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摘要:隨著國(guó)家對(duì)節(jié)能降耗工作的大力倡導(dǎo)，節(jié)能降耗工作勢(shì)在必行，電廠是高能耗企業(yè)之一，節(jié)能潛力空間巨大，而汽輪機(jī)作為電力企業(yè)中耗費(fèi)能源的大戶(hù)，其能源消耗的最大程度降低，使能源轉(zhuǎn)化效率提升，給電廠帶來(lái)長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)減少資源過(guò)度消耗。對(duì)電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗進(jìn)行了分析研究。

關(guān)鍵詞:電廠;汽輪機(jī);運(yùn)行;節(jié)能降耗

1電廠汽輪機(jī)節(jié)能降耗簡(jiǎn)析

目前，不管是大型發(fā)電廠還是鋼鐵企業(yè)的自發(fā)電，在節(jié)能降耗方面采取的有效措施，除了依托高效管理模式外，還需從技術(shù)角度采取有效措施，從源頭上提高企業(yè)的能源利用率，進(jìn)而達(dá)到節(jié)能降耗目的。要想從根本上解決能源消耗大的問(wèn)題，首先需對(duì)燃燒系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行評(píng)估，并對(duì)其運(yùn)行參數(shù)有一個(gè)全面了解，發(fā)現(xiàn)電廠汽輪機(jī)在節(jié)能降耗上的明顯潛力，找出節(jié)能降耗策略的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。電廠節(jié)能降耗的主要措施集中在汽輪機(jī)運(yùn)行中的優(yōu)化控制以及技術(shù)創(chuàng)新等。和國(guó)外相比，雖然我國(guó)對(duì)汽輪機(jī)的改造起步晚，但經(jīng)過(guò)不斷的創(chuàng)新研究和技術(shù)改造，電廠汽輪機(jī)在節(jié)能降耗方面取得不錯(cuò)的成效，技術(shù)方面也逐漸成熟。大量實(shí)踐證明，對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行改造之后，能源利用率得到了有效提升，而且消耗量也明顯減少，說(shuō)明對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行改造后實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗在實(shí)際應(yīng)用中具有可行性。

2影響電廠汽輪機(jī)損耗高的主要因素

2．1汽輪機(jī)中冷凝器問(wèn)題

1)電廠汽輪機(jī)中空冷凝器在運(yùn)行中，如果運(yùn)行環(huán)境風(fēng)沙較大，較長(zhǎng)運(yùn)行時(shí)間以后就會(huì)有大量風(fēng)沙塵土等堆積在凝汽器的翹片處，導(dǎo)致翹片管上的熱阻不斷增加，嚴(yán)重阻礙其傳熱性能和通道。當(dāng)其處在負(fù)風(fēng)壓區(qū)域時(shí)，會(huì)導(dǎo)致風(fēng)機(jī)吸入一定量的空氣，阻礙流通，并在一定程度上降低傳熱效果，腐蝕相應(yīng)的管道及設(shè)備。當(dāng)在冬季時(shí)，空冷凝器由于流量不均衡，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)不能正常運(yùn)行，造成運(yùn)行效率大大降低。2)電廠汽輪機(jī)中的水冷凝器在運(yùn)行過(guò)程中，由于冷卻水水質(zhì)差問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)運(yùn)行中的凝氣管產(chǎn)生比較嚴(yán)重的結(jié)垢問(wèn)題，使汽輪機(jī)排汽換熱效果大打折扣。同時(shí)，會(huì)使其耗水量大，在冷卻塔中會(huì)有大約90%的含水量被蒸發(fā);另外，凝氣器的泄漏問(wèn)題也是影響汽輪機(jī)損耗高的一個(gè)因素。如果發(fā)生泄漏，會(huì)造成冷卻水進(jìn)入到凝結(jié)水中，或者進(jìn)入鍋爐中。長(zhǎng)期以往，水質(zhì)會(huì)逐漸超出限值的標(biāo)準(zhǔn)，且長(zhǎng)時(shí)間處于超標(biāo)狀態(tài)而導(dǎo)致鍋爐水冷壁發(fā)生結(jié)垢現(xiàn)象，嚴(yán)重情況下甚至?xí)?dǎo)致其發(fā)生腐蝕，使鍋爐水冷壁出現(xiàn)爆炸等一些列問(wèn)題，使生產(chǎn)安全性大大降低，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失及人身安全影響。

2．2汽輪機(jī)中輪機(jī)組汽缸問(wèn)題

汽輪機(jī)組汽缸是電廠汽輪機(jī)的外殼，其主要作用是將大氣和汽輪機(jī)中的通流部分(轉(zhuǎn)子、噴嘴等)隔開(kāi)，確保蒸汽在汽輪機(jī)中完成熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能。同時(shí)汽缸和排汽、進(jìn)汽以及支撐座架等管道相連。運(yùn)行過(guò)程中氣缸內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生很高的溫度，其熱量會(huì)向外缸輻射，這時(shí)，就需夾層汽流對(duì)其進(jìn)行冷卻。當(dāng)汽輪機(jī)啟動(dòng)冷卻后，夾層汽流則會(huì)由原來(lái)的冷卻作用變成加熱，使得汽缸工作效率影響汽輪機(jī)的能量耗損，如果這時(shí)汽缸運(yùn)行出現(xiàn)問(wèn)題，其能量耗損會(huì)更大。所以，輪機(jī)組汽缸對(duì)汽輪機(jī)的熱能消耗影響是非常大的。

2．3汽輪機(jī)組能源消耗

高汽輪機(jī)是電廠發(fā)電的原動(dòng)機(jī)，是非常重要的設(shè)備，它能有效實(shí)現(xiàn)電能、熱能和動(dòng)能的轉(zhuǎn)化。汽輪機(jī)的運(yùn)行需和其他相關(guān)設(shè)備(發(fā)電機(jī)、凝汽器和鍋爐等)配合一起運(yùn)行，才能將其功能最大程度地發(fā)揮出來(lái)。汽輪機(jī)耗能高和許多因素有關(guān)，比如外缸和噴嘴室變形、軸端汽封漏氣等。汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，其低壓缸的出汽邊極易被腐蝕，給氣壓閥帶來(lái)?yè)p傷，導(dǎo)致蒸汽發(fā)生泄漏，耗能增加。此外，冷卻水溫度過(guò)高、運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷和參數(shù)發(fā)生變化等均會(huì)使汽輪機(jī)能源消耗量增加。

3電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗措施

3．1加強(qiáng)凝汽器運(yùn)行管理

3．1．1做好凝汽器清理工作運(yùn)行

一段時(shí)間之后，凝汽器內(nèi)部會(huì)有一定污垢，這些污垢會(huì)影響其傳熱性能，所以，必須做好清理工作。冷卻面的污垢在積累一定時(shí)間之后才會(huì)對(duì)真空造成影響，所以，清理作業(yè)需根據(jù)實(shí)際結(jié)垢的情況，并對(duì)比分析結(jié)垢后冷卻管內(nèi)阻力損失，再選擇相應(yīng)的清理方式，定期對(duì)其進(jìn)行清理。一般有酸洗法和干洗方法兩種。酸洗法是通過(guò)5%濃度的有機(jī)酸進(jìn)行清洗。當(dāng)銅管腐蝕速率比1m2/h還要小時(shí)，則需在主洗劑中加入0．5%濃度的銅腐蝕劑和酸腐蝕劑以及0．2%濃度的氫氟酸，按流速0．1m/s進(jìn)行清理［1］。而干洗法就是把除氧器中的熱水先灌滿(mǎn)凝汽器側(cè)，再用風(fēng)機(jī)對(duì)冷卻管進(jìn)行吹干處理，在污垢龜裂之后，用冷水沖洗干凈就可。若污垢硬度大，干洗發(fā)無(wú)法去除，這時(shí)可選擇使用酸洗法清洗。

3．1．2確保凝汽器處于最佳真空狀態(tài)

凝汽器若處于最佳真空狀態(tài)，就能有效控制燃料的消耗。因此，必須采取措施確保其處于最佳真空狀態(tài)。①電廠相關(guān)人員應(yīng)采用灌水檢漏方法，定期試驗(yàn)與檢測(cè)凝汽器的喉部及其以下部位，以保證凝汽器的真空封閉性，確保汽輪機(jī)機(jī)組真空封閉性。②對(duì)凝汽器加強(qiáng)監(jiān)視，尤其是運(yùn)行過(guò)程。要確保凝汽器運(yùn)行水位在正常范圍內(nèi)，以預(yù)防凝汽器出現(xiàn)真空下降現(xiàn)象，如果其水位過(guò)高，會(huì)由于內(nèi)部冷卻空間不足，導(dǎo)致凝汽器內(nèi)部真空下降。同時(shí)還需對(duì)其水位和水溫進(jìn)行檢測(cè)，將其水溫控制在26℃最佳，并確保其有足夠的冷卻時(shí)間和冷卻面積。③加強(qiáng)對(duì)循環(huán)冷卻水水質(zhì)的監(jiān)督，確保其水質(zhì)質(zhì)量達(dá)標(biāo)，提升其換熱水平。如果凝汽器出現(xiàn)真空下降問(wèn)題，則需安排相關(guān)人員對(duì)循環(huán)泵的電流、進(jìn)出水壓情況、凝結(jié)水溫度等相關(guān)參數(shù)進(jìn)行認(rèn)真核查;關(guān)注凝汽器真空狀態(tài)的變化，確保降低負(fù)荷的全部操作均在有關(guān)要求的合理范圍內(nèi);對(duì)水泵真空系統(tǒng)進(jìn)行定期檢查，確保其處于正常運(yùn)行狀態(tài)等。

3．2對(duì)汽輪機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)程序進(jìn)行控制

電廠可通過(guò)加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行以及停機(jī)進(jìn)行控制，讓汽輪機(jī)在提升工作效率的同時(shí)，還能有效降低能源的消耗。通常情況下，汽輪機(jī)啟動(dòng)所需的冷態(tài)氣壓值在2．5－3．0MPa;凝汽器真空壓力在－50～－40KPa范圍內(nèi);溫度在270℃～300℃之間。其啟動(dòng)過(guò)程中需先預(yù)熱，所以能源消耗會(huì)增加，發(fā)電成本也會(huì)提高。對(duì)此，在啟動(dòng)汽輪機(jī)時(shí)，應(yīng)采用先開(kāi)旁壓方式，讓其壓力維持在2．0MPa上下，在此條件下，再打開(kāi)真空門(mén)，讓其真空壓力值控制在合理范圍內(nèi)［2］。之后通過(guò)增加蒸汽量的方法提升暖機(jī)速度，將汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí)間縮短。在電廠汽輪機(jī)運(yùn)行中，要想在維持鍋爐中水循環(huán)良好的條件下，提升燃料效率，達(dá)到節(jié)能降耗目標(biāo)，可通過(guò)定、滑、定方式實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。通過(guò)這種方式，能在汽輪機(jī)機(jī)組負(fù)荷穩(wěn)定性不好的情況下，實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)一次性成功調(diào)頻需要，提升汽輪機(jī)機(jī)組能源使用率。一般情況下，汽輪機(jī)只有在檢修時(shí)才能停機(jī)，所以，停機(jī)過(guò)程中，電廠相關(guān)人員應(yīng)對(duì)其各關(guān)鍵部位進(jìn)行細(xì)致且全面的檢查，并根據(jù)實(shí)際情況和使用需求設(shè)置準(zhǔn)確、合理的相關(guān)參數(shù)，確保汽輪機(jī)停機(jī)時(shí)其他設(shè)備不會(huì)由此受損，使其使用壽命延長(zhǎng)。對(duì)汽輪機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)進(jìn)行科學(xué)合理控制，提高其工作效率，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。

3．3根據(jù)實(shí)際情況改造汽輪機(jī)，提升機(jī)組運(yùn)行效率

為提升汽輪機(jī)工作效率，完成節(jié)能降耗目標(biāo)，可從技術(shù)層面，通過(guò)改造原有的汽輪機(jī)來(lái)提升能源利用率，降低成本。凝汽器是電廠汽輪機(jī)中的一個(gè)重要關(guān)鍵部分，能在一定程度上影響機(jī)組發(fā)電的整體效率，影響其安全運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，可通過(guò)改造凝汽器實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。對(duì)凝汽器的真空裝、端差和水文等進(jìn)行改造，降低汽輪機(jī)大修概率，減少其停機(jī)時(shí)間，保證機(jī)組運(yùn)行安全，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。另外，可對(duì)電廠汽輪機(jī)的汽封系統(tǒng)進(jìn)行改造，以提升能源利用率，比如平頂山市瑞平電廠就對(duì)汽封系統(tǒng)進(jìn)行了改造，大大提升了機(jī)組工作效率，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗目標(biāo)。

3．4科學(xué)優(yōu)化汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng)

汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)科學(xué)優(yōu)化，能有效減少相關(guān)輔助系統(tǒng)的泄漏失誤情況出現(xiàn)。同時(shí)其還直接影響著機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性能，所以，科學(xué)優(yōu)化調(diào)整其熱力系統(tǒng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)來(lái)說(shuō)，是非常關(guān)鍵的措施之一。優(yōu)化調(diào)整汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng)及其配置，能進(jìn)一步提升汽輪機(jī)的整體性能，還能使汽輪機(jī)運(yùn)行中出現(xiàn)內(nèi)漏和能源外漏等現(xiàn)象的概率盡可能減到最低。相關(guān)人員應(yīng)結(jié)合實(shí)際熱力系統(tǒng)布置情況，并根據(jù)系統(tǒng)管道走向，科學(xué)合理地對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，優(yōu)化熱力系統(tǒng)中的各個(gè)配置，降低能源消耗量，同時(shí)還能有效減少維護(hù)修理工作量，確保機(jī)組運(yùn)行安全、穩(wěn)定，提升電廠的經(jīng)濟(jì)效益。另外，對(duì)熱力系統(tǒng)的中壓和高壓外下缸的疏水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整;也可改進(jìn)高加疏水方式，并對(duì)高加運(yùn)行的水位進(jìn)行試驗(yàn);電廠相關(guān)人員對(duì)熱力系統(tǒng)各部位，定期做好檢修工作等。

3．5優(yōu)化機(jī)組的循環(huán)

水泵電廠汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，需使用多臺(tái)同級(jí)機(jī)組，雖然運(yùn)行效率有了很大提升，但是，汽輪機(jī)的循環(huán)水系運(yùn)行模式還是傳統(tǒng)單元制，這導(dǎo)致機(jī)組的整體經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重制約。電廠汽輪機(jī)的整體機(jī)組中，水循環(huán)系統(tǒng)是其中耗損最大的一個(gè)部分，所以，對(duì)機(jī)組的循環(huán)水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，實(shí)際上對(duì)汽輪機(jī)整體運(yùn)行的節(jié)能降耗有著極大影響。優(yōu)化水循環(huán)系統(tǒng)能有效實(shí)現(xiàn)單元的獨(dú)立運(yùn)行，還能進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)組的合作運(yùn)行。電廠汽輪機(jī)日常運(yùn)行過(guò)程中，技術(shù)人員在計(jì)算凝汽器負(fù)荷的基礎(chǔ)之上，對(duì)循環(huán)水總體用量進(jìn)行明確，以便科學(xué)調(diào)整循環(huán)水泵的運(yùn)行狀況，幫助機(jī)組循環(huán)水泵將其耗損降低，實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗目標(biāo)。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電廠汽輪機(jī)作為其主要設(shè)備，在節(jié)能降耗方面具有非常重要的意義，有利于電廠整體效益的提升，有效降低能源消耗，降低成本，同時(shí)也對(duì)社會(huì)發(fā)展具有重要影響。本文主要從技術(shù)層面出發(fā)，分析研究汽輪機(jī)節(jié)能降耗的途徑，從做好凝汽器清理工作;確保凝汽器處于最佳真空狀態(tài);對(duì)汽輪機(jī)的啟動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)程序進(jìn)行控制;根據(jù)實(shí)際情況改造汽輪機(jī)，提升機(jī)組運(yùn)行效率;科學(xué)優(yōu)化汽輪機(jī)的熱力系統(tǒng);優(yōu)化機(jī)組的循環(huán)水泵等多方面入手，提升電廠汽輪機(jī)工作效率，將汽輪機(jī)節(jié)能降耗的作用充分發(fā)揮出來(lái)，使節(jié)能降耗效果達(dá)到最佳，從而保證電廠效益，增強(qiáng)其競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力。

參考文獻(xiàn):

［1］鄭宏偉，李煒．電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗研究［J］．中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016(9):78－79．

［2］楊永興．試論電廠汽輪機(jī)運(yùn)行的節(jié)能降耗［J］．中小企業(yè)管理與科技(上旬刊)，2017(1):175－176.

作者：張二強(qiáng) 單位：陜西煤業(yè)化工集團(tuán)有限責(zé)任公司