燃氣輪機發電廠節能降耗的主要措施

黃淼

（華電福新廣州能源有限公司，廣東 廣州 510000）

0 引言

燃氣輪機發電廠的發展對我國電力資源有著非常重要的影響，各行各業都在應用燃氣輪機作為發展的必要設備，除此之外，它也是我國軍事民用設備的動力裝備，也聯系著我國的國防力量，因此要想推動產業的不斷發展，就必須要不斷地優化燃氣輪機的質量，保證燃氣輪機能夠穩定、安全地運行，延長燃氣輪機的使用壽命，同時不應當違背我國的可持續發展戰略，燃氣輪機發電設備要盡可能地節能減耗，減少對環境的破壞。

1 燃氣輪機發電廠存在的問題

1.1 設備故障跳閘問題

燃氣輪機發電廠的整體運行設備成本較高，要想降低發電廠的成本，在設備運行過程中要保護好這些設備，盡量減少設備的損耗，一旦燃氣輪機機組設備出現問題，會增大對機組零件的磨損，導致更多能量的損耗，使發電成本變高，不利于節能降耗策略的實施。根據近年來的燃氣輪機檢修結果顯示，燃氣輪機機組經常會出現設備故障跳閘的問題，需要重啟設備才能繼續運行，經常重啟會影響機組設備的使用壽命，影響發電廠的正常工作和供電[1]。

1.2 超負荷運行問題

燃氣輪機機組運行如圖1 所示。燃氣輪機的運行時間也要進行嚴格的控制，過長時間運作會使設備壓力過重，給工作人員和設備都來帶危險，燃氣輪機由于長期的使用比較容易出現問題，超負荷運行更加會增大其工作壓力，增大燃氣輪機的能耗，并且影響它的使用壽命，增大了發生事故的概率，不利于保證供電的穩定性[2]。

圖1 燃氣輪機機組運行

1.3 檢修成本高

燃氣輪機發電廠的一系列生產設備具有復雜、檢修難度大的特點，要想讓燃氣輪機機組的穩定運行，發電設備不能出現問題，因此需要定期對燃氣輪機機組設備進行檢修、保養，及時發現燃氣機組的問題，這樣才能最大程度地降低燃氣輪機的能耗。但是由于大多數燃氣輪機的零件、設備都為進口材料生產的，其成本比較高，增大了檢修的難度，大多數發電廠都是在燃氣輪機發生較大問題時才更換零件進行維修，在這個過程中能量損耗也很大[3]。燃氣輪機的檢修工作如圖2所示。

圖2 燃氣輪機的檢修工作

1.4 綜合用電量過高

燃氣輪機發電廠的發電原理主要是將化學能轉化為電能，在這一發電過程中除了燃氣輪機以外的機組其他設備也會消耗一部分產生的電能，最終才能提供給其他設備能量，目前由于我國大部分燃氣輪機機組的設備使用時間較長，都出現了一些老化、耗能高、綜合用電量過高等問題[4]。

1.5 工作人員維護經驗欠缺

燃氣輪機維修隊伍如圖3 所示。大部分燃氣輪機發電廠的工作人員都是只會進行操作燃氣輪機機組，對于燃氣輪機故障等問題不是十分了解，并且維修經驗也比較少，發電廠對于機組維修工作也不夠重視、維修隊伍不專業，同時在行業中這一維修人才也比較少，這導致了燃氣輪機機組的檢修不到位，一旦出現較大的問題，能完成這一工作的專業人員很少，會耽誤機組的運行，如果出現小問題可能直接忽視、無人維修，這也大大增加了汽輪機機組的能量損耗。

圖3 燃氣輪機維修隊伍

2 燃氣輪機發電廠節能降耗的重要性

2.1 降低企業消耗成本和減少對環境的污染

燃氣輪機發電會產生一些對環境有害的物質，會給環境造成污染，在目前可持續發展戰略的落實過程中，國家和政府非常重視燃氣輪機發電的工作。但是由于天然氣在我國的價格一直較高，企業想要利用天然氣發電就需要較高的經濟成本，遠遠比燃煤發電廠高得多，因此很多燃氣輪機發電廠都是入不敷出，需要國家的補貼才能維持運行，因此要想保證發電廠持續穩定的發展，必須要降低其生產成本，節能減排，以此提高企業的經歷效益[5]。

2.2 采用新型手段和設備提高生產效率

發電廠的穩定運行需要消耗大量的能源，生產電力的過程中也會有不少損耗，因此，進行電廠的電力改革可以降低能源損耗，引進新型的設備和生產技術是提高生產效率的有效手段之一，不僅能夠提高發電的效率，也可以降低企業成本。燃氣輪機構造如圖4 所示。燃氣輪機發電廠做好節能降耗的工作可以獲得最多的收益，面臨電力行業所進行的改革也可以站穩腳跟。

圖4 燃氣輪機構造

2.3 符合國家的發展戰略，建立節約型發電廠

由于我國天然氣的開采具有一定的難度，并且技術和設備上都有一些欠缺，這除了對天然氣使用有所影響外，也限制了天然氣發電廠的發展，我國的天然氣開采技術與其他發達國家相比稍微落后，仍然需要不斷探索和提升，我國本土開采的天然氣資源并不足以維持人們生活和長期的發電，因此，需要向國外進口天然氣。使用新型的燃氣輪機設備可以有效地降低生產過程中的能耗，使發電效率最大化，避免生產原料的浪費，可以最大程度地節約企業生產成本[6]。

3 燃氣輪機發電廠節能降耗的策略

3.1 控制水溫

在燃氣輪機的運行過程中，水溫對其運行也會有一定的影響，如果水溫過低，會導致鍋爐運行所消耗的用電量增加，也會增大燃氣輪機機組的耗能，不利于生產的節能減耗。在生產的排煙過程也會有一定的能量損耗，因此，要想使燃氣輪機機組的發電效率最高，不能忽略每一個生產步驟，嚴格控制水溫維持在生產所需要的范圍內，控制好水溫。控制水溫的措施可以是控制燃料的投放，使每次投放量都符合標準，定期投放，嚴格按照生產要求進行，避免由于操作不當產生能源損失；也需要讓工作人員不斷提高自身的專業水平，檢查輸送管道是否出現問題，避免出現蒸汽泄漏的情況，以此降低能量損耗[7]。

3.2 控制凝汽機

凝汽機是燃氣輪機發電機組中的重要設備，它對汽輪機的使用壽命有著一定的影響，因此，如果讓燃氣輪機處于真空的狀態中可以在一定程度上降低發電的能源消耗，避免這一設備出現老化、故障等問題，延長燃氣輪機的使用壽命，提高工作效率。同時還需要檢測射水泵的相關性能，即在保證射水箱中的溫度低于25°C 的同時確保其水位在正常的范圍內。除此之外，對于凝汽機的凝結管道狀態也要進行控制，定期檢查管道內的水質，并且及時的清理，還有要對凝汽機內的水位嚴格檢測，保證凝汽機有足夠的冷卻面積和時間，以此降低發電過程的能源損耗，提升生產效率[8]。

3.3 在一定程度上降低運行阻力

燃氣輪機機組的設備在運行的過程中一定會存在一定的阻力，有阻力設備在運行過程中就會有能量損耗，因此就要保證安全生產的前提下降低機組的運行阻力，再通過監控風扇的運行功率來確定壓力的上限和下限，以此來確定監控設備運行所能承受的最大阻力。在這一監控過程中可以時刻的檢測到煙氣是否泄漏，根據監測情況如果發生泄漏要及時處理和維修，避免消耗更多的能量，如果長期泄漏并且泄漏率較高，企業要適當的調整設備的密封結構，以此來降低設備的運行阻力[9]。

3.4 根據實際情況調整運行模式

由于每個發電廠設備建設情況不同，同樣型號的燃氣輪機設備被應用于不同電廠要根據發電系統進行調試，才能保證設備安全穩定的運行，在此情況下選擇更節能的主、輔機運行模式，以此來實現最大程度的節能降耗。例如，空氣冷卻系統會受到天氣和季節變化的影響，如果夏季的溫度較高，風扇的運行不需要其他設備過多的運作，高溫已經可以滿足風扇的完全供電，在雨雪天氣可以適當的調整風扇的運行功率，使能量損耗最小化[10]。燃氣輪機機組節能減排模式如圖5 所示。

圖5 燃氣輪機機組節能減排模式

3.5 提高燃氣輪機壓氣機吸入空氣的質量和流量

燃氣輪機的運行同時還與壓氣機吸入的空氣質量和流量有關，如果空氣的質量不好、有雜質，那可能會對汽輪機組設備造成一定的磨損，從而影響發電效率，因此要保證汽輪機不被破壞，可以先將空氣過濾后再生產，將空氣中的雜質過濾出去，值得注意的是要定期更換過濾器的濾芯，避免因為使用時間過長無法達到過濾的效果。除此之外空氣流量也要進行控制，如果空氣流量過低會使燃氣輪機的壓縮機發生喘振的現象，影響汽輪機的正常運行，因此，要嚴格控制，避免由于壓力問題汽輪機發生故障[11]。

3.6 控制啟動和跳閘次數

汽輪機由于長期的運行經常會出現跳閘和重啟等問題，這對汽輪機有一定的損耗，要想保證汽輪機的使用壽命，發電廠要嚴格按照規定使用汽輪機，定期關閉和開啟汽輪機，避免其長時間無休止的運作，如果經常發生跳閘或者關閉會導致后續的生產過程中能量損耗也加大，提升了企業的成本，不利于其發展，因此，要定時檢修，及時發現問題所在[12]。

4 結語

燃氣輪機發電廠的節能降耗工作需要長期不斷的努力，要克服在此過程中遇到的重重困難才能將這一工作完成的好，面對國家和社會對電力行業的嚴格要求和行業內的激烈競爭，只有不斷的完善生產過程，降低生產成本才能在行業內持續穩定的發展，可以通過檢查燃氣輪機機組的運行情況來發現發電過程中耗能較大的原因，同時對其進行分析，找出最高效的解決辦法。同時要對企業內的工作人員進行管理，提升專業水平，讓他們對節能降耗理念和設備的檢修有足夠的了解，在發生問題時及時處理，讓每一位工作人員都重視其發電廠的節能減耗工作，真正的實現這一策略。