發電廠輔機設備節能技術探討

孫鵬濤

（華電新鄉發電有限公司，河南 新鄉 453635）

電力行業要全面響應國家的節能降耗號召，需要加強對發電廠輔機設備節能技術的運用，使輔機設備不斷提升運行效率，并同步節約能源消耗，充分提升發電廠的經濟效益與社會效益。在發電廠輔機設備節能技術改造期間，無論從技術層面還是從經濟層面看，都有突出的節能增效可行性，需要發電廠積極針對輔機設備運用多種節能技術，有效提升各輔機設備的節能減排能力，同步確保輔機設備運行更加可靠與安全，并通過實現節能減排目標推進發電廠保持低成本、高效益的運營。

1 發電廠輔機設備節能技術應用可行性

立足技術層面分析，目前我國發電廠輔機技術經過長期運行與發展已比較完善，有效地提升了熱效率，相關技術可以保證在節約能耗基礎上提升輔機設備能源轉化率，使輔機設備保持更高的節能減排能力。通過技術改造，可使輔機設備運行具有更高可靠性、安全性。綜合看來，在輔機設備中應用多種節能技術，具有充足、先進的技術支撐。立足經濟角度分析，在發電廠輔機設備節能技術持續創新期間，可科學、合理地評估技術創新后的成本收益，避免盲目追求技術創新，防止在改造后無法獲得良好的節能減排效果，所以在技術創新與改造期間，要注意滿足低成本、高效益指標。當前，很多發電廠改造輔機設備所投入的成本遠低于購置新設備，通過技術創新與改造，同樣可以有效控制輔機設備能耗。所以立足遠期層面來看，發電廠應用并創新輔機設備節能技術具備良好的經濟可行性。

2 發電廠輔機設備節能技術運用路徑

2.1 合理應用高壓變頻器

火電廠廠用電設備包含鍋爐送、增壓風機、引風機、循環水泵、給水泵、凝結水泵等多種用電量較大的輔機設備，同時還涉及一些小功率的廠用電設備。在輔機設備運行中，如果水泵、風機轉速保持小幅變動，基本不會使運行效率發生變化，而如果水泵與風機明顯降低轉速，此時，功率也會隨之減小，同時水泵及驅動風機相應電動機其電功率同樣也會降低，所以要實現水泵與風機的有效節能，就要關注應用調速調節方法。目前很多發電廠運用的調速調節方法主要體現在節流調節方式上，此方式會大量消耗電能。綜合對比下，需要關注在發電廠的風機調速中合理應用變頻調速。在異步電動機保持固定的極對數情況下，同時轉差率變化較小，此時，電源頻率和轉速基本為正比，所以如果能使電源頻率發生改變，就可使轉速改變，在此原理運用下，變頻調速就可將變頻器當作變頻電源，在對電源頻率進行改變基礎上達到轉速調節目標。發電廠在運用變頻調速系統過程中，主要控制策略就是對電壓頻率、電磁轉矩、磁通等相關參數進行配合控制，具體的控制方式包括非智能控制方式與智能控制方式，智能控制方式又包括恒壓頻比控制、矢量控制、轉差頻率控制等。

比如，發電廠鍋爐運行期間，引風機發揮著重要作用，而引風機電動機保持著固定轉速，所以風量調節方式比較單一，基本上只能通過調整風機擋板開度進行風量調節。在發電機保持較低負荷情況下，風機效率就會變低，而在小風量風機保持較小的擋板開度情況下，會保持較大的風壓波動和風道振動，影響鍋爐的穩定運行。而通過安裝變頻調速裝置，將會使特定負荷對應特定轉速，此時，電機不會一直保持恒定轉速，有助于節約用電量。另外，通過變頻調速裝置的有效控制，可實現擋板全開，充分提升鍋爐運行的穩定性。為此，可以著重對風機系統展開變頻調速改造。在變頻工作期間，主要通過PLC 進行數據采集、處理、過程控制以及變頻改變。風機運行中，會隨著負荷降低增加轉動速度，同時風機出口壓力同步上升，而在壓力上升信號被PLC 檢測到后，會控制變頻器調低風機轉速，向鍋爐進行恒壓小流量的送風運行。在負荷升高的時候，會因空氣能損耗使風機轉速降低，而轉速下降信號被PLC 檢測到后，會控制變頻器對風速大小進行調節，基于風機負荷，變頻器控制方案為一拖一，也就是一臺變頻器拖帶一臺風機電機，同時增設工頻旁路回路。

2.2 優化回熱加熱器

在發電廠整個機組運行期間，回熱加熱器相關部件會全程參與運行過程，而實際操作中，一旦回熱加熱器發生故障，就會發生加熱器切除問題。特別是加熱器的旁路門閥在未完全關緊情況下，很容易使加熱器內部發生滲漏問題，如果不能及時有效地處理滲漏問題，會給機組整體運行帶來嚴重影響。發電廠汽輪機組中涉及不同的抽氣壓力級別，并且壓力級別不同其功能也有所差異，在壓力越大情況下，會同步增加功能級別影響，回熱加熱器也會保持較低的抽氣壓力。因為汽輪機在長期運行期間，需要通過增加壓力而增強抽氣性能。如果回熱加熱器有端差存在，那么端差指標需要保持在規定范疇內，以此確保機組可以安全運行。若是回熱加熱器端差保持遞增狀態，會使出水溫度降低，減少自身抽氣量，那么回熱加熱器在壓力較高情況下會增加抽汽量。如果回熱加熱器其下端差存在遞增現象，那么所產生的影響和上端情況正好相反，所以為了讓回熱加熱器保持最佳運行狀態，避免能耗過大，就要采取一定措施，讓回熱加熱器端差可以始終保持在一定區間內。經實踐分析，可發現多種因素會使回熱加熱器發生端差大幅變化情況。比如，若是回熱加熱器的上端出現端差遞增情況，就會造成回熱傳熱面因為有結垢而使熱阻力上升，同時又會因為透氣側密封性不佳滲入部分空氣，另外，還會因為閥門故障造成巰水位偏高，在設備運行維護期間，工作人員要對各項影響因素進行認真檢查與排除，盡量保證回熱加熱器的端差變化幅度在一定范圍內，促使汽機輔機可以經濟、安全地運行。

2.3 優化給水泵運行方式

目前，發電廠的給水泵主要包含兩種，即定速水泵與變速水泵，在定速水泵運行中，主要通過鍋爐的調節水閥門進行調節，這種方式在實踐中會面臨一定缺陷，如機組保持低負荷運行期間，會使閥門節流損耗較大。而變速給水泵在運行期間，主要通過變速曲線與平移泵實現調節，相比定速水泵，變速水泵優勢諸多，尤其在水泵給水期間不需要閥門調節即可達到節流目的，特別在機組低負荷運行期間，可獲得更明顯的節能效果。針對給水泵進行優化運行技術改造，需要基于給水泵實際使用情況和給水泵最大余量等相關特征，在給水泵保持負荷運行情況下展開不同實驗，根據相關標準詳細分析給水泵的運行情況，最終明確通過哪種機器以及哪種運行方式可以使發電廠輔機設備保持更高效、節能的運行。通過綜合分析，在機組保持低負荷運行期間應優選單泵運行方式，與一臺主機一臺備用方式相比，單泵備用方式可有效節約運行成本，不過，給水泵無論處于停止或啟動狀態，都會使發電廠受到一定經濟損失，所以不能只基于機組運行的負荷變化確定給水泵運行方式，還需要操作人員對機組負荷的變化時間進行綜合考量，并結合給水泵具體容量明確電動機水泵的具體運行方式。

2.4 對汽水系統進行改造

發電廠在對輔機設備實現節能技術改造期間，要保持更高的溫水使用率，并使再熱蒸汽溫度、主汽溫度等和相關設計值盡量接近。另外，還要確保蒸汽壓力合理，促使蒸氣做功保持更高效能。汽水品質會對輔機設備節能降耗產生一定影響，如果汽水品質差，就會使輔機設備發生結垢現象，影響設備工作效率與安全運轉。所以，操作人員要積極通過技術措施提升汽水霧化效果，合理設計補水方式，以免凝結水中保持過多的溶氧，使汽輪機相關輔機設備保持更高的工作效率。

3 結語

對發電廠輔機設備加強節能技術改造，要著重對輔機設備節能減耗關鍵環節加強技術研究，在不會對設備正常運行產生影響的基礎上，有針對性地實現技術改造以及運行優化。同時，相關技術人員要進一步發揮技術創新以及管理潛能，長效推進輔機設備的節能技術改造工作，使發電廠全面推進節能增效工作。