锅炉汽轮机节能及运行管理分析

邵亮军

【摘要】在最近几年中，工业的快速发展也带动了锅炉制造业的发展，这也使得能源问题和环境问题成为重要的问题。为了符合我国可持续发展的战略，加强环境保护，在锅炉汽轮机管理中，必须要做好节能和运行管理，防止运行中产生过多的污染。基于此，分析锅炉汽轮机节能及运行中存在的问题，然后探究锅炉汽轮机节能及运行管理的具体措施，以供参考。

【关键词】锅炉汽轮机; 节能管理; 运行管理;

一、锅炉汽轮机的能源损耗和污染问题

锅炉热效率偏低。实践生产中的锅炉汽轮机以小容量为主，这类锅炉汽轮机难以开展完全燃烧，损失较多的热量，难以实现最佳工况下的设备运行。而大容量的锅炉汽轮机大都处于低负荷状态，能源损耗问题严重。

排烟温度偏高。燃料燃烧是锅炉汽轮机的运行基础，目前，锅炉汽轮机的燃烧为层燃状态，属于不完全燃烧，排烟温度可达300～350℃，排烟的成分包括一氧化氮、二氧化碳及二氧化硫，会对环境造成较大污染。

控制系统不足。锅炉汽轮机的控制系统不够完善，操作人员难以掌握设备运行的实时参数，使锅炉汽轮机长期处于非最佳工况运行状态，不仅浪费电能与热能，还会对设备内部部件造成损伤，缩短锅炉汽轮机的使用寿命。

二、锅炉汽轮机的节能策略

（一）改进锅炉汽轮机设备

1.锅炉汽轮机的结构改进

针对锅炉设备，制造企业可以从锅炉炉拱结构入手，通过尺寸和形状的改进，扩大锅炉的内部空间，避免锅炉出现配风不合理或者漏煤等问题，加大运行能耗。同时，锅炉结构中保温岩棉材料的应用，可以增强锅炉的保温性能，减少热量损失。

针对汽轮机设备，制造企业可以从高压缸或者低压缸入手，改进其构造，实现节能的目标。在高压缸改进中，制造企业需降低高压缸的运行阻力，提升高压缸的运行效率，以此降低能耗。对于动叶型汽轮机，制造企业可整体固定动叶片，增强其动力强度，并加大隔板气轴间的缝隙;对于静叶型汽轮机，制造企业可去除静叶片中的加强筋，降低汽轮机的运行阻力。在低压缸改进中，制造企业需要延长其工作时长，避免低压缸出现运行疲劳问题。以200MW机组的低压缸为例，制造企业在生产中提高根茎的参数数值，并加固动叶片。在低压缸投入运行后，抗疲劳性能和耐腐蚀性能有较大提升，可减少能耗。

2.锅炉汽轮机的运行方式改进

在结构改造的同时，运行方式的改进也能够实现节能减排的目的。针对锅炉设备，制造企业可通过锅炉进风和出风方式的改进、烟气余热的利用和分层燃烧技术的引进，保障锅炉的完全燃烧，实现锅炉燃料的最大化利用，降低能耗。同时，制造企业可在锅炉中应用变频技术，控制锅炉运行中的煤量与风量，减少煤炭的使用量。

循环水泵。企业可通过机组负荷的控制，加大该设备的运行效率，减少能源损耗。大量生产实践表明，在同样的压力条件下，循环水量的提升，可以加大机组的作用力，增加能源损耗。因此，企业需要调节机组负荷，将机组的作用力控制在标准范围内，确保机组出力增加值和循环水泵增加值间的差值最大，将机组的能源损耗降到最低。

加热器。水位和温度联系密切，在端差处于最低值时，加热器的水位为最佳工况水位，热量损失最低。企业需在加热器中安装温度传感器和温度调控装置，传感器可以实时采集加热器不同部位的温度，获得加热器的端差。结合PLC控制系统，调节加热器的温度，将端差控制在最低值，实现降低能源损耗的目标。

抽气设备。该设备负责汽轮机真空工况的创造，运行效率与液体温度、环境温度与压力相关。夏季温度偏高时，抽气设备的工作效率偏低，能源损耗较大。因此，企业需注重抽气设备液体温度和环境温度的控制，利用低温冷却水降低工作液的温度，利用空调系统降低环境温度。

（二）采用多元化节能技术

在锅炉汽轮机应用中，设备制造和使用中的节能技术引进，可以优化设备的运行工况，实现节能减排。在设备制造领域，制造企业可引进多齿蜂窝状汽封技术（见图1），增強锅炉汽轮机的流通性能，降低部件运行阻力，提升设备运行效率。潍坊特钢集团在12MW汽轮机中，应用多齿蜂窝状汽封技术，将其额定进气压力控制在3.14MPa、额定排气压力控制在0.0073MPa。结合生产数据，节能技术在潍坊特钢集团的应用，可使企业生产能源节约近9428吨标准煤，二氧化碳的年排放量减少24701t，约节约成本528万元。在设备使用中，工业企业可引进干冰清洗技术及工业锅炉水处理技术。前者利用干冰的低温收缩功能，清除锅炉汽轮机中的煤垢与油垢;后者利用低温废热产生的能量，带动设备运行，减少电能损耗。

三、锅炉汽轮机的运行管理策略

（一）严格控制锅炉汽轮机参数

基于锅炉汽轮机的能耗影响因素，企业需要加强汽轮机给水温度的控制，定期开展加热器的检修，确保加热器中的高加钢管等部件在密封性方面，符合锅炉汽轮机的运行需求，保障设备的高效换热与传热。一旦检修中发现高加钢管存在泄漏点，立即采取修补措施，严重时可更换全新的钢管，避免能源损耗不断扩大。

（二）做好锅炉汽轮机的日常管理

企业需安排专业人员负责锅炉汽轮机的启动和停止操作，避免锅炉汽轮机出现紧急停机状态，对设备造成破坏。锅炉汽轮机的启动过程为逐渐加热过程，在操作人员点火操作完成后，需要较长时间完成机组并网，并网过程将会消耗较多能源。因此，启动人员需要在保障汽轮机安全运行的基础上，减少启动时长，从而减少电能及热能的损耗。首先打开旁压，将汽轮机的压力控制在4MPa左右，再手动开启真空破门，将汽轮机的真空控制在-60～-50kPa左右;然后加大蒸汽量，增加汽轮机启动的速度，减少启动过程的能耗。锅炉汽轮机的停机时，停机人员需采用滑参数停机方式，降低汽轮机与锅炉的温度，为锅炉余热利用提供条件，实现节能减排的目标。同时，企业需利用停机机会，开展设备的部件检修及大修。

（三）制定完善的运行管理制度

在锅炉汽轮机运行管理中，完善的管理制度能够约束工作人员的行为，使锅炉汽轮机保持最佳工况运行。企业需要根据锅炉汽轮机的运行状况，结合岗位需求，制定责任到人制，将锅炉汽轮机的运行责任、环保责任落实到具体工作人员，并对工作人员进行培训，使其掌握锅炉汽轮机的参数控制与日常管理要点，确保锅炉汽轮机长期处于最佳工况。

四、结束语

综上所述，锅炉汽轮机的运行能源消耗研究十分重要，相关部门应该从技术与政策方面入手，通过引入节能设备、节能技术，完善和落实节能运行管理制度来保证锅炉汽轮机节能及运行管理质量。

【参考文献】

[1]浅谈燃气锅炉的节能运行管理[J].石磊.科技与创新.2017（23）.

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