热力系统运行方式节能优化调整

单丽娜　马长青

摘    要：近几年对于机组的热力系统进行优化与改造之后，不仅有效提升了机组名牌处理，更开阔了调整运行方式的空间。通过运行部门不断加强对机组节能的管理，采用行之有效的技术方法，获得广泛的认可与推行。机组设备运行方式得到进一步优化与改造之后，提升了能源的利用率，降低了能源消耗程度，提高了机组运行的经济性，帮助公司实现最大化的经济效益。

关键词：热力系统;运行方式;节能优化

1  引言

影响电站热力系统的技术指标和经济效益的因素比较多，除了操作运行水平和技术管理水平外，还有主机和辅助设备的设计、制造、安装、调试等多个方面制约。对于同类机组，不同设计院设计的热力系统也会不尽相同，甚至差别很大，有的可能因投资概算等原因导致前期设计考虑不周，设备采购低价中标，节能优化没有系统考虑，热力系统的很多优化容易实施，且改善空间较大。

2  热力系统运行影响因素

2.1  汽轮机冷端参数优化

汽轮机冷端主要包括：汽轮机的低压缸、凝汽器、抽真空和循环水系统。冷端参数优化对汽轮机的有效焙降有着重要作用。尤其是汽轮机凝汽器真空的高低会直接影响机组的热效率。如果真空越高，汽轮机组的有效焙降就越大，但所需要的凝汽器传热面积和循环水泵的电耗也相应增加，因此，要综合考虑各种因素进行冷端参数优化设计。

2.2  抽汽管道的壓降

根据热力学第一定律，抽汽管道的压降增加会使汽轮机本级回热的抽汽流量减少，导致高压力一级回热的抽汽量增加，从而使机组回热做功量减少，凝汽做功量增加，机组的冷源损失也会增加。根据热力学第二定律，抽汽管道的压降增加会引起做功能力损失。锅炉负荷和汽轮机组负荷分配发生变化后，汽轮机各段的抽汽压力和回热抽汽流量相应发生变化，也同样会影响机组的热经济性。

2.3  锅炉给水温度优化

锅炉给水温度是热电站的一个重要热力参数。按照卡诺定理，提高工质循环的平均吸热温度将会相应提高整个热力系统的热效率。如果要提高锅炉的给水温度，就必须增加回热系统的抽汽流量和抽汽压力，也会导致电站热耗的增大。综合考虑到技术和经济两方面影响并寻求得到一个工程最佳给水温度。

2.4  除氧器的运行方式

目前除氧器的主要有两种运行方式，分别为滑压和定压运行。除氧器在滑压运行工况时，除氧器加热蒸汽管道上没有设置蒸汽压力调节阀，节流损失较小。而除氧器在定压运行工况时，除氧器加热蒸汽管道上安装有蒸汽压力调节阀，存有一定的节流损失，当除氧器运行负荷较低时，滑压比定压运行的经济性更优。根据热力学第一定定压运行时的调节阀的压降增加，将导致本级回热抽汽流量减少，较高压力一级抽汽流量会相应增加，减少了回热做功量，机组的热效率也相应降低。

2.5  轴封漏气的回收利用

为防止空气漏入低压缸和蒸汽从高压缸外漏并导致工质和热量损失，根据能级匹配原则，需要设置轴封供汽系统进一步回收汽轮机组轴封漏汽并相应引入回热加热器中，如除氧器和高压、低压加热器，尽可能减少不可逆损失。

2.6  给水泵电耗

电动给水泵的电耗占电站厂用电率的1/4-1/5，是电站的关键设备，对锅炉给水系统的优化，最主要就是对给水泵运行方式和给水泵本体设备的优化。电站中给水泵在设计选型时就会考虑满足各种特殊工况的供水需求，一般都有15%-20%的富裕量。由于受锅炉产汽负荷制约，在正常运行工况，为达到给水量和产汽量进出平衡需要通过给水调节阀进行节流调节，必然会引起节流损失，因而存在较大优化节能潜力。

2.7  循环水泵电耗

循环水泵的电耗约占电站厂用电率的1/l0，是电站主要的辅助设备。循环水泵主要为汽轮机凝汽器提供循环冷却水，汽轮机凝汽器的真空由循环水量的大小直接影响，目前电站的循环水泵大多数为定速电动泵，循环水泵的给水量无法根据发电量和真空需求进行动态调节，导致凝汽器难以运行在最佳真空状态下。为进一步减少循环水泵的电耗和降低厂用电率并实现机组在最佳真空状态下运行，需考虑对循环水系统进行相应的节能改造。循环水系统的优化相对比较复杂，应该考虑较多因素，对于母管制循环水系统优化组合也要充分考虑。

3  运行方式优化调整

3.1  采用汽泵代替电泵提高机组启停的经济性和安全性

四台机组给水系统配置2台50%汽泵和1台50%电动给水泵。原设计机组启动时采用电泵向锅炉上水，直至点火、升温升压、汽机冲转、暖机、发电机并网，当机组负荷升至100MW～150MW时，才依次启动两台汽泵。汽泵带负荷正常后将电泵停运投备。这个过程大约10～12小时甚至更长，机组停运过程中也需运行5小时以上，由于启停机过程中电泵运行小时数均较多，导致厂用电消耗大，机组经济性差;另外如果启停过程中电泵故障跳闸，锅炉将面临断水干烧的危险。因此，充分利用辅汽汽源，通过优化小机进汽和汽泵给水管路，实现机组启停全程用汽泵代替电泵上水，既可大量节约厂用电，实现了节能降耗;同时因有电泵始终备用，又极大的提高了机组启停的安全性。

3.2  改造方案

小机汽源正常由四段抽汽供给，为实现机组启停全过程小机代替电泵运行，经过研究采取给四段供辅汽逆止门加装旁路手动门的办法，在机组启动时开启该手动门由輔汽向四段抽汽供汽，提供小机启动汽源。同时为保证锅炉水位调整需要，在A汽泵出口电动门加装旁路调整门，用于给水流量调整，在机组启动接带负荷至100MW～150MW时进行小机汽源切换，将小机汽源倒为四段抽汽接带。

3.3  暖风器疏水系统改造方案

在现有的两台疏水泵系统基础上安装一套多级水封系统，在原有的暖风器疏水至管扩管道上增加一管道与凝汽器相连，利用凝汽器真空来抽吸暖风器疏水。工作流程为：炉暖风器疏水→暖风器疏水箱→多级水封→高加疏水扩容器→凝汽器。通过多级水封及其后调整门共同维持暖风器疏水箱水位在正常范围，防止疏水箱被抽干，造成暖风器内的蒸汽被直接抽至凝汽器而影响机组经济性。

3.4  凝汽器放水系统优化

凝汽器检修后，为了查找凝汽器铜管存在的胀口松弛，管道腐蚀破损，真空系统泄漏点等情况，利用除盐水充满凝汽器汽侧查找泄露点是火力发电厂一项重要工作，每次大小修后都要进行灌水找漏工作，但是找漏结束后凝汽器中的水就直接排放至地沟，造成浪费，并且由于排水井等限制，放水速度不能够太快，影响了检修工期，同时我厂#7、8机组凝汽器地沟无下水井，排水依靠潜水泵排出，流量有限，并且需要浪费厂用电，因此对凝汽器放水系统进行了优化改造。

3.5  除氧器排氧门调整，降低除盐水耗

除氧器的主要作用就是用它来除去锅炉给水中的氧气，保证给水的品质。传统方式下正常运行中，除氧器的排氧门保持常开，工质浪费较大，为了减小工质浪费，在保证给水溶氧合格的前提下，将除氧器排氧门关闭，根据化学监督除氧器溶氧指标进行间断开启调整溶氧，从而达到降低工质损失的目的。

排氧门调整后四台机组每天节约除盐水约40吨左右，达到了节能减排目的。

4  结语

只有对热力系统的运行方式进行优化调整，才能提升节能减排的效果。不仅起到节约用电的作用，更降低了工质的浪费与机组的损耗。实现机组运行的经济性与安全性，帮助电厂实现经济效益最大化。

参考文献：

[1] 牛志成.热力系统运行方式节能优化调整[J].山东工业技术2017（4）：75～77.

[2] 张书迎.热力系统优化方法研究[J].机电信息2012（24）：146～147.

[3] 鲁旭东陈学科.火力发电厂热力系统优化[J]内蒙古石油化工2016（4）：55～56.