300 MW火电机组经济运行技术研究

白岩

摘 要：随着经济的快速发展，人口的不断增多，能源问题在全球范围内受到了关注，各个行业的节能工作开展的如火如荼。火电厂不仅仅是能源的创造者，也是能源的消耗者，在节能方面必不可免而任重道远。特别是我国目前火电厂的主力机组300 MW机组在节能方面更是重中之中，因此，有必要对300 MW火电机组的经济运行相关技术进行经验总结和深入研究。文章主要结合300 MW火电机组的能耗现状，综合性的提出经济运行相关技术措施，为具体工作实践提供参考。

关键词：300 MW；火电机组；经济运行

中图分类号：TK224 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）11-0024-01

300 MW机组作为目前我国火电厂的主力机组，虽然在能源供给方面是不可或缺的部分，但在能源消耗方面也占据了较大比例，其实际运行经济性能技术指标与理想经济性能技术指标还存在着较大的差距，煤耗量大、厂用电率高是普遍存在的问题，需要通过各个方面的技术措施来提高其运行的综合经济性能。

1 汽轮机经济运行

汽轮机作为机组的主要组成部分，其能耗占据了较大比例，因此，汽轮机的经济运行是机组经济运行的重点，可以从以下几个方面来实现汽轮机的经济运行。

1.1 优化滑压运行

滑压运行是降低汽轮机热耗、提高汽轮机经济运行的重要方式之一，所产生的经济效益是非常可观的，试验表明，滑压运行能降低煤耗2～3 g/kW·h。早在20世纪80年代滑压技术就已经提出，并得到较为广泛的推广和应用。但从目前汽轮机的实际运行情况来看，滑压运行技术的应用水平还不是很高，有待研究和完善。特别是厂家提供的滑压运行曲线没有考虑不可控运行参数，如循环水进口温度、环境温度等，造成机组滑压运行时阀位总指令随季节的变化而变化，无法保证机组运行的经济性，这就需要在不同的工况下，借助性能试验测试手段，结合局部能耗分析法来得出机组最经济、实用滑压运行曲线。

当火电机组参与电网调峰时，一般情况下，机组可在额定负荷的高负荷范围内保持定压运行，负荷调节可通过调门开度改变或进汽喷嘴数量增减来实现；在额定负荷的中低负荷范围内全开部分调节阀进行滑压运行；在额定负荷的极低负荷范围内采用在低蒸汽压力下的定压运行方式。以此在全负荷范围内都能保持较高的效率。但要注意的是，虽然滑压运行在低负荷下具有诸多优点，但由于压力降低会降低循环热效率，且汽包壁上会产生热应力，因此滑压运行的选择和应用必须结合机组实际情况，进行综合经济技术比較，不能在所有负荷范围都采用滑压运行。

1.2 减小动静间隙

影响汽轮机运行的因素很多，但对于已经运行的机组，影响其运行效率的主要因素是汽封间隙的变化。由此不难看出，减小动静间隙是汽轮机经济运行的有效技术措施之一。具体包括以下两个方面：首先是减小通流部分的动静间隙。可通过隔板间隙减小、叶顶汽封间隙减小等方法降低漏汽损失，从而实现汽轮机经济运行。其次是减少轴端汽封漏汽。轴端汽封漏汽严重是一个普遍存在的问题，有些机组的轴端漏汽量甚至达到16 t/h，这对汽轮机的经济运行产生了较大影响。目前对于漏量的测量在技术和方法方面还不够成熟，漏量数据基本上由厂家提供，可靠性方面还有所缺失。因此，为了提高汽轮机的经济运行效率，需要通过高质量的检修工艺来调整和减少动静间隙，以实现汽机的经济运行。

1.3 降低排汽温度

降低低压缸排汽温度也是实现汽轮机经济运行一项重要途径，排汽温度主要受大气温度、冷却塔冷幅高、循环水温升、凝汽器端差这四个方面因素的影响，除了大气温度之外，可通过其它三项条件的改变来降低排汽温度，例如，改造冷却塔填料可改变冷却塔的幅高；调整循环水量可改变循环水温升。但通过冷却塔冷幅高、循环水温升的改变对排汽温度降低所起到的效果并不显著。最常用，最有效的方法还是通过降低凝汽器端差来完成。

目前在降低凝汽器端差方面，已经积累了比较丰富的经验可供参考。比较常用的有以下两种：一是凝汽器抽汽口的改造。二是凝汽器铜管结垢的预防。可通过高压水冲洗铜管、酸洗凝汽器铜管、投运胶球清洗装置来实现。高压水冲洗轻微结垢的铜管可使凝汽器端差保持较低的水平；酸洗凝汽器铜管可使凝汽器端差降到4 ℃以下；胶球清洗装置的投运也是铜管结垢预防的常用方法。从目前汽轮机的实际运行情况来看，凝汽器端差的降低仍不够理想。为此，国家出台了轮机凝汽器运行标准，这就需要在实际工作中严格按此标准执行，以实现凝汽器端差的降低，进而保证汽轮机的经济运行。

2 锅炉经济运行

300 MW火电机组运行过程中，锅炉会消耗大量的能量，如何提高锅炉经济运行水平已成为火电机组经济运行性所面临的关键问题。首先，调整一次风温。机组运行时，若实际条件允许，应尽量使一次风温保持在一个较高的水平，可以提高燃烧效率。实践运行经验表明，合理的调整一次风温可提高锅炉效率0.5%。其次，调整炉膛出口氧量。实验表明，炉膛出口氧量的控制也会对锅炉效率产生影响，甚至会增加风机耗电率。因此在高负荷情况下应将炉膛出口氧量控制在3.5%以下。第三，二次风调整试验。二次风调整试验可使炉内动力场分布维持一个良好的状态，一般通过二次风总量的调节来实现，较少调节风门档板开度。但实际上，二次风调整是比较复杂的，这种调整方式本质上是很粗糙的，需要进行改进。例如：在低负荷时关小或关闭部分二次风档板，使另一部分二次风档板全开，主要目的是维持炉内后期混合燃烧的动力工况，使炉膛出口氧量降低，提高锅炉经济运行效率。总之，在满足燃烧稳定性及环保要求下，需要提高锅炉的经济运行效率，这是火电机组经济运行不可或缺的一个组成部分。

3 辅机经济运行

目前，300 MW火电机组除了汽轮机和锅炉能耗较大外，辅机设备也是一个不能忽视的部分，为了最大化实现300 MW火电机组的经济运行，辅机设备也需通过各项措施提高经济运行水平，主要包括以下几个方面。

3.1 给水系统

目前300 MW火电机组给水系统的四大阀门导致节流损失偏大，即使全部开启四大阀门，也会造成压力损失，增加给水泵耗功，增大用电损失。同时，部分给水泵为定转速泵，且泵容量为最大流量的1.2倍、扬程为最大扬程的1.06倍，这种系统配置也会增加给水系统的耗电率。给水系统经济运行主要有两种常用方法：一是在系统试验基础上改造水泵。此方案造价底，但改造效益有限。二是改造泵的驱动方式，用汽泵代替电泵。此方式可降低厂用电耗，但较为复杂，因此，需要根据机组给水系统实际，在综合经济技术比较的基本上选择合理的方案。

3.2 制粉系统

300 MW火电机组制粉电耗偏大也是一个较为常见的问题，影响着机组的经济运行，由于目前火电厂比较缺乏制粉系统经济性试验数据，因此，从应用层面来讲，没有充分的技术基础，因此，加强制粉系统经济性试验和监督是十分有必要的，这需要在机组经济运行过程中加以重视。

3.3 烟风系统

风机装置效率低下和烟风总量增大是烟风系统耗电率较高的主要原因。首先是风机装置效率低下。烟风系统装置效率降低的主要因素是节流压损大，这主要是由于设备选型配置和风机自身效率较低所引起的。此问题的主要解决方法是在试验的基础上对叶轮加以改造。调峰时间较长的机组还可考虑改为变速驱动。此外，风机驱动方式也是一个导致装置效率低的关键因素。当前300 MW机组的引风机一般都选取定速驱动、动静叶可调的轴流风机的设计模式，定速驱动在适应变工况运行方面经济性能是比较差的。因此，建议采用液力偶合器驱动的变速系统设计方案或技改方案，虽然偶合器自身有消耗，但只要设计合理，也是可以可有效克服的。其次是烟风总量增大。烟风总量增大在增加锅炉排烟损失的同时，还会增大风机耗电率，需要注意烟风总量增大问题，适当加以控制和调整。

4 结 语

300 MW火电机组经济运行是一个系统性、综合性的工作，文章只是结合笔者实际工作经验，主要从三个方面进行了分析，在具体实践中，还需从各个细节着手，最大化地节约能耗，提高机组经济运行水平。

参考文献：

[1] 丁明青，何兰华.简析火电机组运行中的节能降耗[J].东北电力技术，2012，（3）.