探究火电厂600MW汽轮机组的节能改造措施

熊小勇

摘 要：600MW高参数、大容量汽轮机在火力发电厂中的应用十分广泛，就目前来看600MW的设计和制造技术水平不断提升，提高了气缸效率，但能耗一直居高不下，如何实现节能降耗至关重要。基于以上，本文从火力发电厂汽轮机运行现状着手，以东方600MW汽轮机组为例，分析了其存在的问题，并针对性的提出了具体的节能改造措施，旨在为相关汽轮机组节能改造实践提供参考。

关键词：火电厂；汽轮机组；节能降耗；节能改造

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0173-02

火力发电是我国最重要的电力能源生产方式之一，但火力发电厂的能耗也相对较大。汽轮机组是火力发电厂的重要设备，在整个火电厂能耗中，汽轮机组的能耗占据比例较大。当前，汽轮机设计及制造技术不断发展，气缸效率得到了有效的提升，但能耗高的问题一直没有得到根本性的解决，火电厂汽轮机的能耗一直处于较高的水平。能源问题是关系到人类社会可持续发展的关键性问题，对于火力发电厂汽轮机来说，如何进行节能改造至关重要。600MW汽轮机属于高参数、大容量汽轮机，其能耗一直较高，本文以东方电气集团公司生产的600MW汽轮机为例，結合其实际运行问题和特点，探讨了600MW汽轮机的节能改造措施，旨在为相关火电厂汽轮机节能改造实践提供参考，优化节能效果，促进经济效益提升。

1 火力发电厂汽轮机运行现状分析

早在二十世纪五六十年代，我国火电厂就开始使用了汽轮机，最初使用的汽轮机属于燃气轮机，在研制生产的过程中，受到供气不足的影响，其一直没有得到有效地推广和应用。近年来，在国家能源战略调整的背景下，煤气轮机的应用越来越广泛，许多国产化汽轮机应用而生，例如中国东方电气集团公司研制生产的汽轮机在市场上发展较快[1]。但需要注意的是，虽然汽轮机发展迅速，技术也不断完善，但节能降耗问题一直没有得到根本性的解决，尤其当前许多火电厂都存在机组老化的情况，汽轮机组能耗高的问题越来越凸显，汽轮机组的节能改造也越来越受到关注。

2 600MW超临界汽轮机组存在问题分析

2.1 气缸效率低

通流部分结垢、气封间隙大等是导致气缸效率低的主要原因，在进行检修和调整之后，如果气缸效率仍旧较低，则需对隔板和叶片进行检查，看是否因隔板和叶片制造工艺不良导致气缸效率低。

2.2 背压高

主蒸汽温度、压力和再热蒸汽温度、背压是影响汽轮机热效率的主要因素，其中背压的影响最大也最为明显[2]。凝气设备、循环水系统则是影响背压的主要因素。具体分析如下：

（1）直接取自循环水作为冷却器的冷却水，没有经过任何水处理工序，而循环水中存在众多杂质，其中的水生物或贝壳很容易导致冷却器或真空泵的堵塞，严重影响出力。（2）在循环水管道中无二次滤网设置，没有对循环水进行过滤，在聚水室、钛管内很容易滋生大量的水生物，对循环进行带来不利影响。（3）设置了胶球清洗系统，但系统效率低下，大大压缩了循环水的优化空间，从而给传热、凝气循环的通畅性带来不利影响。

3 直接空冷汽轮机组存在的问题分析

3.1 沙尘影响

在西北地区，风沙严重，翅片管积聚沙尘会导致其热阻增加，使得传热性能恶化，甚至堵塞冷却通道。

3.2 风的影响

空冷器吸入口受风的影响会产生负压区，这会导致风机吸入的空气量较低，且吸入口温度升高，使得热气流动受到影响而变得不通畅。

3.3 冬季冻结问题

指的是空冷凝汽器的冬季冻结问题，导致此问题的原因众多，例如管排间流量不均匀、排气放热量比管束散热量小及不凝气体聚集等都会导致空冷凝汽器的冻结[3]。

3.4 凝结水溶氧超标

溶解氧含量是影响系统真空状态的直接因素，导致换热效率降低，切回家居管道腐蚀，一般来说，需要采取提升真空严密性、优化补水方式、强化除氧效果等措施来避免凝结水溶氧超标问题出现。

4 600MW汽轮机组节能改造措施探讨

4.1 循环水泵运行方式的优化改造

对于当前大型变电站来说，虽然大多规划多台同等级机组，但是循环水系统设计形式仍较为落后，大多沿用单元制设计方式，从而限制了机组经济效益的实现。例如，某火电厂600MW汽轮机组标配两台循环水泵，冬季使用一台水泵，春、夏、秋三季使用两台水泵，循环水泵能耗较大，占据整个火电厂能好的7%左右，由此可见，应当从循环水泵着手，实现600MW汽轮机组的优化节能[4]。可以将联通管设置在循环水的各个单元之间，这种改造设计方式有点明显，一方面循环水各个单元之间能够实现独立运行，另一方面汽轮机组可以实现协同工作。在实际应用的过程中，以冷端实验和凝汽器理论为基础，对不同负荷、不同水文条件下循环水最佳适用量进行计算，在对水泵运行方式进行优化调整的同时，满足实际需求，实现节能降耗，节能效益十分明显。

4.2 合理使用减温水

就目前来看，许多火电厂汽轮机组都采用减温水来再热主蒸汽，从省煤器出口提供的减温水对于节能降耗没有任何作用，但从给水泵中间抽头或出口提供减温水则会失去高压加热器的作用，大大降低了经济效益。尤其随着机组负荷的降低，减温水带来的经济效益也越来越小，同时还会给热效率带来越来越大的影响。为了实现节能降耗，在低负荷的时候应当谨慎使用喷水减温的方式，可以利用锅炉烟气侧来进行温度调节，尽可能减少使用减温水，从而在运行的过程中有效实现节能效果。

4.3 优化配气方式

东风600MW汽轮机组在刚刚投入使用的时候使用的控制方式为单阀控制，在度过磨合期之后，单阀控制会转变为顺序阀控制，以此来提升机组的经济性。但从实际情况上来看则并非如此，对东风600MW汽轮机组进行性能测验，考察两种控制方式对机组热效率的影响差异，测验结果如下：对于低参数或冷启动等变负荷运行来说，在运行的过程中，采用单阀控制方式能够实现较快的机组热膨胀，同时能够缩短启动时间，减小应力，而对于参数额定条件下的运行来说，采用顺序控制方式的节能效果更加优良，不仅能够降低节流损耗，对于提升整个汽轮机的运行效率也有着积极的意义。

此外，在使用空冷器的时候，可以选择将空冷废气输送到锅炉送风机中，实现废气的循环利用，同时做好防冻、防尘及纺沙工作，这也是节能改造的一个重要措施。

4.4 间隔检修系统内漏

相较于系统外漏来说，系统内漏不容易被发现和消除，疏水系统是系统内漏的时常发生的位置，疏水系统中存在众多气动调节阀，疏水阀两侧压力差异较大，在压力差的作用下，疏水阀难以严密闭合，尤其随着停止和启动次数的增加，这种现象出现频率越来越高，久而久之不可避免的会产生内漏问题[5]。因此，汽轮机厂应当在进行大小检修的过程中及时检查阀门，对故障阀门进行更换，保证阀门闭合紧密，因此来避免内漏而导致能耗增加，实现节能效果。

5 结语

综上所述，600MW汽轮机的节能改造是一项系统性的工程，需要明确汽轮机组存在的主要问题，确定能够进行节能改造的环节和部位，并针对火电厂600MW汽轮机的运行特点针对性的制定改造措施，以此方能改善节能效果，提升经济效益。本文以东方600MW汽轮机组为例，探讨了其具体的节能改造措施，旨在为相关研究和实践提供参考。

参考文献

[1]樊磊.火电厂600MW汽轮机组节能改造措施分析[J].科技创新与应用，2015，（07）：68.

[2]张红心.电厂600MW汽轮机组节能改造措施分析[J].中国新技术新产品，2012，（22）：122.

[3]焦学鹏.2×600MW火电机组用能诊断分析[D].长沙理工大学，2013.

[4]张岩.600MW机组汽轮机低压缸改造效果评价研究[D].华北电力大学，2014.

[5]赵豹.600MW级火电厂热力系统优化与（火用）分析[D].河北工业大学，2014.