摘要：能源是人类社会发展的源动力，随着社会的发展，人类对能源的需求量逐渐提高，然而全球能源的紧缺问题却日益严峻，如何高效的利用能源是解决这一问题的关键。中国作为世界第一大煤炭生产及消费国，燃煤发电厂不仅承担着生产二次能源的任务，同时消耗了大量的一次能源，因此，对1000MW超超临界机组汽轮机的节能方面进行研究，降低火力发电厂供电煤耗，对我国节能减排具有重要的意义。
关键词：1000MW；超超临界机组；节能改造；运行；优化方案
引言：
随着我国工业化、城镇化进程的不断加快，人民生活水平日益提高，但我国资源储备率下降严重，节能减排工作形势严峻。提高资源的利用率、保护环境已成为我国经济可持续发展的重要要求。相关人员应做好研究工作，加强超超临界1000MW机组的节能降耗，充分利用资源，减少污染物的排放，保护生态环境，从而促进我国经济的可持续发展。
1 超超临界1000MW机组应用的必要性
由于受到经济发展水平等因素制约，我国的燃煤发电技术发展相对缓慢。超超临界1000MW机组作为重要的机组有着很多优点：第一，安全性能更好，有利于维护我国电网体系的安全；第二，与国内发电机组平均发电煤耗相比，超超临界1000MW机组的煤耗要低20t/h；第三，在机组设计方面，超超临界1000MW机组采用内螺纹管+螺旋管圈水冷壁形式，并采用分级燃烧方式和再循环泵的锅炉启动系统；第四，燃烧器的结构可以分为直流一次风、内二次风和旋流三次风，燃烧器的喷口处容易形成外浓内淡的环形煤粉浓度分布，并使煤粉气流与直流二次风混合延迟，扩大还原区面积，减少NOx的生成。因此，超超临界1000MW机组的应用研究对机组的安全运行及我国的“节能减排”工作都具有十分重要的意义。
2 对节能改造技术的研究
2.1 真空系统改造
凝汽器真空提高系统属于热力发电厂节能技术领域，针对热力发电厂水环式真空泵抽气系统而设计的节能装置。它是通过外加智能制冷冷源系统，给真空泵提供远低于环境温度的工作水，大幅提高真空泵抽气能力，进而降低凝汽器不凝气体分压力这种方式来提高凝汽器换热效果，从而降低凝汽器水蒸气凝结压力，也就是降低汽轮机背压，获得节能效果。
2.1.1 通过降低真空泵工作水温度的方式来提高凝汽器真空
不凝气体(主要是空气)是凝汽器主要传热热阻。减小凝汽器不凝气体分压力，是提高凝汽器真空的有效措施之一。减小不凝气体分压力目前来讲只有两种措施，一是提高汽轮机热力系统的严密性，减少不凝气体泄漏；二是提高抽气系统真空泵的工作能力，及时将凝汽器内不凝气体抽除。从水环式真空泵工作原理及性能可知，其抽气能力和抽气压力所对应的饱和温度与工作水温度之间的差值，也就是工作水的温度有很大关系，工作水温度越低，抽气能力越大。凝汽器真空提高系统，通过供给真空泵7℃～15℃的工作水，使得真空泵抽气压力所对应的饱和温度与工作水之间的温差大大增加，极大地提升了真空泵工作能力和工作环境。
2.1.2 建立冷端系统的统一冷源及协调控制系统
对于600MW及以上机组，抽气系统通常有多台水环式真空泵运转，因此存在真空泵启、停切换过程。因各种因素，不同真空泵之间的负荷、所需工作水量也有所区别。凝汽器真空提高系统通过添加电控阀门，统一管理制冷机制出的冷水，做到根据真空泵实际运转情况，合理配比每台真空泵所需冷水量。
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2.1.3 利用低品位热水、废蒸汽作为冷源制冷的动力源
凝汽器真空提高系统，可以根据热力发电厂实际情况，来选择电能驱动、低品位热水驱动等多种能源利用方式。尤其是低品位热水驱动方式，既提高了凝汽器真空度，又降低了能源消耗，使节能效果获得最大化。
2.2 设计时采用双背压式凝汽器
对于大容量机组，低压缸一般设计为多排汽口，这就为制造双压式（或者更多压式）凝汽器创造了条件。在同样的凝汽器热负荷下，双压凝汽器的折合压力要低于单压凝汽器的折合压力，因此循环的热效率可以提高。就一般而言，多压凝汽器的气室数目越多，折合压力也就越低。采用多压凝汽器，一般可使装置效率提高0.15～0.25％。
2.3 凝结水泵运行方式的优化与改造
某电厂采用超超临界1000MW燃煤汽轮发电机组，系统采用三台定速中压的凝结水泵，耗电较多。而在负荷降低时，凝结水的流量也随之降低，这就需要调整凝结水再循环的调门开度来缓解精除盐入口压力，在负荷降低到额定负荷的一半时，凝结水流量会很小，这样采用单凝泵运行方式就能满足需要，因此可以采用一台运行、两台备用的方法，根据再循环流量来调节凝结水泵的运行方式。当机组达到一定负荷时，要保持两台凝结水泵运行；在负荷降低到一定值时，要及时停用其中一台凝结水泵，保持一台凝结水泵运行即可。这种运行方式使得凝结水再循环阀门保持全关的状态，有效减少了回流的损失。同时，除氧器的水阀也保持较大的开度，有利于降低节流损失，节约电能的效果更加显著。
3 运行优化方面采取措施
3.1 启停机过程节能优化
3.1.1 机组启、停全程汽泵上水
机组启动前，使用汽动给水泵前置泵给锅炉上水，上至正常水位后，并维持较高水位。机组建立真空，提前进行管道疏水，充分暖管，用辅助蒸汽汽源冲转一台汽动给水泵满足锅炉上水需求。机组并网带负荷后，待机组四段抽汽压力满足给水泵汽轮机供汽条件时，缓慢切换给水泵汽轮机汽源为四段抽汽供。
3.1.2 降低机组补水率
补水率是反映机组汽水损失大小的主要指标，启停及运行中应注意以下几个方面。首先，机组并网后应按机组启动后阀门检查卡要求对疏放水阀门内漏情况进行认真检查，发现内漏时应立即隔离处理。其次，机组运行中按定期工作要求每月对疏放水阀门内漏情况进行认真检查，发现内漏时应立即联系处理。最后、运行中发现补水率＞0.8%时，应认真分析、排查，并及时对疏放水系统阀门进行认真检查。
3.2 冬季单循泵使用
根据实验循环水泵的优化运行对降低循泵耗电率及提高机组效率有较大意义，运行中应根据季节特点、环境温度及机组负荷变化情况，合理调整循环水泵的运行方式，并遵守如下规定：第一、正常运行时循环水泵运行采取单元制运行，循环水泵联络门保持全开状态。第二、运行中应重点关注低压凝汽器进口温度和机组负荷情况，及时做好循泵的启停准备。第三、所在机组运行人员应加强真空泵电流的监视，真空泵电流不正常下降进应及时关闭入口门倒换真空泵，同时检查分离器水位及工作液温度，严控真空急剧下降。第四、循环水温升＞14℃或低压缸排汽温度＞44℃增启第二台循环水泵一般可以提高凝汽器真空1-1.5KPa，对厂用电率影响可根据循环水泵电流估算循环水泵耗电量及发电量计算厂用电率变化情况。
结束语：
随着对生态环境的日益重视，“节能减排”已经逐渐走进了人们的生活。火力发电厂作为碳排放大户，排碳量约占到全国总排放量的33%以上。因此，超超临界机组节能减排技术将是今后燃煤火电机组的装机主力。文章将结合多年从事电厂热机、环保技术的实践工作经验，阐述超超临界机组比亚临界机组具有的优势、超超临界机组能够采取的节能减排技术以及我国超超临界机组节能减排在设计方面的发展趋势。
参考文献：
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[2]张敏.1000MW超超临界机组汽轮机节能改造及运行优化方案探讨[J].科技与企业.2014(13)
[3]李大才.1000MW超超临界机组汽轮机节能改造及运行优化方案探讨[J].中国科技信息.2012(19)
论文作者:张朝培1,陈坤2
论文发表刊物:《防护工程》2018年第30期
论文发表时间:2019/1/14
标签：机组论文; 凝汽器论文; 真空泵论文; 水泵论文; 节能论文; 超临界论文; 汽轮机论文; 《防护工程》2018年第30期论文;