火电厂汽轮机组节能措施研究与应用张作金

火电厂汽轮机组节能措施研究与应用张作金

张作金

（华能国际电力股份有限公司丹东电厂辽宁丹东118300）

摘要：随着国家对于环境问题重视程度的提高，火电厂节能减排工作刻不容缓。我国的电力结构中以煤电为主，燃煤发电消耗的煤炭量占到了煤炭总消耗的一半以上，火电厂的能源消耗量和污染物的排放量是影响火电厂可持续发展的主要因素。煤炭资源的供应紧张，以及严重的环保问题，都要求火电厂需要进行升级改造，通过节能技术改造，提高火电厂能源利用率，降低发电成本。

关键词：火电厂；汽轮机组；节能措施

1影响火电厂汽轮机耗损的因素

1.1设备因素

汽轮机是火电厂中的重要动力设备，而汽缸则是汽轮机中的重要组成部分。汽缸的作用就是将汽轮机与空气隔开，这样蒸汽就能够在汽轮机中做功。由此可知，要降低汽轮机运行能耗，就必须提高汽缸运行效率。然而，由于诸多方面的原因，目前我国自产的汽缸设备仍存在一定的缺陷，汽缸运行效率值也达不到设计值，相较于国际先进水平，存在着非常大的差距。而受经济方面的原因，火电厂大多采用我国自产的汽缸设备，这就导致了火电厂汽轮机运行能耗过大。

1.2温度和压力因素

汽轮机受温度和压力影响，工作效率和损耗也会发生变化。若是汽轮机喷水量大或者是空气吹入高，就会导致燃料供应短缺，造成温度不符合要求。这时加热器极可能会出现积垢情况，进而影响到汽轮机的能耗，使得汽轮机工作效率降低。若是水压值不符合要求，就会导致无法充分燃烧，使得蒸汽流量增加，进而降低蒸汽气压，从而影响汽轮机工作效率。

1.3电力负荷因素

如果电网中电力负荷出现大幅变化现象，就极可能造成峰谷变化出现。所以，通过反复、合理调整汽轮机，能够使汽轮机适应电力负荷大幅变化情况，但是这会增加汽轮机的能耗。

2电厂汽轮机运行节能降耗应对措施

2.1汽封换型

导致汽轮机组热耗高的一个重要原因是汽轮机的汽缸运行效率低。汽轮机通流间隙是否合理、汽封密封性的优劣直接影响着汽缸的运行效率。部分电厂的梳齿式汽封为结构落后的传统汽封，它的安装间隙较大，密封效果不佳，这将显著降低汽缸的运行效率。因此，选择合理的气封形式，科学调整通流间隙是提高汽轮机缸效率的有效途径。目前，汽轮机最常用的气封类型有七种：梳齿型汽封、侧齿型汽封、刷式汽封、蜂窝型汽封、接触型汽封、DAS型汽封、布莱登汽封。这七种气封类型各有优缺点，采用何种类型应根据具体电厂的实际情况，充分考虑改造效果和设备运行的可靠性。

2.2通流部分节能降耗措施

2.2.1通流部分湿蒸汽冲洗及化学冲洗方法

针对通流部件会出现积垢问题，在此提出两种冲洗方法，湿蒸汽冲洗与化学冲洗方法。在处理通流部分的积垢时，将转子吊出，置于备妥的支架上，首先使用高压水或溶剂进行湿冲洗，之后用刮刀、砂纸等工具手工清除，清除积垢时要叶片的保护。湿蒸汽冲洗是最常使用的清洗措施，它是将清洗装置（减温减压器）产生的饱和蒸汽通入汽轮机，在运转状态下冲洗积垢，积盐被湿蒸汽中凝结水带走而得以清除，对垢层是盐和SiO2混合物的积垢，当溶于水的化合物被冲掉后，不溶于水的SiO2垢层会随之瓦解而被除去。在特殊情况下，当湿蒸汽冲洗不能有效清除硅垢时（湿蒸汽冲洗方法不能彻底清除积垢），可以用化学冲洗，化学冲洗是在冲洗蒸汽的基础上加入化学药品进行冲洗，如加入NaOH溶液。但化学药品会腐蚀通流部分的构件，当时用化学冲洗时，应严格控制添加剂的浓度、温度，并在最后用纯净的湿蒸汽进行二次冲洗以避免残留的化学药剂对叶片产生腐蚀。

2.2.2低压缸排气通道优化节能改造

国产汽轮机低压缸排汽通道普遍存在一定的结构设计缺陷，这就是在排汽通道内部设计安装了7号、8号低压加热器；此外，还安装了大量的支撑钢架和抽汽管道。此种结构既加大了汽轮机低压缸排汽的阻力系数，同时使凝汽器汽侧排汽场的汽流分配严重不均，甚至产生涡流场。这种不合理的结构是致使凝汽器换热效率低、真空低的一个重要原因。针对这一问题，根据Fluent流场模型在通道内部安装排气导流板。

2.3控制好汽轮机供给水温度

汽轮机供给水温度与汽轮机使用的燃料数量有着密切关联，供给水温过低，就会增加燃料数量，使得排烟量增加，这样就会造成大量热能损失，从而降低了燃料利用率。所以，控制好汽轮机供给水温度非常重要，是确保汽轮机正常、高效运行的重要举措。这就要求火电厂工作人员必须严格按照要求控制好水温，严格按照要求操作汽轮机，做好汽轮机维护保养工作，避免汽轮机发生故障。此外，还应定期对汽轮机加热器中的水位进行检查，确保水位保持正常，确保加热器没有漏点，密封性良好。

2.4调整汽轮机运行方式

火电厂汽轮机运行方式主要有两种，分别是定压运行方式和滑压运行方式。汽轮机采用滑压运行方式时，在负荷较低时，热经济性要高于定压运行方式。所以，在负荷较高时汽轮机应采用定压运行方式。采用滑压运行方式，能够有效降低汽轮机水泵功耗。

2.5优化汽轮机的启停过程

汽轮机的启停过程就和汽车的启停过程很类似，在汽车的启停过程中会有柴油的损耗，相对应的在汽轮机启停过程中会有能量的损耗，因此，如果可以对汽轮机的启停过程加以优化的话必然能够在很大程度上帮助减少汽轮机在运行过程中的能量损失。优化汽轮机的启停过程具体做法如下：首先是在汽轮机启动时，要按照相关的规范要求来对汽轮机的各项运行参数进行实时的监控。如果出现主汽门的压力过大或是凝汽器的真空度过高的情况将会增大汽轮机的电动消耗。因此可以在启动的时候采用开高低旁的方法来减小主汽门的压力，至于凝汽器真空度变大的情况可以通过采取开启真空破坏门的方法来解决。接下来是汽轮机停机时候的优化，这个可以采用滑参数停机的方式，这种方法可以充分利用锅炉的余热来发电，减少了能量损失，还可以有效的降低汽轮机停机时各个器件的温度，在一定程度上保护了设备的安全。

结语

综上所述，对火电厂汽轮机采取节能降耗措施进行改造，有利于提高汽轮机运行效率，降低汽轮机运行能耗，对于火电厂的可持续发展具有非常重要的意义。

参考文献：

[1]李书慧.火力发电厂汽轮机组节能降耗措施分析[J].中国高新技术企业，2015

[2]付国辉.电厂汽轮机运行的节能降耗措施研究[J].山东工业技术，2015

[3]李海，周宗立，周宗伟，梅小丽.火电机组运行中的节能优化技术研究[J].通信电源技术，2015