關(guān)于電廠汽輪機節(jié)能降耗的優(yōu)化措施探討

大唐華銀株洲發(fā)電有限公司 湖南 株洲 412000

引言

電力是不可或缺的現(xiàn)代能源，對于現(xiàn)代人的生產(chǎn)生活，這具有極其重要的現(xiàn)實意義，它是現(xiàn)代人生產(chǎn)生活的基本保障。本文首先分析了電廠的發(fā)電方式，然后在此基礎(chǔ)上進一步探討了汽輪機高能耗的主要原因，最后從汽輪機給水溫度、凝汽器狀態(tài)、啟動、運行及停機等方面詳細(xì)論述了實現(xiàn)汽輪機運行節(jié)能降耗的主要策略，以期有效地推動中國電力工業(yè)的發(fā)展。

一、電廠汽輪機簡介

在能源結(jié)構(gòu)方面，我國以風(fēng)能、太陽能、熱能和核能為主，火電仍是我國電力的主要組成部分。但在實際運行中，火電能耗大，對環(huán)境污染相對比較嚴(yán)重。由于機組在實際運行中的獨特優(yōu)勢，這就使得汽輪機在電廠中得到了廣泛應(yīng)用。電廠汽輪機具有以下優(yōu)點；一是汽輪機在結(jié)構(gòu)上經(jīng)過改革和發(fā)展，經(jīng)過一個長期的發(fā)展過程；在工作過程中，熱能轉(zhuǎn)換效率大大提高。其次，由于電廠汽輪機是由蒸汽驅(qū)動的，因此整個汽輪機的使用壽命很長，而且理論上技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，運行可靠。最后，由于電廠汽輪機裝置結(jié)構(gòu)簡單，工作介質(zhì)在其使用過程中不會對裝置本身造成損害，因此在整個使用過程中不需要大量的維護。

二、透平運行能耗影響因素分析

1.汽輪機流量效率。對于水輪機的運行效率，主要考慮的是葉片結(jié)構(gòu)。現(xiàn)行的葉片型線是以前蘇聯(lián)為基礎(chǔ)的，其主要缺點是:熱性能較差，工作時葉片磨損大，長時間使用會降低工作效率。另外，長時間使用汽輪機，特別是低壓汽缸，會導(dǎo)致汽輪機表面粗糙，增大機組的流量損失和能耗。在汽輪機中，由于膨脹角不斷增大，低壓缸底容易分離，造成汽輪機葉片頂部磨損和空氣損失[1]。

2.汽輪機汽缸效率。汽缸效率，主要是指水輪機汽缸把其他形式的能量轉(zhuǎn)化為電能所產(chǎn)生的效率，影響圓筒效率的因素可以分為幾個方面。實踐證明，當(dāng)汽缸效率降低時，汽輪機的能耗將相應(yīng)增加，一般來說，汽輪機的能耗與汽缸效率成正比，隨著汽缸面積的增大，汽缸內(nèi)蒸汽流量增大，從而達(dá)到節(jié)能減排的目的。

三、節(jié)能降耗戰(zhàn)略

1.汽輪機給水溫度控制。爐內(nèi)水溫過低，將導(dǎo)致能耗和排煙量相應(yīng)增加，從而降低機組的效率。為了更好地保證機組的運行效率，需要對機組的水溫進行控制，以確保水溫符合有關(guān)規(guī)定，使機組安全運行。同時，電廠還應(yīng)定期清理機組，避免堵轉(zhuǎn)事故的發(fā)生。并且嚴(yán)格控制加熱器的水位，保證加熱器正常工作，保證設(shè)備的安全運行。本工藝要求對加熱管定期檢查，以確保其密封性能良好，并及時有效地解決問題。

2.汽輪機運行的優(yōu)化。目前，國內(nèi)在水輪機的應(yīng)用過程中，一般都是通過固定滑移和固定來實現(xiàn)具體操作。這種操作方式不僅可以有效地控制節(jié)流損失，而且還可以進一步適應(yīng)負(fù)荷的變化，實現(xiàn)機組的一次調(diào)頻。既能在一定程度上提高設(shè)備運行效率，又能在一定程度上降低設(shè)備運行能耗，保證設(shè)備運行方式的科學(xué)優(yōu)化。另外，通過在其他工況下的應(yīng)用，進一步保證了泵在低負(fù)荷情況下的穩(wěn)定運行，從而保證了泵在低負(fù)荷情況下的穩(wěn)定運行。當(dāng)處于負(fù)載范圍內(nèi)時，閥門在啟動和關(guān)閉時總是滑壓，并且有效控制加熱器端差，保證加熱器水位的合理調(diào)整。

3.汽輪機汽缸性能。常規(guī)梳式汽封在汽輪機組中占有很大比重。在設(shè)計系統(tǒng)與安裝過程中，存在設(shè)計系統(tǒng)不合理，雜質(zhì)含量過高，汽缸工作效率低下等問題。另外，由于安裝工藝和安全環(huán)境等原因，對密封間隙的調(diào)整過大，使得機組在運行過程中產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟效益，即實際耗熱量與標(biāo)準(zhǔn)值相差太大[2]。針對直接影響機組熱消耗的汽輪機缸體結(jié)構(gòu)，需對其進行節(jié)能改造，以提高運行效率。

四、發(fā)電廠汽輪機節(jié)能降耗優(yōu)化措施分析

1.改善經(jīng)營理念和經(jīng)營制度。科學(xué)、合理的系統(tǒng)是保證電廠有效運行的基礎(chǔ)。為了使電廠汽輪機節(jié)能降耗達(dá)到最佳效果，必須從改善管理觀念、完善管理制度入手，以保證節(jié)能措施的有效實施。各電廠應(yīng)根據(jù)機組運行的實際情況，綜合采取節(jié)能降耗措施，制定一套符合自身需要的管理制度，將其落實到每個崗位，使每個崗位的員工都能積極采取節(jié)能降耗措施。此外，電廠還應(yīng)重視對員工的培訓(xùn)教育，通過各種培訓(xùn)形式，全面加強對節(jié)能降耗理念的宣傳教育，進一步提高企業(yè)內(nèi)部員工節(jié)能降耗的意識，使之真正成為一種理念與行為。

2.汽輪機運行過程的優(yōu)化控制。在運行過程中，汽輪機實際預(yù)熱時間較預(yù)期預(yù)熱時間長，并網(wǎng)時間長，而蒸汽和水的熱損失過大，能耗過大，不僅影響經(jīng)濟性，而且對設(shè)備的使用壽命也有不利影響。針對這一問題，應(yīng)采取以下措施進行優(yōu)化:在滿足主風(fēng)壓要求的前提下，及時投入旁路系統(tǒng)，或根據(jù)需要開啟真空閥，控制冷凝真空。通過上述方案，可以顯著增加熱電廠的蒸汽量，提高運行效率，有效控制膨脹差，縮短并網(wǎng)時間，最終達(dá)到節(jié)能降耗的目的。對穩(wěn)定性不理想的機組，應(yīng)采取先定后滑的工藝，防止連續(xù)冷卻，從而大大減少熱損失，減少各種機械故障的發(fā)生。同時，還可在汽輪機上增設(shè)快冷裝置，充分發(fā)揮快冷裝置的作用，即啟動時加熱，停止運行時冷卻，以達(dá)到節(jié)能降耗的目的。另外，控制停爐過程也是節(jié)能的一項重要內(nèi)容，針對具體情況，設(shè)計相應(yīng)的停機時間，滑動模態(tài)參數(shù)模式能有效地利用余熱，并使系統(tǒng)溫度保持在合理范圍內(nèi)[3]。

3.優(yōu)化煙氣回收。全過程中，電廠汽輪機排出大量煙氣，加劇了溫室效應(yīng)，對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。蒸汽渦輪排放的煙氣有很多熱，如果能夠有效的回收，不僅可以減少煙氣的排放，還可以明顯的提高換熱效果，可謂一舉兩得。尤其電廠可在汽輪機上設(shè)置煙氣回收裝置，實現(xiàn)換熱器的熱回收，以提高鍋爐效率。此外，電廠還可優(yōu)化處理鍋爐尾部，擴大受熱面，增加換熱面積，進一步提高換熱效率，達(dá)到優(yōu)化減排的目的。

4.維持凝結(jié)真空的影響。凝結(jié)真空效應(yīng)能否保持，不僅關(guān)系到汽輪機的整體工作性能，而且影響到鍋爐燃料的質(zhì)量。為了有效地避免凝汽器真空效應(yīng)的降低，可采用下列方法對凝汽器進行優(yōu)化:控制裝置的緊密性；電廠應(yīng)定期維護冷凝器。故障發(fā)生后應(yīng)立即排除，確保機組穩(wěn)定運行，加強控制和優(yōu)化循環(huán)水質(zhì)。長時間使用后，銅管內(nèi)常有水垢，影響真空效果，因此有必要對水垢進行定期的維護和及時的清理。冷凝液位綜合控制機組在啟動時，需要長期保持水位。因操作問題，內(nèi)部冷區(qū)不足，造成真空下降，需及時處理，保持穩(wěn)定。目前循環(huán)水泵運行優(yōu)化階段，電廠主要采用多機組同種運行方式，提高了運行效率。但循環(huán)水系統(tǒng)仍按單元制運行，對系統(tǒng)整體效率影響較大。循環(huán)泵作為汽輪機能耗的最高環(huán)節(jié)，其優(yōu)劣直接關(guān)系到整個汽輪機組的能耗。為此，要求電廠高度重視循環(huán)水位的優(yōu)化運行，科學(xué)計算凝汽器相應(yīng)負(fù)荷，明確循環(huán)水量，全面優(yōu)化水泵運行方式，以達(dá)到降低水循環(huán)系統(tǒng)總能耗，提高機組運行效率的目的。

5.改進汽輪機的啟動。合理規(guī)劃設(shè)備啟動時間:如需充分的保護，則水輪機更加安全。為了達(dá)到較高的保證水平，設(shè)備啟動前必須對汽輪機進行全面的檢查。從運行機理和內(nèi)部結(jié)構(gòu)兩個方面有效地預(yù)測機組啟動，確保能提前發(fā)現(xiàn)影響機組啟動時間的各種因素。同時，為了進一步控制啟動時間，還需要對排水系統(tǒng)進行科學(xué)地管理。增加有效的冷卻水疏水點數(shù)，可以有效地縮短冷卻水加熱時間，從而有效地縮短汽輪機的啟動時間。此外，相關(guān)工作人員還應(yīng)對機組進行預(yù)熱，使機組的溫度達(dá)到一定的水平，有效控制加熱時間，以節(jié)省啟動時間。裝備聯(lián)網(wǎng)后，應(yīng)根據(jù)施工要求盡快接入負(fù)荷，保證合理排水。為了在機組啟動時有效地減少蒸汽和水的排放，更有效地利用凝結(jié)水和排水管是非常必要的。在此過程中，有關(guān)人員應(yīng)采取以下措施，通過施加高、低壓控制汽輪機壓力，人工減少凝結(jié)真空，以保證汽輪機壓力達(dá)到最大限度的運行要求，有效地提高預(yù)熱速度，以保證合理經(jīng)濟的使用效果，為汽水的有效回收利用提供依據(jù)。

五、結(jié)束語

伴隨著我們國家經(jīng)濟的不斷發(fā)展，現(xiàn)代人對電力的需求日益增長。為了使我國的電力需求達(dá)到最大程度，有關(guān)部門正在積極建設(shè)發(fā)電中心，為電力的充足供應(yīng)提供一定的保障。為了進一步闡明電廠汽輪機在運行過程中如何更有效地達(dá)到節(jié)能降耗的目的，本文對此進行了探討，希望能為電廠工作的進一步發(fā)展提供更加豐富的理論依據(jù)，以滿足國民經(jīng)濟建設(shè)的需要。