火電機組運行中的節能優化技術研究

李 海，周宗立，周宗偉，梅小麗

（1.大唐許昌龍崗發電有限責任公司，河南 許昌 461670；2.國網河南省電力公司，河南 鄭州 450016；3.國網鄭州供電公司，河南 鄭州 450016）

隨著我國經濟的高速發展，各種能源的消耗也越來越大，就全世界的情況來看，我國已經成為第二大能源消耗國，與此同時成為對能源依賴度最高的國家之一，能源緊缺已經成為制約我國發展的瓶頸，嚴重阻礙著經濟與社會的可持續發展。在這種情況下，電力工業是我國的國民經濟基礎行業，主要能源行業，與此同時也是資源密集型產業［1］。目前，國家發改委制定《節能中長期專項規劃》，加大改革火電機組攻堅技術，節能減排，力求快速推廣科學使用技術，遏制高耗能、高排放，提高經濟效益和環境效益，火電機組更新節能優化技術勢在必行。

1 火電機組節能技術的基本理論

火力發電廠是能量轉化的場所，將燃料生產為熱能、機械能以及電能。由化石燃料轉化為能量的整個過程中，在不同階段所產生的數量參數不等，這是因為在不同階段火電機組運行會損失必要的熱能，也會因為設計、安裝不當等造成的熱能流失、能量轉化不完整、摩擦阻力大、燃料燃燒不充分等熱量浪費［2］。那么節能技術的使用就是為了減少能耗，明確發電廠在轉化能量時所出現的各種能量損失、耗能位置、損失的多少、損失的原因以及產生的結果，以便制定相應的改進措施。

2 火電機組的節能措施

2.1 汽輪機的節能措施

轉子與靜子之間的轉動會引起漏氣，阻礙級內流動；汽輪機的啟動、停機、變負荷過程，引起的熱應力、熱膨脹、熱變形；機組人員操作能力、操作水平，都會影響汽輪機效率的升降［5］。在安裝過程中，氣缸內效率與汽輪機安裝的關系最大。通過檢修對間隙進行調整是節能的有效辦法，具體步驟：（1）氣缸的定位。利用合理的施工技術對氣缸進行定位，并且對氣缸進行監督和調整。先定位、調整、消除外部應力再安裝抽汽導汽管道、氣缸扣蓋，防止缸體變形、氣缸中心偏移。（2）檢修汽輪機設備和零件。在安裝汽輪機設備和零部件的過程中，應加強檢查隔板和氣缸之間的連接情況、汽封塊端部的吻合情況、汽封塊和隔板套以及隔板槽的安裝、特別是汽封齒是否完整。（3）注重靜葉和動葉的安裝質量。在汽輪機安裝過程中，要特別注意控制汽輪機動葉和氣缸的間隙以及軸封和靜葉、轉子之間的間隙。（4）嚴格控制軸封加熱器系統的安裝質量。確保軸封加熱器系統和疏水系統的通暢，投入軸封抽汽。

2.2 凝汽器真空系統的節能措施

凝汽器中的真空對汽水系統完成動力循環是非常重要的因素，如果存在漏點，會造成凝汽器內的壓力值升高，而真空降低，焓值下降，阻礙火電機組的運行效率［4］。由于真空系統的復雜性，需要大量的管道、閥門、接口，所以，必須保證接口的嚴密。第一，保證閥門密封面密封嚴密，盡可能減少管接頭。遇到接頭處，盡量使用焊接施工，并且保證熱工控制儀表接觸點接觸完好，設備備用口不漏、不堵，使用多級水封加入凝汽器保證汽封加熱器的疏水。第二，多次對真空系統進行檢修。第三，保證與灌水檢漏系統的相關系統的安裝質量，對沒有灌水試驗的位置重點檢修。第四，應用組合安裝措施進行安裝，安裝前必須做到管隔板的清潔，保證不銹鋼管的安裝質量。

2.3 精確控制氫冷機組漏氫量

火電機組汽輪發電機漏氫量是機組能夠安全運行的關鍵點，也是重難點。漏氫會影響氫壓的規定值，發電機組可能著火或者爆炸，并且損失氫氣過多致使制氫成本升高［3］。對氫冷機組的漏氫查找不僅要注意外漏，更要注意內漏。第一，安裝發電機外裝蓋時要試裝穿轉子，檢查中分面的空隙，重點對端蓋與機座的接觸面進行防漏，以及上下端蓋的結合面。第二，安裝冷卻母管時要嚴格保證管道密封，在進行下一道工序之前，檢查冷卻母管是否泄露。第三，安裝氫氣冷卻器與出線罩時要保證焊接質量。第四，安裝氣體管道時，注意緊固螺栓，按實際情況布置管道。第五，使用刷肥皂液來凈化用氣，檢驗發電機的整套風壓。第六，采用立式結構布局，使用高靈敏的平衡閥。第七，為了提高氫氣干燥器的干燥程度，去濕裝置應安裝在密封油系統入口。

2.4 降低鍋爐空氣預熱器漏風度

控制鍋爐空氣預熱器漏風的方法主要有三種，徑向密封、軸向密封、旁路密封。安裝鍋爐空氣預熱器時要注意空氣預熱器主副支座、一次風支座、弧形板的安裝質量，還要注意冷熱段剛性環、轉子垂直度與圓度的安裝質量，以及轉子密封角鋼、冷熱端扇形板、徑向密封片的安裝質量。

2.5 降低鍋爐機組補水率

影響鍋爐機組補水率的情況有兩種，一種是不可避免的汽水損失，一種是泄露。因此，熱力設備與管道的嚴密性以及提高火電機組運行管理技術是降低鍋爐機組補水率的解決措施，在施工時采取科學、合理的技術方法才能對損失鍋爐汽水的情況進行預防或改進。

3 結束語

火電機組節能優化刻不容緩，采取科學合理的方法，有重點、有計劃的逐步進行節能，在安裝中每個環節都要認真試驗再安裝，安裝之后進行檢修，保證策劃方案的實施質量，只有這樣才能確保火電機組安裝時的施工質量，為以后火電機組的安全運行做好鋪墊，在我國節能減排的號召下，做出榜樣。

［1］ 黃曉峰.火電機組節能優化施工技術研究［J］.紅水河，2011，30（5）：68－70.

［2］ 王 瑋.火電機組冷端系統建模與節能優化研究［D］.2011，165－165.

［3］ 常 虹.火電機組變負荷運行特性及節能優化控制系統［J］.華北電力技術，2014，（1）：23－26.

［4］ 邢希東，邢百俊，金日鋒.600MW火電機組冷端系統節能優化改造效果［J］.能源技術經濟，2010，22（12）：53－57.

［5］ 張小英.大型電站機組低負荷運行特性及節能優化控制系統［J］.華北電力技術，2014，（7）：52－55.