生活垃圾焚烧电厂汽轮机运行效率优化措施分析

生活垃圾焚烧电厂汽轮机运行效率优化措施分析

李永国

广州环投花城环保能源有限公司510800

摘要：对于生活垃圾焚烧发电厂来说，其内部汽轮机的运行效率直接影响其可持续性和长期发展。因此，在工业自动化发展相对清晰的环境下，我们认为有必要考虑以下几个方面，以不断增强生活垃圾焚烧发电厂的综合实力。通过及时的检查和维护，可以确保汽轮机运行效率的优化，为提高生活垃圾焚烧发电厂的经济效益提供保障。

关键词：生活垃圾焚烧电厂；汽轮机运行；运行效率优化；

1.汽轮机技术特点

与燃煤和燃气发电厂不同，垃圾焚烧发电厂主要依靠垃圾解决方案，发电为辅。由于垃圾热值和蒸汽量的限制，垃圾焚烧发电厂配备小出力汽轮机组，并选择恒压启动运行模式，不参与调峰。由于垃圾成分不稳定，产生的热量随时间波动，导致余热锅炉主蒸汽流量和主要参数发生显著变化。因此，应优先选择可变运行能力强的汽轮机组，即在各种参数变化的范围内，汽轮机运行的可靠性较高。以广州某垃圾焚烧发电厂为例，该发电厂一期共配置6台伟伦机械往复式炉排焚烧炉及配套的余热锅炉，每个焚烧炉的垃圾处理能力为750t/d，设计垃圾低热值为7500kJ/kg；余热锅炉的额定蒸汽压力为4.0MPa，额定蒸汽温度为400℃，额定蒸发量为73.5t/h。配备4台中温中压纯冷凝式汽轮机，型号为N25-3.82/39025MW，额定功率为25MW。

对于垃圾焚烧发电厂，汽轮发电机组的设置不仅要充分利用垃圾焚烧后产生的热量，还要保证焚烧炉的正常运行，即“机随炉”运行。电厂设置两套热力系统，分别以三炉两机和三炉两机组为基础。同时，为保证全厂锅炉运行的灵活性，两个系统中的主蒸汽、主凝结水及其他主汽水管道均设置了连接管，可实现两个系统锅炉的切换运行。每个系统中三台垃圾焚烧余热锅炉产生的过热蒸汽被收集到主蒸汽主管中。两条管道分别从主蒸汽主管引出，通过汽轮机主蒸汽阀进入两台凝汽式汽轮机，驱动发电机发电。排出的蒸汽进入冷凝器并凝结成冷凝水。

2.电厂汽轮机运行产生的损耗

2.1汽轮机启动时产生的损耗

汽轮机在启动过程中产生的损失是电厂汽轮机运行过程中不可忽视的损失的重要组成部分，在汽轮机运行过程中，蒸汽参数的变化会导致转子内部温度的不稳定，转子在这种状态下长时间运行可能会导致重大损失，如果参数没有得到正确有效的处理，汽轮机在启动过程中的消耗将继续增加，这将降低电厂汽轮机的运行效率，缩短其使用寿命。

2.2汽轮机组运行产生的损耗

汽轮机的结构相对复杂，在运行过程中阀门压力高，汽轮机的喷嘴室和外缸容易变形，密封性低会导致运行过程中损失增加，汽轮机的能量转换提供动力，但由于其运行的复杂性，机组运行产生的损失不断增加，其在气阀中的性能明显，影响了汽轮机的运行效率。

2.3汽轮机空冷凝汽器产生的损耗

汽轮机的空冷凝汽器造成的损失也是电厂汽轮机运行中不可忽视的一个主要问题，在汽轮机中，空冷凝汽器直接影响汽轮机的传热效率，空冷凝汽器运行中出现问题，会直接降低传热效率，导致系统工作效率下降。

如果温度过低，汽轮机的空冷凝汽器也容易发生流量不平衡，蒸汽轮机的空冷凝汽器产生的损失也会导致蒸汽轮机的工作效率降低。

3.电厂汽轮机的常见问题

3.1电厂汽轮机的整体问题

在电厂的实际运行和生产过程中，汽轮机高压缸的排气量大于设计值，排气温度高于设计值，导致大量能量以热能的形式消耗是很常见的，这将导致高压缸的运行效率降低，并影响汽轮机的整体运行效率，如果汽轮机的密封效果不好，就会增加漏气量，增加系统的能耗。同时，如果负载较大，将影响系统的稳定性。

3.2电厂汽轮机疏水系统的问题

发电厂汽轮机的供水系统问题也是发电厂汽轮机中常见的问题，输水系统的结构和设计相对复杂，在运行过程中容易出现问题，管理也非常繁琐，汽轮机给水管道中的阀门容易发生泄漏，当高温蒸汽遇到凝汽器时，会影响凝汽器的正常运行，降低汽轮机资源的利用率。此外，膨胀容器与输水管道之间的温差也容易导致管道破裂，影响系统的正常运行。

3.3电厂汽轮机轴封系统问题

发电厂汽轮机轴封系统的问题也是汽轮机中常见的问题，轴封系统的设计相对简单。尽管在大多数发电厂，汽轮机轴封系统已经实现了较高的运行效率，但仍存在一些问题，汽轮机启停时，轴封压力下降幅度大，不能自动调节，但是，在汽轮机运行过程中，会影响系统的密封性能，造成蒸汽泄漏。

4.生活垃圾焚烧电厂汽轮机运行效率优化措施

4.1合理控制启停生活垃圾焚烧电厂汽轮机

优化生活垃圾焚烧发电厂汽轮机设备的启动流程应重点关注以下三个步骤：第一，记录汽轮机设备每次启动的持续时间；其次，尽快消除设备安全隐患，具体来说，要求技术人员在正式启动汽轮机设备之前进行深入检查，全面分析工作，预测安全隐患，以找到最佳解决方案，在此过程中，技术人员需要提前对排水系统进行合理规划，以有效控制设备的运行效率，其目的是通过缩短加热时间来有效提高汽轮机设备的启动效率；第三，在使用冷凝水管道的过程中，工人还需要选择适当的管理技术和措施，将汽轮机背压尽可能控制在合理范围内。此外，为了提高汽轮机的运行效率，如果需要执行汽轮机停机操作，操作员可以使用滑动停止方法来缓慢降低蒸汽参数，通过这样做，不仅可以降低设备温度，而且还可以最大限度地利用余热。

4.2重视把控汽轮机轴封系统以及通流性能

汽轮机的内部轴封和流动性能直接影响汽轮机设备的运行效率，然而，由于汽轮机设备的内部结构相对复杂，维护上述两个部件存在显著困难，因此，工作人员需要掌握汽轮机设备的大修节点，对轴封和流量系统进行详细的检查和维护，例如，重点检查轴封系统是否有蒸汽泄漏，排水管道是否能保持畅通。根据多年的工作经验，文章认为，变流运行后，汽轮机设备的整体系统运行效率有了显著提高，使整个设备的运行状态更加稳定。对于流道段，在维护操作期间，主要关注增加设备容量控制和加强锅炉最大连续蒸发控制。此外，在汽轮机设备维护过程中，需要使用专业设备对叶片进行冲洗，然后对叶片上的腐蚀和划痕进行有针对性的检查。如果存在上述问题，要及时更换损坏严重的部件。同时，工作人员还需要准确地确定汽轮机的轴向间隙和叶片顶部间隙值，如果存在不合理的间隙值，则可以认为汽轮机流道部分的性能不稳定，在这一点上，工作人员要尽快进行深入的测试和维护。

4.3维持生活垃圾焚烧电厂汽轮机真空运行

为了优化生活垃圾焚烧发电厂汽轮机的运行效率，要确保汽轮机设备处于最佳真空范围，为了实现上述目标，还需要确保汽轮机设备内部冷凝装置性能的完整性，具体而言，一旦冷凝装置出现泄漏问题，汽轮机设备将处于低真空运行，此时，可能会出现严重的结垢和冷凝问题，甚至会增加汽轮机系统在运行过程中的能耗，因此，要求相关操作人员重点控制冷凝装置的性能，确保汽轮机设备泄漏问题能够在第一时间得到检测和解决，对此，生活垃圾焚烧发电厂的管理人员需要制定有效的设备检查计划，并安排专人对汽轮机设备的结垢问题进行检查和清理。同时，要求测试人员能够在测试仪器的协助下提取和收集汽轮机设备的详细工作信息。此外，相关人员还可以通过安装报警装置对汽轮机设备进行动态监测，如果汽轮机设备的运行状态出现问题，相关数据会出现异常显示，如果出现异常数据，报警装置会发出警报，此时，工作人员可以结合提示信息来解决冷凝装置造成的损失，对于运行中的汽轮机设备，工作人员要定期检查和清洁冷凝器散热部分积聚的污垢，例如，可以选择指派专业人员每半年或每年清理一次污垢，然后在清洁操作完成后，由专业技术人员对汽轮机设备进行维护和维修，以确保设备能够正常启动并尽可能高效地运行。

4.4控制生活垃圾焚烧电厂锅炉设备给水温度

锅炉通过燃烧燃料产生蒸汽和热量，然后利用管道将蒸汽引入汽轮机，汽轮机可以在蒸汽的驱动下运行，因此，为了从根本上提高汽轮机的运行效率，确保生活垃圾焚烧发电厂的稳定运行，工作人员需要关注锅炉给水温度的变化，并尽量将温度值控制在标准范围内，这是因为对燃料的需求与温度直接相关，如果水温低于标准值，则需要投入大量燃料以确保锅炉设备的正常运行效率，这种操作会增加锅炉设备的排烟量，甚至影响汽轮机的运行效率，因此，生活垃圾焚烧发电厂的工作人员需要全面了解汽轮机组的运行情况，并根据现场的实际情况优化水温，以有效减少额外的能耗损失。此外，操作人员在开始操作锅炉设备之前需要检查内部加热器，以避免出现水温过高或过低的情况，例如，可以重点检查供暖管道的密封性能，通过良好的性能测试为锅炉设备的高效运行奠定基础。

结束语

总之，在汽轮机运行过程中，燃气轮机轴封系统、排水系统和冷凝器损耗可能会出现问题，上述问题的存在在一定程度上影响了汽轮机的运行效率，也限制了生活垃圾焚烧发电厂的整体工作质量和效率，有鉴于此，本文从四个方面提出了上述建议：合理控制生活垃圾焚烧发电厂汽轮机的启停控制，重点控制汽轮机的轴封系统和流通性能，控制生活垃圾焚化发电厂汽轮机给水温度，以及维持生活垃圾焚烧发电厂的蒸汽汽轮机的真空操作，希望确保提高汽轮机的运行效率。

参考文献

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