提高300MW汽轮发电机组经济性的措施探讨

    吴涛

    摘 要：安全生产、降低煤耗是热力发电厂生产经营的主要内容。本文分析探讨了影响300MW汽轮机组经济性的因素和提高机组经济性的措施，并结合实际论述了节能管理技术、节能改造技术和运行调整技术。

    关键词：300MW；汽轮机组；经济性；措施

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.191

    我国已是世界电力生产第二大国，但单位GDP能耗却高于世界平均水平，能源浪费和环境污染问题日益严峻。要贯彻国家“把节约资源作为基本国策”的方针，电力工业是节能减排的重点行业。300MW汽轮发电机组作为目前我国主力发电机组之一，有着极大的节能潜力可挖掘。需要调动各方面生产人员积极性，通过节能降耗减排，促进资源集约利用，保护绿水青山，改善人民生活质量。

    1 提高汽轮发电机组经济性的节能管理措施

    （1）设置经济运行管理机构（岗位），制定相关管理制度，推进发电机组经济运行制度化、专业化、日常化。

    （2）开展培训，不断提高工作人员的节能意识和执行节能技术措施的能力。

    （3）建立生产数据实时监测系统，实现机组优化运行。机组优化运行是对发电厂进行节能管理的模式，以单元机组为对象，以降低供电煤耗为目标，通过对机组运行数据分析、诊断和耗差分析计算，指导运行人员优化调整，以提高机组效率，降低机组煤耗。

    （4）开展机组经济运行竞赛。利用生产实时监测系统数据，建立以机组供电煤耗为核心的评价指标体系，开展生产运行班组节能竞赛并奖优罚劣；同时，对生产中积极促进/违反节能生产的行为进行奖惩。

    （5）积极对标行业内同类型机组先进经济指标，寻找差距，积极探索改进措施；鼓励生产技术人员开展节能创新和运行方式優化，不断提高机组运行经济性。

    2 提高汽轮发电机组经济性的节能改造措施

    （1）汽轮机通流改造。解决早期国产引进型机组装备落后，运行经济性差的问题。国产引进型300MW机组高、中压汽缸效率低、汽封漏汽量大，通过更换具有先进通流特性的隔板、转子等通流部件，采用新型布莱登汽封，仅仅保留起支撑作用的外缸，使高压缸内效率达到89%，中压缸内效率达到90%，提高了机组经济性。

    （2）应用电动机调速节电技术。泵与风机是火电厂的重要辅机，其种类和数量多，耗电量大。提高泵与风机的运行效率，主要途径是采用适当的调速技术。发电厂目前常用的调速节电技术有变频调速、变极调速、永磁传动调速等。

    大中型异步电动机采用变极调速时一般采用双速异步电动机，我厂循环水泵电机改造为单绕组双速电动机后，高/低转速为：425r/min/370r/min，电机功率变为2300KW/1650KW，采用低速运行时电机电流从230A降低至160A，能耗下降31%。

    变频调速方式，转速能平滑地连续改变，容易实现调节自动化，节能效果好。我厂对凝结水泵加装变频器，经测试，300MW负荷下凝泵电流从原92A降低至50.5A，150MW负荷下凝泵电流从原75A降低至19A。可见采用高压变频器调速，可以大大降低凝结水泵电流，在低负荷下节电效果更加明显。

    永磁传动器是以永磁材料和导体盘为传扭元件，通过磁力与感应磁场耦合技术传递扭矩，可调节气隙改变转速。我厂对6kV闭式冷却水泵加装永磁调速装置，300MW工况下，闭式泵电机电流从28A下降至18A，节电明显。

    （3）疏水、回热系统改造。国产引进型300MW机组疏水系统设计冗余大，阀门多。由于疏水阀前后差压大，机组启停后阀门易出现内漏。这部分漏入的蒸汽使凝汽器热负荷增加，机组真空下降，热耗上升。通过改造疏水系统，优化连接方式，大大减少内漏。

    开发利用锅炉排烟余热，提高回热运行效能。锅炉排烟温度可达120～150℃，在电除尘入口增设一组低温省煤器，将#7、#8低压加热器出口的凝结水引至低温省煤器吸收锅炉排烟余热，温度升高约20℃，再回到凝结水系统#6低压加热器，既降低锅炉排烟温度，排挤的蒸汽又增加作功，提高了机组经济性。

    （4）发展热电联产。凝汽式火电厂约60%的热量通过凝汽器损失掉，发电效率一般只有40%左右，如果在发电的同时供热，实行热电联产，可以减少冷源损失，提高热效率。

    3 提高汽轮发电机组经济性的运行调整

    （1）优化分配机组负荷，使全厂发电煤耗最优。对于300MW机组，参与电力系统调峰时，可通过机组间负荷分配，使全厂发电煤耗最优。对公司4台300MW机组进行煤耗率数据统计，发现近期投产的机组发电煤耗率低于前期投产的机组；每台机组的发电煤耗率随着负荷的升高而降低，这就决定了并列机组间采用负荷最优分配策略，使全厂发电煤耗最优。

    （2）优化及效果分析。以各机组煤耗率特性为基础，经优化计算可以求出全厂总负荷在各机组间最优分配方案：升负荷时应优先升煤耗率较低的，然后升煤耗率较大的。降负荷时则与之相反。采用最优负荷分配策略比平均分配负荷时煤耗率低。

    （3）提高机组真空值。对300MW纯凝机组，真空每提高0.1kPa，可节约0.3g标准煤。应通过试验，确定各负荷下最佳真空值和循环水泵组合及联络运行方式。对开式循环水系统，由于泥沙和生物质沉积，增大了凝汽器钛管传热阻力，减少了冷却水通流面积，增大了凝汽器端差。应适时开展凝汽器反冲洗，提高钛管换热面清洁度，提高换热效率。定期开展真空严密性试验，300MW机组真空严密性试验值应<130Pa/min，对严密性不合格机组开展排查治理。

    （4）开展启、停机经济运行方式创新。在机组启动阶段，利用凝汽器热井中积存的凝结水冲洗凝结水管道、除氧器和锅炉管道，避免白白排往地沟，节约制水成本。用辅助蒸汽预热给水，加快锅炉点火后起压速度，缩短机组总启动时间，降低启动阶段能耗。

    锅炉启动投用电动给水泵时，需运行约12小时才能切换至汽动给水泵，电动给水泵功率高，耗电量大。采用辅助蒸汽冲转汽动给水泵向锅炉上水，单台汽泵即可维持开机，完全不需启动电动给水泵，节约了厂用电。

    制定辅机停运指导卡，停机后及时停止循环水泵、凝结水泵、锅炉风机等大功率设备。

    综上所述，通过提高节能意识，加大节能教育和培训力度，加快节电技术推广应用和热电联产，优化设备运行方式，能够有效提高汽轮发电机组运行经济性。

    参考文献：

    [1]闫水保.电站热力系统节能原理与方法[M].中国电力出版社，

    2007.

    [2]李青，公维平.火力发电厂节能和指标管理技术[M].中国电力出版社，2009.