效率。基于此，可采取必要的手段保障凝汽器工作時的真空度。具體而言，真空度應(yīng)當(dāng)采用的具體方法為：保障機(jī)組的密封性能、注意對水環(huán)式真空泵進(jìn)行保養(yǎng)和維護(hù)、加強(qiáng)對管道進(jìn)行檢測、保持凝汽設(shè)備內(nèi)的水位穩(wěn)定。可以說，達(dá)到這些工作環(huán)境，能夠在一定程度上降低汽輪機(jī)運(yùn)行的耗能。

4.2 適當(dāng)提高給水溫度

鍋爐燃燒的消耗情況對給水溫度產(chǎn)生影響。當(dāng)溫度降低到一定程度時會增添煤炭消耗，這不僅降低鍋爐的生產(chǎn)效率，還會產(chǎn)生大量的煙霧，對空氣環(huán)境造成一定污染。基于此，為解決該問題，可以適當(dāng)?shù)靥岣呓o水溫度。具體而言，保障高加投入率，當(dāng)汽輪機(jī)組啟動和滑停時，可對水溫進(jìn)行控制，并且啟停中，可解列或投入高壓加熱器，當(dāng)出現(xiàn)違規(guī)操作時，需要及時制止。同時，定期對管道內(nèi)部進(jìn)行清理，降低污垢位置的熱應(yīng)力和溫差應(yīng)力。此外，保持一定的水位，防止檢漏情況。因此，運(yùn)行過程中需要保持良好地水位，當(dāng)機(jī)組進(jìn)行檢修時，可對熱氣進(jìn)行適當(dāng)檢查。

4.3 對汽輪機(jī)的啟停過程進(jìn)行優(yōu)化

汽輪機(jī)的啟停過程類似于汽車的啟動和停止，一般而言，會消耗較多柴油，并且啟停會在一定程度上增加能量的耗損。基于此而言，對汽輪機(jī)啟停過程進(jìn)行優(yōu)化顯得極為必要。啟動時應(yīng)按照相關(guān)規(guī)范，對汽輪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控。一旦發(fā)現(xiàn)異常，則應(yīng)立即采取措施，比如主汽門的壓力和凝汽器的真空度高于汽輪機(jī)冷態(tài)時的沖轉(zhuǎn)參數(shù)，這主要是因暖管時間過長造成的，這種情況會大大增加汽輪機(jī)的啟動電耗，進(jìn)而導(dǎo)致能量浪費(fèi)。此時，可以在啟動時采用開高低旁的方法降低主汽門蒸汽的壓強(qiáng)，同時，采用開啟真空破壞門的方法降低凝汽器的真空度。對于汽輪機(jī)運(yùn)行過程中的優(yōu)化，一般采用“定-滑-定”的調(diào)節(jié)方式，即在低負(fù)荷工況時，為了保證汽輪機(jī)機(jī)組的正常運(yùn)行，采用定壓調(diào)節(jié)的方法;高負(fù)荷工況時，采用調(diào)節(jié)噴嘴的方式，通過改變通流面積的方法保持汽輪機(jī)的高效率運(yùn)行;當(dāng)汽輪機(jī)處于高、低負(fù)荷之間時，采用滑壓運(yùn)行的方式，通過對鍋爐壓力的調(diào)節(jié)調(diào)整負(fù)荷。當(dāng)對汽輪機(jī)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)汽量逐漸降低至0。此時，汽輪機(jī)的主汽門關(guān)閉，汽缸等各零部件逐漸冷卻。根據(jù)進(jìn)汽參數(shù)的不同，可將汽輪機(jī)的停機(jī)過程分為滑參數(shù)停機(jī)和額定參數(shù)停機(jī)。為了優(yōu)化汽輪機(jī)的停機(jī)過程，可選用滑參數(shù)停機(jī)的方式。這種方法可充分利用鍋爐機(jī)組的余熱發(fā)電，避免了熱量的浪費(fèi)，同時，還可以有效降低汽輪機(jī)各部件的溫度，有利于設(shè)備安全。

4.4 維持汽輪機(jī)較好的真空度

汽輪機(jī)如果想保持高效率的運(yùn)行，則需要有很高的真空度，所以若想降低電廠的運(yùn)行成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，則需保證汽輪機(jī)組能在真空度良好的情況下進(jìn)行工作。因?yàn)樾枰诟哓?fù)荷狀態(tài)、系統(tǒng)不泄露的情況下才能關(guān)停第二臺真空泵，所以如果要保證汽輪機(jī)組有較好的真空度，則要保證掌握第二臺真空泵和循環(huán)水泵的精確啟動時間。在低負(fù)荷狀態(tài)、真實(shí)系統(tǒng)泄露時及時開啟第二臺真空泵，從而通過這個操作可以增加汽輪機(jī)工作的真空度。

5 結(jié)束語

通過熱工優(yōu)化控制系統(tǒng)，可以提高燃煤效率和發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率，降低發(fā)電機(jī)耗煤量。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、信息技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)，極大地促進(jìn)了電力系統(tǒng)向自動化、智能化方向發(fā)展。將現(xiàn)代化技術(shù)手段應(yīng)用于火電廠運(yùn)行和管理過程，極大地提高了電廠發(fā)電效率和發(fā)電質(zhì)量，從而更好地實(shí)現(xiàn)了火電廠節(jié)能減排的目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 梁景源.火電廠熱工自動控制系統(tǒng)優(yōu)化策略[J].中國科技投資，2017，（19）：131-132.

[2]張秋生.熱工優(yōu)化控制在火電廠節(jié)能中的應(yīng)用效果研究[J].中國電力，2016，（6）：6-9.

[3]黃前飛.熱工優(yōu)化控制在火電廠節(jié)能中的應(yīng)用效果分析[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2017，（5）：79-81.