汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗技術(shù)分析

錢白云

（國網(wǎng)新疆電力有限公司電力科學(xué)研究院，新疆 烏魯木齊 830000）

近幾年發(fā)展以來，汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)以及制造和安裝等方面的技術(shù)都得到了較好的發(fā)展，同時(shí)，還有效保障了機(jī)組經(jīng)濟(jì)性能的提高，在相關(guān)設(shè)計(jì)上采取優(yōu)化理論，有效建立了相關(guān)汽輪機(jī)計(jì)算基本數(shù)學(xué)模型，在汽輪機(jī)制造商采取綜合國外相關(guān)工藝制造設(shè)備以及先進(jìn)工藝推動(dòng)了汽輪機(jī)生產(chǎn)制造更上一個(gè)臺(tái)階，而在安裝階段，大部分汽輪機(jī)主要采取精心調(diào)整流通動(dòng)靜間隙部分，有效把握質(zhì)量，采取多方面措施來提高相關(guān)經(jīng)濟(jì)性能，使得在實(shí)際設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程中煤耗率得到了大幅下降。

1 汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)存能耗問題

1.1 汽輪機(jī)組能耗高

就目前相關(guān)企業(yè)內(nèi)部汽輪機(jī)的使用運(yùn)轉(zhuǎn)來說，過度的能量消耗是最嚴(yán)重的問題之一。眾所周知，汽輪機(jī)作為相關(guān)電力企業(yè)發(fā)展的主要能源設(shè)備之一，其能夠允許將電能、動(dòng)能和熱能進(jìn)行有效轉(zhuǎn)化成為電能。同時(shí)，在實(shí)踐過程中，汽輪機(jī)必須與其他設(shè)備一起使用才能夠進(jìn)一步將其功能完全發(fā)揮出來。正是因?yàn)檫@個(gè)原因，所有的汽輪機(jī)組裝置可能會(huì)消耗更多的能量。在影響機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的主要有汽輪機(jī)的效率、鍋爐的效率、電廠的耗電量、管道的效率。影響汽輪機(jī)效率的主要有三個(gè)方面：蒸汽參數(shù)、汽輪機(jī)本體汽缸的效率和軸封漏汽方面，在回?zé)嵯到y(tǒng)中，加熱器末端的差異和熱力系統(tǒng)泵送壓力的損失、運(yùn)行模式和參數(shù)都會(huì)具有一定的影響。影響鍋爐效率的主要因素有鍋爐內(nèi)煤的質(zhì)量、漏風(fēng)進(jìn)入煙囪主體和尾部、排煙溫度高、運(yùn)行參數(shù)的控制等。影響電廠用電率的主要是機(jī)組的充電率和運(yùn)行方式；對(duì)管道效率的影響主要是管道的絕緣。因此，為了解決蒸汽輪組能耗過高的問題，有必要充分了解與汽輪機(jī)一起工作的相關(guān)設(shè)備，并對(duì)設(shè)備運(yùn)行過程中存在的問題進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查。

1.2 空冷凝汽器問題

空冷凝汽器問題也是現(xiàn)階段汽輪機(jī)當(dāng)前運(yùn)行期間能量損失的主要因素之一。空冷凝汽器的問題主要有以下幾點(diǎn)：首先，空冷凝汽器在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)上可能會(huì)有大量灰塵的積聚，從而增加了設(shè)備的熱阻，影響了設(shè)備的傳熱功能，堵塞了通道。其次，當(dāng)空冷凝汽器處于負(fù)氣壓區(qū)時(shí)，空氣機(jī)會(huì)被空氣吸入阻斷。第三，空冷凝汽器產(chǎn)生的冷凝水的氧含量非常高，這影響了整個(gè)空冷凝汽器系統(tǒng)的傳熱效率。最后，在較冷的時(shí)候，空冷凝汽器受到不平衡流動(dòng)情況的影響，相關(guān)不平衡流量狀況將不可避免地導(dǎo)致蒸汽輪機(jī)的運(yùn)行效率降低。

1.3 高、低壓加熱器端差

加熱器作為相關(guān)供熱系統(tǒng)的重要設(shè)備之一，其主要對(duì)于相關(guān)供熱有著較重大的經(jīng)濟(jì)影響，同時(shí)，主要是由于相關(guān)加熱器端部不良影響所造成的。端差的存在和變化，雖然沒有直接和明顯的熱損失，但增加了熱交換的不可逆性，導(dǎo)致了額外的冷源損失，降低了機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。在運(yùn)行中，最終供水溫度可能會(huì)引起足夠的注意，但是，加熱器末端的尺寸差異對(duì)于許多操作者來說是不夠的。加熱器末端的溫差很大，供水溫度不一定很低，大多數(shù)發(fā)電廠都存在加熱器末端溫差大的問題。高壓加熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖1。

圖1 高壓加熱器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖

2 汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)節(jié)能降耗技術(shù)分析

2.1 加強(qiáng)管理運(yùn)行工作

對(duì)于相關(guān)汽輪機(jī)的運(yùn)行工作狀態(tài)，如果想在保證汽輪機(jī)正常運(yùn)行的基礎(chǔ)上降低相關(guān)汽輪機(jī)的能耗，就必須加強(qiáng)相關(guān)運(yùn)行過程管理。就目前情況而言，相關(guān)汽輪機(jī)可以采取 固定-滑動(dòng)-固定 的方法進(jìn)行管理，這意味著利用循環(huán)區(qū)的變化來協(xié)調(diào)汽輪機(jī)在高負(fù)荷區(qū)域的運(yùn)行。在負(fù)載較低的情況下，有必要使用較低的穩(wěn)定水平來調(diào)整整個(gè)設(shè)備。因此，在管理汽輪機(jī)時(shí)，有必要對(duì)汽輪機(jī)有詳細(xì)的了解，并根據(jù)這種了解來調(diào)整汽輪機(jī)的管理，以保證汽輪機(jī)的正常運(yùn)行，降低運(yùn)行過程中產(chǎn)生的能耗，從而達(dá)到節(jié)能降耗的目的。與此同時(shí)，需要詳細(xì)的規(guī)章制度來確保工作人員正常工作，這也可以提高汽輪機(jī)的安全性和穩(wěn)定性，并保障工作人員的生命安全。

2.2 加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)的控制

加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)的控制對(duì)解決目前汽輪機(jī)運(yùn)行過程中高能耗的問題具有積極的作用。在汽輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行過程中，水溫以及相關(guān)燃料數(shù)量具有十分密切的聯(lián)系。如果水溫太低，那么，相對(duì)應(yīng)的燃料就必須及時(shí)增加，這就在很大程度上導(dǎo)致實(shí)際成本增加，同時(shí)導(dǎo)致相關(guān)煙霧量增加造成極其嚴(yán)重的生態(tài)環(huán)境污染。因此，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)的控制是很重要的，包括實(shí)際給水溫和熱水器水溫。通過這種方式有效保障汽輪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，降低成本和資源浪費(fèi)。

2.3 降低冷卻水溫度增加有效換熱面積

要想有效解決在相關(guān)汽輪機(jī)運(yùn)行期間存在的節(jié)能問題，首先，要降低冷卻水的溫度。實(shí)際上，一般具有兩種水循環(huán)系統(tǒng)主要用于電力企業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)過程:開式循環(huán)系統(tǒng)和閉式循環(huán)系統(tǒng)。從實(shí)際應(yīng)用的角度來看，開式循環(huán)系統(tǒng)中的冷卻水極易受到外部影響，而閉式循環(huán)系統(tǒng)不僅對(duì)外部因素引起的變化非常敏感，而且對(duì)運(yùn)行設(shè)備也非常敏感。因此，要解決水循環(huán)系統(tǒng)中的問題，除了使用相關(guān)的藥物解決冷卻水問題外，還需要專業(yè)人員對(duì)水循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行日常檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的潛在問題并采取有效措施解決。因此，在生產(chǎn)過程中，有必要進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)冷卻水的檢查，進(jìn)行定期檢查和通報(bào)，遇到問題時(shí)與有關(guān)人員聯(lián)系，以便更好地避免更嚴(yán)重的問題，提高企業(yè)的生產(chǎn)率和生產(chǎn)質(zhì)量，為人民群眾提供更好的電力服務(wù)，減少汽輪機(jī)缺電的問題。

在空冷凝汽器效率提高措施上，不僅僅可以通過降低冷卻水溫度來實(shí)現(xiàn)，同時(shí)，還能夠通過有效增大換熱面積降溫來提高效率，在夏季，往往或遇到采取雙拍管換熱也不能夠帶滿符合的情況發(fā)生，這時(shí)，可以采取增加換熱面積的方式來有效降低機(jī)組背壓，如圖2所示，在實(shí)際的空冷凝汽器機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況選取相對(duì)適應(yīng)的空冷凝汽器提效措施，才能夠達(dá)到優(yōu)化機(jī)組工作效率，達(dá)到順應(yīng)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃重點(diǎn)節(jié)能降耗的目的。

圖2 某空冷凝汽器增加換熱面積改造案例圖

2.4 過熱器減溫水流量改造

來自加熱器的溫水用于降低高溫下進(jìn)入加熱器的蒸汽溫度，從而達(dá)到有效保護(hù)高溫下的加熱器，同時(shí)，調(diào)節(jié)相關(guān)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽溫度，保持一定的主蒸汽溫度，以確保相關(guān)機(jī)組的安全。當(dāng)對(duì)熱交換器進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先，就需要保障熱交換器的設(shè)計(jì)表面比實(shí)際所需的表面大，以確保主蒸汽溫度不超過該溫度，在機(jī)組正常運(yùn)行期間，來自熱交換器的熱水通常會(huì)以連續(xù)進(jìn)入的方式進(jìn)入，因此，使用溫水能夠有效降低機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，確保機(jī)組的安全運(yùn)行，讓冷卻水有效控制蒸汽溫度，并減少冷卻水對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響。根據(jù)溫水的來源，它可以分為兩種方式繞過動(dòng)力泵出口和最大加熱器。第一種方法不通過高壓加熱器傳輸引水部分，減少了蒸汽的回?zé)岜盟停档土嘶責(zé)岢潭?，因此，降低了?jīng)濟(jì)性；第二種方法不影響熱力循環(huán)，如果忽略鍋爐內(nèi)部的微小變化，不會(huì)影響機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。