燃气轮机发电厂节能降耗的主要措施

黄淼

（华电福新广州能源有限公司，广东 广州 510000）

0 引言

燃气轮机发电厂的发展对我国电力资源有着非常重要的影响，各行各业都在应用燃气轮机作为发展的必要设备，除此之外，它也是我国军事民用设备的动力装备，也联系着我国的国防力量，因此要想推动产业的不断发展，就必须要不断地优化燃气轮机的质量，保证燃气轮机能够稳定、安全地运行，延长燃气轮机的使用寿命，同时不应当违背我国的可持续发展战略，燃气轮机发电设备要尽可能地节能减耗，减少对环境的破坏。

1 燃气轮机发电厂存在的问题

1.1 设备故障跳闸问题

燃气轮机发电厂的整体运行设备成本较高，要想降低发电厂的成本，在设备运行过程中要保护好这些设备，尽量减少设备的损耗，一旦燃气轮机机组设备出现问题，会增大对机组零件的磨损，导致更多能量的损耗，使发电成本变高，不利于节能降耗策略的实施。根据近年来的燃气轮机检修结果显示，燃气轮机机组经常会出现设备故障跳闸的问题，需要重启设备才能继续运行，经常重启会影响机组设备的使用寿命，影响发电厂的正常工作和供电[1]。

1.2 超负荷运行问题

燃气轮机机组运行如图1 所示。燃气轮机的运行时间也要进行严格的控制，过长时间运作会使设备压力过重，给工作人员和设备都来带危险，燃气轮机由于长期的使用比较容易出现问题，超负荷运行更加会增大其工作压力，增大燃气轮机的能耗，并且影响它的使用寿命，增大了发生事故的概率，不利于保证供电的稳定性[2]。

图1 燃气轮机机组运行

1.3 检修成本高

燃气轮机发电厂的一系列生产设备具有复杂、检修难度大的特点，要想让燃气轮机机组的稳定运行，发电设备不能出现问题，因此需要定期对燃气轮机机组设备进行检修、保养，及时发现燃气机组的问题，这样才能最大程度地降低燃气轮机的能耗。但是由于大多数燃气轮机的零件、设备都为进口材料生产的，其成本比较高，增大了检修的难度，大多数发电厂都是在燃气轮机发生较大问题时才更换零件进行维修，在这个过程中能量损耗也很大[3]。燃气轮机的检修工作如图2所示。

图2 燃气轮机的检修工作

1.4 综合用电量过高

燃气轮机发电厂的发电原理主要是将化学能转化为电能，在这一发电过程中除了燃气轮机以外的机组其他设备也会消耗一部分产生的电能，最终才能提供给其他设备能量，目前由于我国大部分燃气轮机机组的设备使用时间较长，都出现了一些老化、耗能高、综合用电量过高等问题[4]。

1.5 工作人员维护经验欠缺

燃气轮机维修队伍如图3 所示。大部分燃气轮机发电厂的工作人员都是只会进行操作燃气轮机机组，对于燃气轮机故障等问题不是十分了解，并且维修经验也比较少，发电厂对于机组维修工作也不够重视、维修队伍不专业，同时在行业中这一维修人才也比较少，这导致了燃气轮机机组的检修不到位，一旦出现较大的问题，能完成这一工作的专业人员很少，会耽误机组的运行，如果出现小问题可能直接忽视、无人维修，这也大大增加了汽轮机机组的能量损耗。

图3 燃气轮机维修队伍

2 燃气轮机发电厂节能降耗的重要性

2.1 降低企业消耗成本和减少对环境的污染

燃气轮机发电会产生一些对环境有害的物质，会给环境造成污染，在目前可持续发展战略的落实过程中，国家和政府非常重视燃气轮机发电的工作。但是由于天然气在我国的价格一直较高，企业想要利用天然气发电就需要较高的经济成本，远远比燃煤发电厂高得多，因此很多燃气轮机发电厂都是入不敷出，需要国家的补贴才能维持运行，因此要想保证发电厂持续稳定的发展，必须要降低其生产成本，节能减排，以此提高企业的经历效益[5]。

2.2 采用新型手段和设备提高生产效率

发电厂的稳定运行需要消耗大量的能源，生产电力的过程中也会有不少损耗，因此，进行电厂的电力改革可以降低能源损耗，引进新型的设备和生产技术是提高生产效率的有效手段之一，不仅能够提高发电的效率，也可以降低企业成本。燃气轮机构造如图4 所示。燃气轮机发电厂做好节能降耗的工作可以获得最多的收益，面临电力行业所进行的改革也可以站稳脚跟。

图4 燃气轮机构造

2.3 符合国家的发展战略，建立节约型发电厂

由于我国天然气的开采具有一定的难度，并且技术和设备上都有一些欠缺，这除了对天然气使用有所影响外，也限制了天然气发电厂的发展，我国的天然气开采技术与其他发达国家相比稍微落后，仍然需要不断探索和提升，我国本土开采的天然气资源并不足以维持人们生活和长期的发电，因此，需要向国外进口天然气。使用新型的燃气轮机设备可以有效地降低生产过程中的能耗，使发电效率最大化，避免生产原料的浪费，可以最大程度地节约企业生产成本[6]。

3 燃气轮机发电厂节能降耗的策略

3.1 控制水温

在燃气轮机的运行过程中，水温对其运行也会有一定的影响，如果水温过低，会导致锅炉运行所消耗的用电量增加，也会增大燃气轮机机组的耗能，不利于生产的节能减耗。在生产的排烟过程也会有一定的能量损耗，因此，要想使燃气轮机机组的发电效率最高，不能忽略每一个生产步骤，严格控制水温维持在生产所需要的范围内，控制好水温。控制水温的措施可以是控制燃料的投放，使每次投放量都符合标准，定期投放，严格按照生产要求进行，避免由于操作不当产生能源损失；也需要让工作人员不断提高自身的专业水平，检查输送管道是否出现问题，避免出现蒸汽泄漏的情况，以此降低能量损耗[7]。

3.2 控制凝汽机

凝汽机是燃气轮机发电机组中的重要设备，它对汽轮机的使用寿命有着一定的影响，因此，如果让燃气轮机处于真空的状态中可以在一定程度上降低发电的能源消耗，避免这一设备出现老化、故障等问题，延长燃气轮机的使用寿命，提高工作效率。同时还需要检测射水泵的相关性能，即在保证射水箱中的温度低于25°C 的同时确保其水位在正常的范围内。除此之外，对于凝汽机的凝结管道状态也要进行控制，定期检查管道内的水质，并且及时的清理，还有要对凝汽机内的水位严格检测，保证凝汽机有足够的冷却面积和时间，以此降低发电过程的能源损耗，提升生产效率[8]。

3.3 在一定程度上降低运行阻力

燃气轮机机组的设备在运行的过程中一定会存在一定的阻力，有阻力设备在运行过程中就会有能量损耗，因此就要保证安全生产的前提下降低机组的运行阻力，再通过监控风扇的运行功率来确定压力的上限和下限，以此来确定监控设备运行所能承受的最大阻力。在这一监控过程中可以时刻的检测到烟气是否泄漏，根据监测情况如果发生泄漏要及时处理和维修，避免消耗更多的能量，如果长期泄漏并且泄漏率较高，企业要适当的调整设备的密封结构，以此来降低设备的运行阻力[9]。

3.4 根据实际情况调整运行模式

由于每个发电厂设备建设情况不同，同样型号的燃气轮机设备被应用于不同电厂要根据发电系统进行调试，才能保证设备安全稳定的运行，在此情况下选择更节能的主、辅机运行模式，以此来实现最大程度的节能降耗。例如，空气冷却系统会受到天气和季节变化的影响，如果夏季的温度较高，风扇的运行不需要其他设备过多的运作，高温已经可以满足风扇的完全供电，在雨雪天气可以适当的调整风扇的运行功率，使能量损耗最小化[10]。燃气轮机机组节能减排模式如图5 所示。

图5 燃气轮机机组节能减排模式

3.5 提高燃气轮机压气机吸入空气的质量和流量

燃气轮机的运行同时还与压气机吸入的空气质量和流量有关，如果空气的质量不好、有杂质，那可能会对汽轮机组设备造成一定的磨损，从而影响发电效率，因此要保证汽轮机不被破坏，可以先将空气过滤后再生产，将空气中的杂质过滤出去，值得注意的是要定期更换过滤器的滤芯，避免因为使用时间过长无法达到过滤的效果。除此之外空气流量也要进行控制，如果空气流量过低会使燃气轮机的压缩机发生喘振的现象，影响汽轮机的正常运行，因此，要严格控制，避免由于压力问题汽轮机发生故障[11]。

3.6 控制启动和跳闸次数

汽轮机由于长期的运行经常会出现跳闸和重启等问题，这对汽轮机有一定的损耗，要想保证汽轮机的使用寿命，发电厂要严格按照规定使用汽轮机，定期关闭和开启汽轮机，避免其长时间无休止的运作，如果经常发生跳闸或者关闭会导致后续的生产过程中能量损耗也加大，提升了企业的成本，不利于其发展，因此，要定时检修，及时发现问题所在[12]。

4 结语

燃气轮机发电厂的节能降耗工作需要长期不断的努力，要克服在此过程中遇到的重重困难才能将这一工作完成的好，面对国家和社会对电力行业的严格要求和行业内的激烈竞争，只有不断的完善生产过程，降低生产成本才能在行业内持续稳定的发展，可以通过检查燃气轮机机组的运行情况来发现发电过程中耗能较大的原因，同时对其进行分析，找出最高效的解决办法。同时要对企业内的工作人员进行管理，提升专业水平，让他们对节能降耗理念和设备的检修有足够的了解，在发生问题时及时处理，让每一位工作人员都重视其发电厂的节能减耗工作，真正的实现这一策略。