電廠汽輪機運行的節能降耗研究

鄭宏偉　李煒

摘要：汽輪機的運行經濟性關系到全廠的運行經濟性，在汽輪機運行時進行有效的節能降耗改造，必然會獲得較好的經濟效益。文章首先對節能降耗運行的可行性進行了分析，接著從提高電廠汽輪機的真空度、控制汽輪機給水的溫度、加強汽輪機的運行管理、維持汽輪機凝汽器最佳真空等方面就電廠汽輪機運行的節能降耗進行了探討。

關鍵詞：電廠；汽輪機；運行管理；節能降耗；給水溫度；凝汽器 文獻標識碼：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

隨著市場經濟的發展，電廠之間的競爭也日趨白熱化。當前，國家提出節約資源、保護環境，發展綠色經濟，走可持續發展道路。電廠作為高耗能企業，進行節能降耗工作勢在必行。在電廠節能減排過程中，汽輪機運行的節能降耗是其中的關鍵，基于此，本文對電廠汽輪機運行的節能降耗問題開展了深入的研究。

2 電廠汽輪機運行節能降耗可行性分析

2.1 經濟層面

因為電廠是具有盈利性目的的企業單位，在對電廠汽輪機進行節能改造工作之前，要注意對比改造成本和節能的收益。應追求投入與產出相符的效果，否則如果為了節能而節能，必然影響電廠的經濟效益。就現有機組的改造情況看，對老舊機組進行新技術的改造，節能效果會大大提高，產生的節能效益也遠遠大于改造成本，能夠促進電廠經濟效益提高。因此，電廠汽輪機的節能降耗運行是可行的，是能夠取得成功的。

2.2 技術層面

我們國家對汽輪機的技術改造工作已經有了幾十年歷史，技術經驗豐富。大量改造成果表明，對汽輪機進行節能改造后，包括本體汽封改造、調節級噴嘴改造、冷端系統優化、熱力系統優化、閥門特性優化、定滑定曲線優化等。這些改造不僅提高了機組的經濟性，同時也會改善汽輪機的可靠性和運行安全性，因此電廠汽輪機節能降耗運行在技術上是可行的。

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

3 電廠汽輪機運行節能降耗的具體措施

3.1 對汽輪機給水溫度進行控制

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，會降低鍋爐運行效率。在汽輪機運行中，保持鍋爐水溫處在合理范圍內，對汽輪機工作效率提高具有關鍵作用。因此，要對鍋爐加煤量和速度進行嚴格控制，并且要控制機組開啟和停止時的水溫，確保一切操作符合相關規定，這樣才能保證汽輪機的運行效率。

可行的具體措施有：加強對加高加熱系統的維護，避免因不合理操作導致的程序問題；定期對加高加熱系統進行清理，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，提高運行效率。

3.2 確保凝汽器處于最佳真空狀態

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

3.2.1 要保證凝結器的真空密封性，積極進行嚴密性試驗，增加試驗頻率和仔細程度。在實際生產中，一般每月要進行不少于兩次的凝汽器灌水找漏試驗，以便及時對漏點進行排查維修，保證凝結器真空密封性。

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

3.2.3 要監督管線內循環水的水質。如發現管線內存在水垢，要及時進行清洗，避免熱能損耗。

3.2.4 要確保有足夠的冷卻面積，以保證凝結水水位正常。使機組處于最佳經濟性的運行狀態，同時保證其安全性。

3.3 汽輪機啟停及正常運行中的相關措施

汽輪機啟動時，都應按照合理的汽輪機啟動曲線進行。比如，汽輪機冷態啟動的主汽壓力、主汽溫度和凝結器真空等參數啟動期間都有正常的允許范圍。但是，在實際運行過程中，啟動前機組都要進行長時間預熱，導致并網時間被延長，增加了運行成本。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行開啟，使汽輪機真空維持在-60～-50kPa的范圍內。這樣便可以增加汽輪機進汽量，加快暖機的速度。在進行了低速暖機后，如果機組一切正常，可逐漸開大主汽門將轉速升至1300RPM，并保持40～80分鐘。通過指定檢查項目后，如果沒有異常，這樣就可以保證汽輪機高效、平穩運行了。

在電廠汽輪機運行管理方面，主調門盡量使用順序閥運行，并且通過定滑壓試驗找出最佳運行壓力點，日常運行操作根據鍋爐燃燒情況調整汽輪機進汽壓力，按照新的定滑定曲線調整參數運行，保證了汽輪機汽缸的高效率運行。在高負荷區域通過調節噴嘴改變通流面積，維持在高水平的定壓調節；而在低負荷區域，為了保持給水泵臨界轉速、燃燒、水循環工況能夠得到穩定，那么就應該使用低水平的定壓調節；在中間負荷區域，根據實際滑壓曲線控制汽輪機進汽壓力。通過進行加熱器水位調整試驗，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行范圍，達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熱力系統的效率。

汽輪機在非正常停機時，盡量保證機組按照合理的參數甩負荷。確保各系統和設備不會因緊急停機而受損，對保證機器壽命有重要作用。

3.4 改造允許技術改造的汽輪機

因為當前冷端系統設備運行的安全性以及經濟性是制約電廠發電效率的重要因素。因此，在改造汽輪機冷端的過程中，我們應該以凝汽器和水塔為主要切入點。可以考慮循泵運行方式的優化，使機組凝汽器處在經濟運行的工況下，同時盡可能降低廠用電，從而實現節能降耗。

冷端系統包括循環水泵、凝汽器、冷卻水塔、真空維持裝置（膠球清洗系統、抽真空系統），冷端系統優化不僅從某個設備考慮，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某個設備的性能，而且統籌考慮冷端系統整體性能。

在凝汽器改造中，主要考慮凝結水過冷度、凝汽器真空、凝汽器端差幾個方面。比如冷卻管材質的更換，冷卻管布置方式的優化等技改，可以大幅提高機組經濟性，并且減少維修和停機次數，從而有效實現節能降耗目標。

3.5 優化主汽調門的運行方式

汽機順序閥運行的效率高于單閥運行，現在大多電廠機組因調門故障率高，影響了順序閥的投入率，從而降低了機組運行的經濟性。經研究調門的故障主要表現在調門波動、調門故障關閉、調門閥座松脫、主汽門預啟閥卡澀等。上述故障原因有些是孤立的，也有互相關聯的。

在機組運行過程中，應采取多方面措施，保證調門的可靠運行，提高順序閥方式的投運率。其主要措施有：調門閥座改造，改變配合方式，杜絕松脫危險；大修時解體主汽門預啟閥，清除氧化皮，防止閥門卡澀；研究解決控制系統及控制設備的不穩而導致的閥門波動，包括LVDT的可靠性等；增加抗燃油再生裝置。

另外，在機組運行時采取相應的技術措施，并加強了如下工作：加強主汽門、調門活動試驗的定期工作。該項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；改進抗燃油系統的運行方式，包括投入回油旁路運行，更改回油濾網壓差高報警設定值，整定再生裝置運行參數。一方面改善抗燃油質，另一方面也減少抗燃油系統故障帶來的影響；嚴密監視抗燃油油質；加強運行參數監視及調整，保障機組在額定參數下運行，提高效率的同時避免超壓、超溫。通過研究調門突然關閉與存在波動的原因，制定了調門的整體解決方案。提高順序閥運行的可靠性，從而提高了機組的經濟性。

3.6 優化機組熱力系統

熱力系統優化可有效減少輔助系統造成的泄漏損失，主要措施有合并同一管道系統疏水，減少疏水點，減小需要維護的閥門個數；合理布置閥門位置，便于運行檢查及檢修維護；優化備用系統的熱備用方式，避免因熱備用造成的能量損失；簡化熱力系統，取消冗余設置的備用汽源，疏水、放水、放氣管路等；結合操作方式改進、優化閥門配置等措施，減少運行方式不當造成的閥門泄漏，如加熱器危急疏水、熱力系統設備和管道疏水、各水泵再循環等；合理利用工質有效能，優化輔助系統汽源及疏水排放方式，如熱網疏水、暖風器汽源及疏水等。

經過熱力系統優化，不僅可在一定程度上降低機組煤耗，而且系統簡化減少了維護和操作工作量，更有利于保證剩余閥門的嚴密性，有利于機組在較長時間內保持機組的經濟性水平。

4 結語

汽輪機的節能降耗有許多途徑，因此我們要秉持具體問題具體分析的原則，堅持從實際情況出發，選擇有效的節能改造措施來進行電廠汽輪機節能降耗改造。這就要求我們工作人員在工作中細心觀察并進行運行經驗的總結，此外應加強對節能降耗工作的重視度。如此不僅能促進電廠經濟效益的提高，也符合國家經濟發展的戰略方向，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，電廠節能改造工作，在未來必將做得越來越好。

參考文獻

[1] 葉明.提高汽輪機運行效率的措施[J].設備管理與維修，2012，（7）.

[2] 孫遜，李光輝，董風仁.發電廠汽輪機及其輔機設備節能技術[J].中國高新技術企業，2012，（17）.

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

（責任編輯：王 波）