火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗措施

孫國儒

國能蚌埠發(fā)電有限公司 安徽 蚌埠 233411

引言

火力發(fā)電技術(shù)是指發(fā)電廠使用可燃物品燃燒產(chǎn)生的熱量來加熱鍋爐，再通過蒸汽傳遞的方式來為發(fā)電裝置提供動力，由此來源源不斷地為區(qū)域范圍內(nèi)的受眾群體提供充足的電能。很多地區(qū)目前都出現(xiàn)了市場上電能的需求量大于供應(yīng)量的問題，需要積極開展發(fā)電工作。而實(shí)際發(fā)電環(huán)節(jié)中使用頻率最高的技術(shù)方法就是火力發(fā)電法，該技術(shù)的核心要素是使用汽輪機(jī)提供動力。因此，發(fā)電廠在組織工作人員進(jìn)行發(fā)電管理工作時，通常會要求人才先學(xué)習(xí)設(shè)備運(yùn)作原理，以確保推動發(fā)電工作的穩(wěn)步開展。另外，新時期基于國家出臺了有關(guān)節(jié)能減排問題的政策，發(fā)電廠為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，也會積極結(jié)合火力發(fā)電工作的特征，采取必要的節(jié)能降耗措施。

1 火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行能源消耗量較大的原因

1.1 設(shè)備自身因素

安裝汽輪機(jī)可以為發(fā)電設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行提供動力支持，一個大型的發(fā)電廠通常會安裝多個不同型號的汽輪機(jī)及配套設(shè)施。當(dāng)這些設(shè)備同時啟動時，可能會產(chǎn)生較大的能源消耗量。這主要是因?yàn)槠啓C(jī)的運(yùn)作原理是將蒸汽轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來運(yùn)作，而蒸汽主要來源于鍋爐[1]，比較容易浪費(fèi)鍋爐燃料和水資源，其中常用燃料大多以煤炭資源為主，不僅會浪費(fèi)火力發(fā)電成本，還會增加節(jié)能降耗工作難度，誘發(fā)環(huán)境污染問題。另外，汽輪機(jī)自身運(yùn)行時零件的磨損、老化問題會導(dǎo)致能耗增高，上述情況都需要發(fā)電廠提高重視度。一般在具體推廣使用汽輪機(jī)時，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備自身可能存在的問題，正確選用適宜的汽輪機(jī)，避免受到設(shè)備自身因素的影響，進(jìn)而導(dǎo)致工作能耗量大、發(fā)電效果不理想。

1.2 人為管理因素

各個火力發(fā)電廠在規(guī)模擴(kuò)建的過程中，如果需要采購多臺汽輪機(jī)，安裝汽輪機(jī)組，需要著重做好對汽輪機(jī)的維修、保養(yǎng)工作。如果工作人員對這項(xiàng)工作的重視度不足，沒有做好設(shè)備進(jìn)場時的質(zhì)量檢查和常態(tài)化的運(yùn)行管理工作，可能會因?yàn)樵O(shè)備存在故障問題而導(dǎo)致能耗量增加，也會影響設(shè)備的運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。出現(xiàn)這個問題不僅與員工自身工作觀念、態(tài)度及能力有關(guān)，也與發(fā)電廠沒有規(guī)范有序地完善內(nèi)部管理機(jī)制有一定關(guān)系。當(dāng)日常工作缺乏制度的保障作用時，就無法有效約束員工的行為，需要發(fā)電廠重點(diǎn)研究解決問題的方法。

1.3 電力負(fù)荷因素

實(shí)際使用汽輪機(jī)設(shè)備時，可能還會出現(xiàn)負(fù)荷量過大的問題。以電力負(fù)荷為例，在發(fā)電廠開展電網(wǎng)構(gòu)建工作，擴(kuò)大電網(wǎng)的覆蓋面積時，如果技術(shù)水平不達(dá)標(biāo)，設(shè)計(jì)方案不合理，就容易出現(xiàn)電網(wǎng)中電流運(yùn)輸穩(wěn)定性差的問題。此時，就要求汽輪機(jī)在運(yùn)行時能夠適應(yīng)這種不穩(wěn)定的狀態(tài)，否則會導(dǎo)致汽輪機(jī)始終在做無用功，出現(xiàn)浪費(fèi)能源、發(fā)電及輸電效果不達(dá)標(biāo)的問題。基于此，發(fā)電廠應(yīng)要求技術(shù)人員科學(xué)調(diào)整汽輪機(jī)內(nèi)部參數(shù)，必要時可以更改汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)，但這項(xiàng)工作的操作難度較高，需要技術(shù)人員有相關(guān)理論知識和實(shí)踐操作經(jīng)驗(yàn)。另外，汽輪機(jī)設(shè)備在高負(fù)荷、長時間運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，也會出現(xiàn)功率降低的情況，影響節(jié)能降耗效果，是發(fā)電廠在推廣使用汽輪機(jī)的過程中應(yīng)當(dāng)解決的主要難題。

1.4 溫度及壓力因素

科學(xué)探究有關(guān)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的運(yùn)行問題時，應(yīng)著重從節(jié)能降耗的角度分析問題。實(shí)踐表明，汽輪機(jī)自身的溫度和壓力如果發(fā)生變化，則能源的消耗量就會有所提升。所以，需要發(fā)電廠安排工作人員專門監(jiān)控溫度和壓力變化情況，發(fā)現(xiàn)異常問題時能及時處理。但目前工作中出現(xiàn)的主要難題是：工作人員具體進(jìn)行溫度、壓力管理工作時存在滯后性的情況，無法第一時間發(fā)現(xiàn)問題，也就不能及時做好問題的分析和處理工作，導(dǎo)致工作效果不理想。一般來說，如果蒸汽供應(yīng)量不足，就會造成汽輪機(jī)溫度下降的情況。而且，環(huán)境溫度因素也會影響設(shè)備機(jī)身溫度。而溫度過低，就會出現(xiàn)電能產(chǎn)出率低的問題。另外，如果水壓強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還會直接影響蒸汽的實(shí)際流量及最終汽輪機(jī)的氣壓。

2 針對火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行情況給出內(nèi)部節(jié)能降耗措施

如果火力發(fā)電廠的汽輪機(jī)存在能源消耗量過大、經(jīng)濟(jì)成本支出量過多的問題，就要著重組建專業(yè)管理團(tuán)隊(duì)，專門根據(jù)常見問題給出相應(yīng)的節(jié)能降耗措施。基本工作思路如下。

2.1 監(jiān)測及管理凝汽機(jī)的狀態(tài)

在火力發(fā)電廠進(jìn)行汽輪機(jī)運(yùn)行情況的管理工作時，相關(guān)人員應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)測及管理凝汽機(jī)的狀態(tài)。該裝置是用于調(diào)控汽輪機(jī)組運(yùn)行安全性、控制火力發(fā)電成本的重要裝置，是汽輪機(jī)組中的基本組成結(jié)構(gòu)[2]。特點(diǎn)是屬于真空系統(tǒng)，要重點(diǎn)監(jiān)控真空度是否達(dá)標(biāo)。這就涉及進(jìn)行循環(huán)冷卻水溫度和凝汽機(jī)冷卻水管臟污情況的管理工作，注意設(shè)定合理的溫度變化范圍，一旦溫度異常升高，應(yīng)及時降溫。同時，要清洗水管，保證水管的清潔度達(dá)標(biāo)。在這個環(huán)節(jié)中，為了達(dá)到節(jié)能目標(biāo)，一般發(fā)電廠會選擇使用循環(huán)水，對水資源進(jìn)行循環(huán)再利用。并且，監(jiān)控工作的重心還要放在對凝汽機(jī)端差變化數(shù)據(jù)的管理工作上。由于這項(xiàng)工作任務(wù)量大，需要保證工作的及時性，很多發(fā)電廠目前都會嘗試推廣使用信息技術(shù)，安裝智能監(jiān)控設(shè)備，自動化收集凝汽機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，并設(shè)置相應(yīng)的程序，出現(xiàn)異常會直接推送提醒消息給管理人員。除此之外，應(yīng)在監(jiān)測及管理環(huán)節(jié)中，有序完成設(shè)備保養(yǎng)和維修工作，延長設(shè)備的使用壽命。關(guān)鍵要針對設(shè)備真空性進(jìn)行裝置密封狀態(tài)檢查，發(fā)現(xiàn)問題后要及時處理，以免增加能耗及安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.2 合理調(diào)整給水的溫度

針對火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的節(jié)能降耗管理要求，工作人員應(yīng)積極收集以往的工作經(jīng)驗(yàn)，編制具體的管理方案，將管理工作有效落到實(shí)處。以汽輪機(jī)需要使用蒸汽這一問題為例，在使用鍋爐為汽輪機(jī)供應(yīng)蒸汽時，要合理調(diào)控給水溫度。避免因?yàn)闇囟冗^低而影響燃料的充分燃燒，這會導(dǎo)致浪費(fèi)煤炭資源的情況。與此同時，工作人員還要科學(xué)控制在汽輪機(jī)啟動狀態(tài)和停止?fàn)顟B(tài)下，給水溫度的變化情況，關(guān)鍵要通過控制違規(guī)操，確保汽包水位的穩(wěn)定并且維持其處于正常水位狀態(tài)。最后，工作人員應(yīng)重點(diǎn)完成對給水管道漏點(diǎn)的檢查工作。如果需要焊接水室隔板，要提前設(shè)計(jì)工作計(jì)劃，計(jì)算相關(guān)參數(shù)信息，并結(jié)合工作案例，選出正確的焊接位置和焊接方法，避免因?yàn)榇嬖谶B接縫隙而導(dǎo)致漏水的情況。這些都是影響蒸汽加熱效果的決定性因素，也會直接決定節(jié)能降耗效果。基于此，通常發(fā)電廠會重點(diǎn)進(jìn)行加熱器自身質(zhì)量及功能運(yùn)行狀態(tài)的檢查，為調(diào)控溫度提供便利。

2.3 優(yōu)化制動節(jié)能管理方案

火力發(fā)電廠汽輪機(jī)的節(jié)能降耗措施有很多，選擇最佳的技術(shù)方法時，應(yīng)以對比分析的方式找到不同方法的應(yīng)用優(yōu)缺點(diǎn)。圍繞著發(fā)電廠內(nèi)部的汽輪機(jī)這一核心設(shè)施來看，節(jié)能降耗的側(cè)重點(diǎn)一般應(yīng)放在對制動功能的管理環(huán)節(jié)上。結(jié)合對資料結(jié)果的統(tǒng)計(jì)情況來分析，汽輪機(jī)在啟動和停止運(yùn)行時短時間的能耗量會增加，因?yàn)樾枰褂媚茉磥碇С秩藗兺瓿善啓C(jī)制動狀態(tài)的切換[3]。針對這個問題開展節(jié)能降耗管理工作時，應(yīng)做好對壓力值的調(diào)整工作，常規(guī)設(shè)備的壓力值可以控制在2.5~3MPa之間，切換制動狀態(tài)時，應(yīng)首選手動處理的方式，這是因?yàn)槿斯げ僮鞅茸詣踊僮鞲?jié)能。新時期，很多常用的汽輪機(jī)設(shè)備運(yùn)行模式是固定的，需要長時間不間斷的運(yùn)作，通常應(yīng)由技術(shù)人員進(jìn)行定壓調(diào)節(jié)，重點(diǎn)應(yīng)落實(shí)好對水循環(huán)的管理工作。此外，如果設(shè)備運(yùn)行時的負(fù)荷量異常，可以通過噴嘴來完成定壓調(diào)節(jié)任務(wù)。而實(shí)際落實(shí)停機(jī)處理操作時，應(yīng)推廣滑參數(shù)停機(jī)法，作用是可以在停機(jī)后仍然利用鍋爐的余溫繼續(xù)發(fā)電一段時間，最大化發(fā)揮能源的使用價(jià)值。據(jù)了解，在設(shè)備的運(yùn)行過程中還有一些基本原則需要遵守，包括規(guī)范性原則、安全性原則、適應(yīng)性原則等。達(dá)到這些管理目標(biāo)的關(guān)鍵在于完成對汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)的全方位、動態(tài)化監(jiān)管。這項(xiàng)工作有一定的操作難度，通常需要由專業(yè)人才來完成。因此，目前各個發(fā)電廠都在積極引進(jìn)創(chuàng)新型、全能型人才，組建高質(zhì)量人才隊(duì)伍。

3 針對火力發(fā)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行情況給出外部節(jié)能降耗措施

對汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能降耗管理工作時，可以將工作分成內(nèi)部節(jié)能和外部節(jié)能兩大環(huán)節(jié)。外部節(jié)能的操作要點(diǎn)主要包括以下幾個方面：

3.1 關(guān)注閥門的故障問題

如果決定進(jìn)行汽輪機(jī)的節(jié)能降耗管理工作，應(yīng)嘗試從外部環(huán)境因素、人為操作因素等非設(shè)備自身問題的角度展開分析。以閥門故障問題為例，要處理故障問題通常應(yīng)以預(yù)防性管理的方式為基礎(chǔ)。在發(fā)電廠安裝相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施時，應(yīng)就開展安全設(shè)計(jì)工作，確定閥門的安裝方法、安裝位置，給出安裝管理規(guī)定。比如，針對金屬材質(zhì)的閥門而言，為避免環(huán)境潮濕而引發(fā)銹蝕問題，造成材料浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失的情況，可以提前給出防潮、防腐蝕設(shè)計(jì)方案。同時，應(yīng)安排管理人員定期進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量管理工作。這個環(huán)節(jié)會涉及為員工合理分配工作任務(wù)，科學(xué)提高員工群體安全防范意識、責(zé)任意識的問題。關(guān)鍵應(yīng)要求員工在發(fā)現(xiàn)閥門故障后，能及時排查故障，找到故障的源頭，合理給出消除故障的方案，為解決節(jié)能降耗管理難題提供基礎(chǔ)支持及必要保障。

3.2 推廣使用節(jié)能改造技術(shù)

火力發(fā)電廠要想在汽輪機(jī)運(yùn)行過程中真正做到節(jié)能降耗，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，就要主動借鑒其他地區(qū)發(fā)電廠的工作思路，嘗試投入資金引進(jìn)新技術(shù)及設(shè)備。目前，很多技術(shù)人員大多都會在研發(fā)節(jié)能改造新方案時，選擇從汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)創(chuàng)意設(shè)計(jì)和功能優(yōu)化這兩個角度來分析問題。以汽輪機(jī)組關(guān)鍵裝置中的凝汽機(jī)為例，應(yīng)從動靜間隙的調(diào)整環(huán)節(jié)入手，提高蒸汽通過率。同時，還可以針對設(shè)備的冷端系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，一般要以提升系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性為核心。可以重點(diǎn)采取真空改造措施和系統(tǒng)過濾處理方案。真空改造的著力點(diǎn)是安裝真空泵，自動抽取空氣，減少真空系統(tǒng)的能耗量。而在探討如何優(yōu)化系統(tǒng)改造方案時，發(fā)電廠應(yīng)為人才提供互動交流的渠道。新時期，在現(xiàn)代化技術(shù)的支持下，人才之間可以進(jìn)行信息共享，實(shí)時分享工作經(jīng)驗(yàn)，共同鉆研有關(guān)汽輪機(jī)的節(jié)能降耗問題。

3.3 加大日常監(jiān)督管理力度

在外部節(jié)能降耗措施中，應(yīng)用效果最好的方法就是建立完善的管理機(jī)制。基本思路是針對常見的能源浪費(fèi)問題，給出相關(guān)的管理對策。這項(xiàng)工作通常要在發(fā)電廠內(nèi)部先選拔出一批具有管理意識、節(jié)能意識和專業(yè)管理能力的工作人員，并要完善組織結(jié)構(gòu)體系，將管理部門獨(dú)立于其他部門之外，避免管理人員在監(jiān)管人們的節(jié)能降耗行為時出現(xiàn)徇私現(xiàn)象，這會引發(fā)人們的負(fù)面情緒，影響工作人員參與汽輪機(jī)運(yùn)行管理工作的積極性[4]。正確的做法是：設(shè)置良性激勵機(jī)制，配合開展思想教育工作，引導(dǎo)員工意識到自身在這項(xiàng)工作中的重要作用，轉(zhuǎn)變員工的工作觀念。與此同時，應(yīng)采用細(xì)節(jié)管理法，從細(xì)節(jié)處入手，針對汽輪機(jī)在實(shí)際運(yùn)行時實(shí)際容易出現(xiàn)的問題給出相應(yīng)的防控對策。關(guān)鍵要滲透事前管理觀念，提前給出常見問題的應(yīng)急處理對策。還要給出具體的設(shè)備維修、保養(yǎng)管理方案，并動態(tài)化關(guān)注新汽輪機(jī)的研發(fā)情況，合理編制引進(jìn)新設(shè)備的計(jì)劃。基于日常監(jiān)管工作涉及范圍比較廣、工作難度大，管理人員應(yīng)與基層工作者之間建立互動交流渠道，讓基層員工在實(shí)際操作汽輪機(jī)時能將產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息及時傳遞給管理者，最終目的是將管理任務(wù)落到實(shí)處，真正為節(jié)能降耗工作的穩(wěn)步開展提供制度保障。

4 結(jié)束語

火力發(fā)電廠內(nèi)部的汽輪機(jī)數(shù)量比較多，型號各異，在集中、統(tǒng)一開展設(shè)備管理工作，管控設(shè)備運(yùn)行的能源消耗問題時，需要發(fā)電廠先建立日常監(jiān)督管理機(jī)制，為員工分配具體的管理任務(wù)，管控其工作態(tài)度及行為。同時，應(yīng)從汽輪機(jī)內(nèi)部構(gòu)件對能源的實(shí)際使用情況，嘗試安排設(shè)計(jì)人員來優(yōu)化汽輪機(jī)的造型結(jié)構(gòu)，豐富設(shè)備的功能。另外，還要提高創(chuàng)新意識，在工作中全面推廣使用節(jié)能改造新技術(shù)，關(guān)鍵要配套掌握現(xiàn)代化信息技術(shù)的操作方法，讓技術(shù)的使用價(jià)值能夠得到充分的發(fā)揮，最終順利解決汽輪機(jī)運(yùn)行階段的能耗問題，達(dá)到良好的節(jié)能降耗目標(biāo)。