研究火力發電廠汽輪機組節能降耗措施

李華

（廣西桂能科技發展有限公司 廣西南寧 530000）

研究火力發電廠汽輪機組節能降耗措施

李華

（廣西桂能科技發展有限公司 廣西南寧 530000）

能源作為推動現代化社會進步的重要因素之一，隨著社會經濟的持續發展，人們對能源的需要量越來越高，但是全球能源不滿足日益增長的社會需要這一問題日益凸顯，為了能夠有效地、充分地利用能源關鍵在于提高能源設備節能降耗的水平。我國作為世界煤炭生產消費大國，其火力發電廠在二次能源生產利用的同時，還消耗了較多的一次能源，所以，本文研究火力發電廠機組的能源消耗情況，特別是對汽輪機組能源消耗的影響因素的分析，提出相應的節能降耗措施，減少火力發電廠能源過度消耗，對我國走節能減排的可持續性發展道路有著至關重要的積極意義。

火力發電廠；汽輪機組；節能降耗

1 前言

近年來，隨著節能減排、走可持續發展道路的發展戰略的提出，我國十分重視火力發電廠現存機組的節能降耗改造，加大對符合節能減排要求的超超臨界機組的建設投資，繼而進一步增強我國火力發電廠機組節能降耗的能力，為合理利用自然資源、保護自然生態環境貢獻力量。所以，更深一步探究火力發電廠能源消耗的影響因素，特別是對1000MW汽輪機關于其熱經濟性的研究，提出降低1000MW機組熱耗率以及其節能降耗的具體措施，確保整個火力發電廠汽輪機組高效運行，降低發電煤耗，有著一定的指導作用。

2 分析火力發電廠汽輪機組的熱經濟性

2.1 分析熱力系統能源消耗的主要影響因素

2.1.1 主蒸汽溫度T0和主蒸汽壓力P0

主蒸汽溫度T0的變化幅度對整個機組正常、安全運行密切相關。適宜的蒸汽溫度變化與機組經濟、正常運作呈正相關性，但是過高的蒸汽溫度會導致處于高溫狀態的金屬強度下降，減少過熱器以及機組相關設備的使用時間，更嚴重的是極有可能引發過熱器出現爆管現象；相反，蒸汽溫度過低時，汽輪機組末端葉片的溫度會上升，加劇金屬材料表面與腐蝕流體沖刷的聯合作用，繼而引起材料局部的金屬腐蝕。這使得整個機組的熱耗量增高，熱力系統的熱經濟性下降。

主蒸汽壓力P0作為整個機組運作過程中必須監管的重要參數之一，其主蒸汽壓力的不合理變化對機組正常、安全運行有較大的消極影響。蒸汽壓力過低時，蒸汽在汽輪機組中做功焓值降低量減少，繼而導致汽耗量增高；壓力過高時，會引發旁路、安全門動作，導致整個熱力系統熱經濟性下降。

2.1.2 排汽壓力Pc

排氣壓力作為汽輪機組降低能源消耗、提高熱經濟性的影響因素之一，其壓力大小和環境溫度、機組荷載、冷卻水量以及凝汽器的構造性能有一定的直接關系。其中，環境溫度對冷卻水進口溫度Twl產生一定影響，和機組荷載對應的排汽量Dn與蒸汽放熱量影響冷卻水的溫度變化值。

2.1.3 給水溫度Tgs

給水溫度的波動在影響鍋爐效率的同時還會影響著汽輪機組的循環效率。給水溫度的增高會促使鍋爐內水的吸熱溫差下降，鍋爐效率降低；給水溫度的升高又會促使冷元損失量降低，汽輪機組的循環效率上升。所以，適宜的給水溫度對提高機組熱經濟性有著促進作用。

2.1.4 凝結水過冷度△Tc

凝結水過冷度是排汽壓力下的飽和水溫度與凝結水實際溫度的差值。存在一定量的過冷度會促使Ⅰ級加熱器有關的抽汽量升高，降低了最后一級抽汽口的蒸汽量，降低汽輪機組的做功率。一般情況下，凝結水過冷度應當不超過1.5℃。凝結水發生過冷卻現象，不但會促使水中含氧量升高繼而導致設備腐蝕，且凝結水自身具有的熱量被循環水消耗，對機組的正常、安全運作產生一定影響。

2.1.5 汽輪機內效率

通常情況下，以低中高壓缸效率的表現形式來表達汽輪機內效率。設備設計及生產水平決定了缸效率的大小，且其大小與通流部分的清潔程度以及級間漏氣等影響因素有關。高壓缸效率由主汽門以及調門的壓力損失組成，所以其與控制調門的形式息息相關。大多數汽輪機配氣方式是選擇噴嘴以及節流兩種負荷方式，在汽輪機運作過程中存在定壓、滑壓兩種運作形式，采取定壓運作時能夠保持額定主蒸汽相關參數的穩定，從而實現有效的循環效率。采取滑壓運作時，局部或者所有調門處于全開狀態，利用調節鍋爐出口的壓力來控制汽輪機進汽量，其具有循環效率比較低、但不會出現調門節流損失的現象且高壓缸高效運行等特點。

2.2 分析1000MW汽輪機的熱經濟性

對于某電廠1000MW機組不同工況下熱經濟性進行一定的分析，1000MW機組熱力系統圖如圖1所示。

圖1 1000MW機組熱力系統圖

對1000MW機組不同工況下的熱經濟性指標進行比較，不同工況下的參數指標如表1所示。

表1 機組不同工況下熱經濟指標的參數

由表1所知，機組在功率為1000MW的THA工況條件下，機組熱耗率最低，其熱經濟性達到最優值，機組熱耗率隨著機組THA工況偏離1000MW的程度上升而升高。機組在同等1000MW情況下，因為銘牌工況其平均背壓值要比THA工況的大，所以前者的熱耗率顯著大于后者。適宜的背壓對機組安全、正常、經濟運行有著積極作用。

3 火力發電廠汽輪機組節能降耗措施的提出

3.1 減少1000MW機組熱耗量的方法

①確保循環效率的提高，循環效率的提高對減少機組熱耗量有著一定的促進作用，主要方法有：保持額定且穩定的蒸汽參數；確保凝汽器處于最佳真空狀態；確保回熱器、加熱器的有效利用，保證回熱體系的完整，增高給水溫度。②確保各項重要設備的安全、經濟運行，保證負荷分配的合理性，盡可能保證汽輪機進氣調節閥全開，降低節流損失率；確保鍋爐汽水的質量，保證通流部分處于干凈狀態；盡可能充分再利用各項損失，降低機組汽水損失率；降低凝結水出現過冷度的概率；確保軸封系統處于良好運行狀態，防止軸封漏氣量的升高。③加大自動裝置的資金投入，自動裝置具有較高的反應能力，能夠較快調節各項參數，極易確保各項設備的運行參數處于最優值的情況下運行，同時還能夠減少輔助設備的耗電量。

3.2 提高1000MW機組節能降耗水平的方法

①根據實際情況來選擇合理的季節性運行方式。在冬季，選擇單循環水泵、停止開式泵的運行的方式。優化機組運行方式能夠有效降低用電量，節約發電廠生產成本。②構建合理科學的機組啟停體系。合理制定輔機啟停計劃，選擇單側風機、輔泵運行以及汽動給水泵上水等形式來減少輔機耗電量；在整個機組的啟動階段，通過汽缸預熱、小油槍投運等方式加快設備達到適宜的溫度，減少機組啟動所需的時間；盡快并提前啟動制粉系統，減少機組啟停的耗油量。

3.3 提高1000MW機組汽輪機運行效率的方法

廠家給出的運行滑壓曲線參數都是針對機型原設計參數來確定，但是因為安裝和設備本身制造等各方面的原因，同樣類型的機組運行效率是不盡相同的，因為不同的煤種、不同的環境因素、不同的運行工況下汽輪機熱耗都是不同的。所以新機組或大修后的機組可通行對不同工況下的滑壓曲線對原參數進行修證，保證機組在最佳參數下運行，提高汽輪機熱效率。由于國內正處于經濟轉型期，部分地區機組負荷率不高，如果新建機組全年負荷利用率偏低的地區，新建的機組設計可考慮單列的運行方式，可整體提高機組效率，降低供電煤耗。目前部分大型火電機組采用單臺100%容量的給水泵和100%容量引風機的方式運行，此類運行方式已經相當成熟。

4 結語

汽輪機作為火力發電廠的主要耗能設備之一，通過恰當的方法能夠滿足汽輪機組有效節能降耗的目的，同時還能夠進一步增強火力發電廠的社會效益與經濟效益。通過對熱力系統能源消耗的主要影響因素的深入分析，為機組減少能源消耗提供了一定的參考依據。選擇合理科學的季節性運行方式，構建合理科學的機組啟停體系，對有效降低機組能源消耗，實現汽輪機組節能降耗目的起到重要的促進作用，對火力發電廠實際節能改造具有一定的現實意義。

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[4]王占慶.火力發電廠汽輪機組節能降耗研究[J].中國高新技術企業，2015（27）.

P634.8

A

1004-7344（2016）18-0258-02

2016-5-13

李 華（1983-），男，中級工程師，本科，主要從事火電廠汽輪機方面的工作。