電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能技術(shù)研究

常峰

摘要：文章分析汽輪機(jī)節(jié)能增效的可行性，以及影響電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備能耗因素，提出了電廠汽輪機(jī)及輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)的有效途徑，以供參考。

關(guān)鍵詞：電廠汽輪機(jī)；輔機(jī)設(shè)備；節(jié)能技術(shù)

1引言

發(fā)電廠中的汽輪機(jī)及其輔機(jī)是其內(nèi)部具有較高能耗的組成部分，在目前我國對(duì)發(fā)電廠的節(jié)能減排要求不斷提高的形勢(shì)下，就需要對(duì)影響其能耗較高的原因進(jìn)行分析，在確定其從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)方面具有采用節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改造和改進(jìn)的可行性之后，就需要對(duì)其進(jìn)行調(diào)整來提高發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備，乃至整個(gè)發(fā)電廠節(jié)能減排效果的提升。

2汽輪機(jī)節(jié)能增效的可行性分析

在目前我國汽輪機(jī)技術(shù)快速發(fā)展和提高的同時(shí)，熱效率也取得了顯著的提高，而且目前也在對(duì)能源消耗進(jìn)行減少的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了汽輪機(jī)能源轉(zhuǎn)換效率和節(jié)能減排能力的提升，相對(duì)來說具有較為成熟的技術(shù)。而且在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中也表現(xiàn)出具有較高可靠性和安全性的特點(diǎn)。因此，從技術(shù)上對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行改造來實(shí)現(xiàn)節(jié)能增效是可行的。此外，在目前我國多數(shù)發(fā)電廠進(jìn)行汽輪機(jī)改造和創(chuàng)新的過程中，投入的成本也遠(yuǎn)低于對(duì)新型汽輪機(jī)進(jìn)行采購和安裝所需要的費(fèi)用，而且經(jīng)過技術(shù)改造之后的汽輪機(jī)也實(shí)現(xiàn)了對(duì)能耗的有效控制。因此來說，從經(jīng)濟(jì)層面上對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行節(jié)能增效改造和創(chuàng)新也具有一定的可行性。

3影響電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備能耗因素分析

3.1汽輪機(jī)本體方面的能耗問題

在對(duì)發(fā)電廠汽輪機(jī)組進(jìn)行節(jié)能降耗診斷時(shí)，容易出現(xiàn)汽輪機(jī)各汽缸都無法實(shí)現(xiàn)內(nèi)效率達(dá)標(biāo)的問題，而且此問題在低壓缸中最為顯著；此外還有汽輪機(jī)通流時(shí)出現(xiàn)的溫度與壓力值都相對(duì)較高的問題；還存在軸端、平衡盤以及不同等級(jí)的通流汽封性能較差的問題。在存在上述問題時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致在發(fā)電廠汽輪機(jī)組運(yùn)行中出現(xiàn)熱耗率與設(shè)計(jì)值存在較大差異的問題，這主要就是由于汽輪機(jī)缸效率比較低而引起的，表現(xiàn)為整個(gè)汽輪機(jī)組的煤耗過高。

3.2水冷凝汽器中的能耗問題

首先就是所用的冷卻水水質(zhì)比較差的問題。在冷卻水中還有一定量的雜質(zhì)，不僅會(huì)在凝汽器運(yùn)行中容易出現(xiàn)鋼管壁結(jié)垢的問題，而且會(huì)降低汽輪機(jī)的排汽換熱運(yùn)行效率；其次就是具有較大的耗水量。主要表現(xiàn)在目前的發(fā)電廠汽輪機(jī)組中，大部分的水在機(jī)組運(yùn)行中在冷卻塔中被蒸發(fā)消耗掉，不僅如此，在蒸發(fā)消耗這些水的同時(shí)也帶走了大量的熱量，造成了水資源以及熱能等資源和能量的嚴(yán)重浪費(fèi)問題；最后就是凝汽器的泄漏問題。凝汽器發(fā)生泄漏問題不僅會(huì)導(dǎo)致冷卻水進(jìn)入鍋爐中而降低鍋爐給水質(zhì)量以及汽水質(zhì)量，導(dǎo)致出現(xiàn)鹽分超標(biāo)以及酸性增加等問題。此外，凝汽器運(yùn)行中還容易出現(xiàn)調(diào)節(jié)汽門以及主動(dòng)汽門的嚴(yán)重積垢問題，這就會(huì)導(dǎo)致調(diào)節(jié)汽門和主自動(dòng)汽門卡澀而導(dǎo)致機(jī)組超速的問題。

3.3熱力系統(tǒng)方面的能耗問題

發(fā)電廠汽輪機(jī)組的熱力系統(tǒng)運(yùn)行中比較容易出現(xiàn)的問題和故障主要有以下幾點(diǎn)：一是冷卻端的設(shè)備配置不夠齊全，而且表現(xiàn)出凝汽器真空度不足的問題；二是出現(xiàn)回?zé)嵯到y(tǒng)的加熱差值過大的現(xiàn)象，導(dǎo)致出現(xiàn)加熱器運(yùn)行水溫出現(xiàn)異常的問題；三是對(duì)疏水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不夠合理，出現(xiàn)閥門的明顯內(nèi)漏問題；四是機(jī)組熱力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，重點(diǎn)是存在較多的冗余而導(dǎo)致內(nèi)漏事故概率的增加以及能耗的增加。

4電廠汽輪機(jī)及輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)的有效途徑

4.1汽輪機(jī)組本體優(yōu)化措施

一是對(duì)汽輪機(jī)組及其設(shè)備的安裝質(zhì)量進(jìn)行把握和控制。尤其是在汽輪機(jī)組安裝中進(jìn)行通流部分間隙的嚴(yán)格控制，而且在汽輪機(jī)組運(yùn)行檢修中也要針對(duì)此指標(biāo)來進(jìn)行重點(diǎn)檢查和調(diào)整。二是針對(duì)汽輪機(jī)組葉片的改進(jìn)優(yōu)化。不僅為了降低汽輪機(jī)組運(yùn)行中的二次流損失來實(shí)現(xiàn)熱效率的提升，需要對(duì)傳統(tǒng)的葉片采用新型高效變截面扭曲型葉片進(jìn)行替換，而且采用整圈自鎖阻尼型長(zhǎng)葉片來對(duì)原有的動(dòng)葉進(jìn)行代替，實(shí)現(xiàn)末級(jí)葉片運(yùn)行安全性的提升。三是對(duì)汽封結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。不僅為了對(duì)漏汽損失進(jìn)行降低而將原有的高壓葉片頂部?jī)升X平汽封形成改進(jìn)為四齒高低齒汽封結(jié)構(gòu)，而且為了對(duì)動(dòng)葉頂部間隔以及對(duì)漏汽量進(jìn)行減小，對(duì)低壓末級(jí)以及次末級(jí)動(dòng)葉頂部進(jìn)行汽封的增加，實(shí)現(xiàn)各級(jí)效率的提升。四是對(duì)缸體進(jìn)行改進(jìn)。就是為了實(shí)現(xiàn)對(duì)各缸工作效率的提升而優(yōu)化改進(jìn)各級(jí)內(nèi)缸以及靜葉。此外，還為了減小漏汽損失，對(duì)高壓進(jìn)氣管進(jìn)行彈性密封改造。五是對(duì)調(diào)節(jié)級(jí)進(jìn)行改進(jìn)。就是為了對(duì)漏汽損失進(jìn)行減少，不僅適當(dāng)增加葉頂汽封齒數(shù)量而且選擇高效平衡動(dòng)葉并對(duì)動(dòng)葉圍帶結(jié)構(gòu)進(jìn)行改良，而且還為了對(duì)二次損失進(jìn)行降低，還要在對(duì)靜葉進(jìn)行選擇時(shí)使用子午端壁型線的靜葉。

4.2降低冷卻水溫

發(fā)電廠汽輪機(jī)組目前主要采用的冷卻水循環(huán)方式有開式循環(huán)和閉式循環(huán)兩種方式，對(duì)于前一種方式來說，冷卻水的水溫主要與外界的自然條件因素有關(guān)系，但是對(duì)于后一種方式來說，不僅會(huì)受到外界自然條件因素的影響，而且還受到設(shè)備運(yùn)行情況的影響。因此為了確保冷卻水水溫滿足要求，不僅需要定期對(duì)冷卻水溫度以及影響冷卻水溫度的影響還有水質(zhì)進(jìn)行檢查，還要根據(jù)實(shí)際情況來決定是否要采用一定的藥品來對(duì)水質(zhì)進(jìn)行改善。此外，在冷卻水塔運(yùn)行中如果出現(xiàn)故障時(shí)也會(huì)導(dǎo)致出水口溫度的升高，這就需要在冷卻水塔運(yùn)行中要嚴(yán)格執(zhí)行和落實(shí)維護(hù)責(zé)任制度，對(duì)水塔內(nèi)部的填料、噴嘴以及排水槽等運(yùn)行情況進(jìn)行定期檢查，避免由于發(fā)生局部堵塞問題而導(dǎo)致冷卻效率下降的問題。

4.3確保凝汽器的最佳真空狀態(tài)

為了確保汽輪機(jī)運(yùn)行中凝汽器可以保證其真空度處于最佳狀態(tài)來確保排汽冷卻凝結(jié)成水的效率，以及為了增加做功而確保汽輪機(jī)內(nèi)部的蒸汽發(fā)生膨脹比大氣壓低來實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗的目的，就需要采取以下措施來確保凝汽器的真空狀態(tài)：一是對(duì)冷卻面進(jìn)行定期清理，確保冷卻面具有最佳的傳熱效果。二是對(duì)凝汽器的熱負(fù)荷進(jìn)行科學(xué)適量降低來使其熱效率有效提升，此外，還可以通過將霧化式噴頭安裝在凝汽器喉部位置的方式來對(duì)部分凝汽器凝結(jié)熱進(jìn)行有效吸收。

5結(jié)語

在目前我國有關(guān)部門對(duì)發(fā)電廠的節(jié)能降耗要求在不斷提高的情況下，需要分析發(fā)電廠中的汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備采用節(jié)能技術(shù)開展節(jié)能減排工作的可行性，然后針對(duì)影響汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備運(yùn)行能耗過高的原因進(jìn)行分析，并針對(duì)不同的因素提出了相應(yīng)的技術(shù)改造以及運(yùn)行優(yōu)化措施。此外，還要在此基礎(chǔ)上提高工作人員的專業(yè)水平并發(fā)揮其創(chuàng)造力，不斷推進(jìn)發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備的節(jié)能技術(shù)應(yīng)用與創(chuàng)新，促進(jìn)發(fā)電廠節(jié)能降耗工作的持續(xù)開展。

參考文獻(xiàn)

[1]王丹. 發(fā)電廠汽輪機(jī)及其輔機(jī)設(shè)備節(jié)能技術(shù)要點(diǎn)[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2018（11）：138-139.

[2]俞磊. 燃煤電廠鍋爐和汽輪機(jī)以及輔機(jī)部分的節(jié)能技術(shù)分析[J]. 科技資訊，2018，16（1）：37-37.

（作者單位：大唐陜西發(fā)電有限公司灞橋熱電廠）