鄭宏偉　李煒

摘要：汽輪機(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性關(guān)系到全廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，在汽輪機(jī)運(yùn)行時進(jìn)行有效的節(jié)能降耗改造，必然會獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。文章首先對節(jié)能降耗運(yùn)行的可行性進(jìn)行了分析，接著從提高電廠汽輪機(jī)的真空度、控制汽輪機(jī)給水的溫度、加強(qiáng)汽輪機(jī)的運(yùn)行管理、維持汽輪機(jī)凝汽器最佳真空等方面就電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：電廠；汽輪機(jī)；運(yùn)行管理；節(jié)能降耗；給水溫度；凝汽器 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TM621 文章編號：1009-2374（2016）09-0078-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.09.037

1 概述

隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電廠之間的競爭也日趨白熱化。當(dāng)前，國家提出節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)，走可持續(xù)發(fā)展道路。電廠作為高耗能企業(yè)，進(jìn)行節(jié)能降耗工作勢在必行。在電廠節(jié)能減排過程中，汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗是其中的關(guān)鍵，基于此，本文對電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗問題開展了深入的研究。

2 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行節(jié)能降耗可行性分析

2.1 經(jīng)濟(jì)層面

因?yàn)殡姀S是具有盈利性目的的企業(yè)單位，在對電廠汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造工作之前，要注意對比改造成本和節(jié)能的收益。應(yīng)追求投入與產(chǎn)出相符的效果，否則如果為了節(jié)能而節(jié)能，必然影響電廠的經(jīng)濟(jì)效益。就現(xiàn)有機(jī)組的改造情況看，對老舊機(jī)組進(jìn)行新技術(shù)的改造，節(jié)能效果會大大提高，產(chǎn)生的節(jié)能效益也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于改造成本，能夠促進(jìn)電廠經(jīng)濟(jì)效益提高。因此，電廠汽輪機(jī)的節(jié)能降耗運(yùn)行是可行的，是能夠取得成功的。

2.2 技術(shù)層面

我們國家對汽輪機(jī)的技術(shù)改造工作已經(jīng)有了幾十年歷史，技術(shù)經(jīng)驗(yàn)豐富。大量改造成果表明，對汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能改造后，包括本體汽封改造、調(diào)節(jié)級噴嘴改造、冷端系統(tǒng)優(yōu)化、熱力系統(tǒng)優(yōu)化、閥門特性優(yōu)化、定滑定曲線優(yōu)化等。這些改造不僅提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，同時也會改善汽輪機(jī)的可靠性和運(yùn)行安全性，因此電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗運(yùn)行在技術(shù)上是可行的。

通過以上分析可見，通過對汽輪機(jī)組進(jìn)行評估，分析各種條件，找到節(jié)能降耗的關(guān)鍵點(diǎn)，并對其進(jìn)行合理的節(jié)能降耗改造，是非常有利的。下面我們就節(jié)能降耗改造的具體實(shí)施工作進(jìn)行探討。

3 電廠汽輪機(jī)運(yùn)行節(jié)能降耗的具體措施

3.1 對汽輪機(jī)給水溫度進(jìn)行控制

我們知道鍋爐中水的溫度是由燃料量多少以及燃燒充分度決定的。水溫較低時，鍋爐單位耗煤量以及用電量加大，會降低鍋爐運(yùn)行效率。在汽輪機(jī)運(yùn)行中，保持鍋爐水溫處在合理范圍內(nèi)，對汽輪機(jī)工作效率提高具有關(guān)鍵作用。因此，要對鍋爐加煤量和速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，并且要控制機(jī)組開啟和停止時的水溫，確保一切操作符合相關(guān)規(guī)定，這樣才能保證汽輪機(jī)的運(yùn)行效率。

可行的具體措施有：加強(qiáng)對加高加熱系統(tǒng)的維護(hù)，避免因不合理操作導(dǎo)致的程序問題；定期對加高加熱系統(tǒng)進(jìn)行清理，清理水垢和其他沉淀物，可以提升供熱效率，降低熱損耗；對有管道滲漏進(jìn)行定期的檢查，避免熱管泄露，也能保證熱器的投入率，提高運(yùn)行效率。

3.2 確保凝汽器處于最佳真空狀態(tài)

在汽輪機(jī)運(yùn)行中，凝汽器發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。因此使凝汽器處于最佳真空狀態(tài)，可以大大提升機(jī)組運(yùn)行有效性。這需要我們做好以下四個方面的工作：

3.2.1 要保證凝結(jié)器的真空密封性，積極進(jìn)行嚴(yán)密性試驗(yàn)，增加試驗(yàn)頻率和仔細(xì)程度。在實(shí)際生產(chǎn)中，一般每月要進(jìn)行不少于兩次的凝汽器灌水找漏試驗(yàn)，以便及時對漏點(diǎn)進(jìn)行排查維修，保證凝結(jié)器真空密封性。

3.2.2 做好水泵運(yùn)行的檢查維修工作，主要是檢查水溫和水位是否在規(guī)定范圍內(nèi)，要保證水溫不得超過26℃。

3.2.3 要監(jiān)督管線內(nèi)循環(huán)水的水質(zhì)。如發(fā)現(xiàn)管線內(nèi)存在水垢，要及時進(jìn)行清洗，避免熱能損耗。

3.2.4 要確保有足夠的冷卻面積，以保證凝結(jié)水水位正常。使機(jī)組處于最佳經(jīng)濟(jì)性的運(yùn)行狀態(tài)，同時保證其安全性。

3.3 汽輪機(jī)啟停及正常運(yùn)行中的相關(guān)措施

汽輪機(jī)啟動時，都應(yīng)按照合理的汽輪機(jī)啟動曲線進(jìn)行。比如，汽輪機(jī)冷態(tài)啟動的主汽壓力、主汽溫度和凝結(jié)器真空等參數(shù)啟動期間都有正常的允許范圍。但是，在實(shí)際運(yùn)行過程中，啟動前機(jī)組都要進(jìn)行長時間預(yù)熱，導(dǎo)致并網(wǎng)時間被延長，增加了運(yùn)行成本。對于這個問題，有如下的建議：先使用旁壓先開的方式將壓力維持到2.8MPa左右，然后通過手動方式對真空破壞門進(jìn)行開啟，使汽輪機(jī)真空維持在-60～-50kPa的范圍內(nèi)。這樣便可以增加汽輪機(jī)進(jìn)汽量，加快暖機(jī)的速度。在進(jìn)行了低速暖機(jī)后，如果機(jī)組一切正常，可逐漸開大主汽門將轉(zhuǎn)速升至1300RPM，并保持40～80分鐘。通過指定檢查項(xiàng)目后，如果沒有異常，這樣就可以保證汽輪機(jī)高效、平穩(wěn)運(yùn)行了。

在電廠汽輪機(jī)運(yùn)行管理方面，主調(diào)門盡量使用順序閥運(yùn)行，并且通過定滑壓試驗(yàn)找出最佳運(yùn)行壓力點(diǎn)，日常運(yùn)行操作根據(jù)鍋爐燃燒情況調(diào)整汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力，按照新的定滑定曲線調(diào)整參數(shù)運(yùn)行，保證了汽輪機(jī)汽缸的高效率運(yùn)行。在高負(fù)荷區(qū)域通過調(diào)節(jié)噴嘴改變通流面積，維持在高水平的定壓調(diào)節(jié)；而在低負(fù)荷區(qū)域，為了保持給水泵臨界轉(zhuǎn)速、燃燒、水循環(huán)工況能夠得到穩(wěn)定，那么就應(yīng)該使用低水平的定壓調(diào)節(jié)；在中間負(fù)荷區(qū)域，根據(jù)實(shí)際滑壓曲線控制汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力。通過進(jìn)行加熱器水位調(diào)整試驗(yàn)，找出每臺加熱器合理的疏水水位，保證加熱器端差在合理的運(yùn)行范圍，達(dá)到提高給水溫度和減少加熱器端差的目的，同時合適的抽汽量保證了汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)的效率。

汽輪機(jī)在非正常停機(jī)時，盡量保證機(jī)組按照合理的參數(shù)甩負(fù)荷。確保各系統(tǒng)和設(shè)備不會因緊急停機(jī)而受損，對保證機(jī)器壽命有重要作用。

3.4 改造允許技術(shù)改造的汽輪機(jī)

因?yàn)楫?dāng)前冷端系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行的安全性以及經(jīng)濟(jì)性是制約電廠發(fā)電效率的重要因素。因此，在改造汽輪機(jī)冷端的過程中，我們應(yīng)該以凝汽器和水塔為主要切入點(diǎn)。可以考慮循泵運(yùn)行方式的優(yōu)化，使機(jī)組凝汽器處在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的工況下，同時盡可能降低廠用電，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗。

冷端系統(tǒng)包括循環(huán)水泵、凝汽器、冷卻水塔、真空維持裝置（膠球清洗系統(tǒng)、抽真空系統(tǒng)），冷端系統(tǒng)優(yōu)化不僅從某個設(shè)備考慮，而是從真空改善措施和真空維持措施兩方面著手。真空改善措施將循環(huán)水泵、凝汽器、冷卻水塔一體化考慮最佳能力，不僅是追求冷端系統(tǒng)某個設(shè)備的性能，而且統(tǒng)籌考慮冷端系統(tǒng)整體性能。

在凝汽器改造中，主要考慮凝結(jié)水過冷度、凝汽器真空、凝汽器端差幾個方面。比如冷卻管材質(zhì)的更換，冷卻管布置方式的優(yōu)化等技改，可以大幅提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性，并且減少維修和停機(jī)次數(shù)，從而有效實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。

3.5 優(yōu)化主汽調(diào)門的運(yùn)行方式

汽機(jī)順序閥運(yùn)行的效率高于單閥運(yùn)行，現(xiàn)在大多電廠機(jī)組因調(diào)門故障率高，影響了順序閥的投入率，從而降低了機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)研究調(diào)門的故障主要表現(xiàn)在調(diào)門波動、調(diào)門故障關(guān)閉、調(diào)門閥座松脫、主汽門預(yù)啟閥卡澀等。上述故障原因有些是孤立的，也有互相關(guān)聯(lián)的。

在機(jī)組運(yùn)行過程中，應(yīng)采取多方面措施，保證調(diào)門的可靠運(yùn)行，提高順序閥方式的投運(yùn)率。其主要措施有：調(diào)門閥座改造，改變配合方式，杜絕松脫危險；大修時解體主汽門預(yù)啟閥，清除氧化皮，防止閥門卡澀；研究解決控制系統(tǒng)及控制設(shè)備的不穩(wěn)而導(dǎo)致的閥門波動，包括LVDT的可靠性等；增加抗燃油再生裝置。

另外，在機(jī)組運(yùn)行時采取相應(yīng)的技術(shù)措施，并加強(qiáng)了如下工作：加強(qiáng)主汽門、調(diào)門活動試驗(yàn)的定期工作。該項(xiàng)工作對減少閥門卡澀、改善抗燃油油壓、減少液壓部套的侵蝕有明顯的好處；改進(jìn)抗燃油系統(tǒng)的運(yùn)行方式，包括投入回油旁路運(yùn)行，更改回油濾網(wǎng)壓差高報(bào)警設(shè)定值，整定再生裝置運(yùn)行參數(shù)。一方面改善抗燃油質(zhì)，另一方面也減少抗燃油系統(tǒng)故障帶來的影響；嚴(yán)密監(jiān)視抗燃油油質(zhì)；加強(qiáng)運(yùn)行參數(shù)監(jiān)視及調(diào)整，保障機(jī)組在額定參數(shù)下運(yùn)行，提高效率的同時避免超壓、超溫。通過研究調(diào)門突然關(guān)閉與存在波動的原因，制定了調(diào)門的整體解決方案。提高順序閥運(yùn)行的可靠性，從而提高了機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。

3.6 優(yōu)化機(jī)組熱力系統(tǒng)

熱力系統(tǒng)優(yōu)化可有效減少輔助系統(tǒng)造成的泄漏損失，主要措施有合并同一管道系統(tǒng)疏水，減少疏水點(diǎn)，減小需要維護(hù)的閥門個數(shù)；合理布置閥門位置，便于運(yùn)行檢查及檢修維護(hù)；優(yōu)化備用系統(tǒng)的熱備用方式，避免因熱備用造成的能量損失；簡化熱力系統(tǒng)，取消冗余設(shè)置的備用汽源，疏水、放水、放氣管路等；結(jié)合操作方式改進(jìn)、優(yōu)化閥門配置等措施，減少運(yùn)行方式不當(dāng)造成的閥門泄漏，如加熱器危急疏水、熱力系統(tǒng)設(shè)備和管道疏水、各水泵再循環(huán)等；合理利用工質(zhì)有效能，優(yōu)化輔助系統(tǒng)汽源及疏水排放方式，如熱網(wǎng)疏水、暖風(fēng)器汽源及疏水等。

經(jīng)過熱力系統(tǒng)優(yōu)化，不僅可在一定程度上降低機(jī)組煤耗，而且系統(tǒng)簡化減少了維護(hù)和操作工作量，更有利于保證剩余閥門的嚴(yán)密性，有利于機(jī)組在較長時間內(nèi)保持機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性水平。

4 結(jié)語

汽輪機(jī)的節(jié)能降耗有許多途徑，因此我們要秉持具體問題具體分析的原則，堅(jiān)持從實(shí)際情況出發(fā)，選擇有效的節(jié)能改造措施來進(jìn)行電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗改造。這就要求我們工作人員在工作中細(xì)心觀察并進(jìn)行運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，此外應(yīng)加強(qiáng)對節(jié)能降耗工作的重視度。如此不僅能促進(jìn)電廠經(jīng)濟(jì)效益的提高，也符合國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的戰(zhàn)略方向，使電廠在與同類工廠競爭中屹立于不敗之地。我們相信，隨著我們在這方面研究的深入，電廠節(jié)能改造工作，在未來必將做得越來越好。

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作者簡介：鄭宏偉（1985-），男，河南人，華電電力科學(xué)研究院工程師，研究方向：汽輪機(jī)及熱力系統(tǒng)。

（責(zé)任編輯：王 波）