试论火力发电厂汽轮机运行节能问题

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  [摘 要]在电能供应中,火力发电厂起到了不可替换的价值。随着能耗价格升高,环保要求、污染物排放的考核越来越严,火力发电承载着的压力也会递增。现有严峻态势下,企业都侧重去摸索更为适宜的节能降耗路径。而且江苏电网对30万及以下发电机组调度启停频繁,大大增加了运行的耗费,降低汽轮机的使用生命,不利于节能运行。在发电厂之中,汽轮机是三大主要部件之一,它整合了安全特性及经济特性,拥有非常关键的位置。汽轮机损耗掉的能量占到了偏大的比值。若能减小汽轮机的损耗,将会有力的推动电厂的节能工作,为此,有必要明晰汽轮机必备的节能路径,节省运行能耗。
  [关键词]火力发电厂 汽轮机 运行节能 给水温度 真空
  中图分类号:TM156.7.4 文献标识码:B 文章编号:1009-914X(2015)43-0053-01
  一、 汽轮机运转原理及工作特性
  1、 汽轮机运转原理
  汽轮机是依靠把锅炉送来的高温高压的蒸汽的热能转变成机械能,从而带动汽轮机转子旋转做功的机械,汽轮机的工作原理也就是把热能转变成机械能的理论,在这之中,含有双重的细化步骤:冲动作用机理、对应着的反动作用原理。
  (1) 冲动作用机理,在汽轮机中,锅炉送来的蒸汽,它经由喷嘴予以喷射。经由叶汽道以后,蒸汽变更了初始的流向,从而冲击叶片,推动叶轮由此转动,产生了机械功;(2)反动作用机理:蒸汽经由汽轮机的动叶片,蒸汽在汽道中逐渐发生膨胀和加速的现象,汽流表现出了反向动力,叶轮由此做功。第一类运转特性:蒸汽在叶轮汽道之内,蒸汽仅仅变更固有的方向,但是不会发生膨胀加速;第二类运转特性:蒸汽在叶轮汽道之内既改变方向,同时还会不断膨胀加速。
  2、 汽轮机工作特性
  火力发电厂的汽轮机是以蒸汽为工质,把热能转变成带动发电机发电所需机械能的一种装置。其主要具有如下特点:(1)热效率高。供热机组的热效率可以达到80%,而凝汽式汽轮机组的综合热效率也可以达到40%;(2)具有较高的热经济性能;(3)具有较长的使用寿命,一般可以使用各种比较廉价的燃料等。
  汽轮机作为一种可以连续工作的回旋机械,汽轮机的单机功率非常大,而且在运行过程中,汽轮机主机具有较高的稳定性能,很少突发故障,在通常状况下,运行三年左右才需要进行一次大修,这也使得设备的利用率很高。
  二、 现有运行弊病
  上世纪中期起,汽轮机就被投运。后续进展之中,多样的汽轮机被制造出来。近些年,能源构架被变更,投入进来的天然气显出了缺失的倾向,增添调研耗费。在最近10年,能源战略被变更,燃气轮机也渐渐被创设出来。很短时段之内,它们迅速拓展。火力发电配有的30万汽轮机凸显了渐渐老化的倾向,很难吻合节能、环保不断提高的要求。
  有些电厂之中,汽轮机常常带病运转。它们暗藏很大的隐患及灾害。为了确保正常运转,还会耗费偏多的能源。汽轮机架构内的加热器、给水泵、循环水泵及凝汽器都存在着偏离最佳运行工况的弊病,所以唯有着手优化,才可真正实现节能降耗。
  三、 汽轮机各类配件的节能
  (一) 回热加热配件
  从常规运转看,回热加热配件显出了必要的价值。对比偏旧体系,30万汽轮机成效更为优良。从能量层级看,汽轮机设定的蒸汽抽取层次都会有着差异。这类状态之下,蒸汽压力越高,这一层级蒸汽被返回来就会显出更大范畴的做功。与之对应,能级及蒸汽助推力,都会随之提升。
  汽轮机的给水温度的变化,对锅炉燃煤量有着直接影响,因此需要把握好汽轮机的给水温度,具体措施有以下几种:1 在进行机组启、停时,要严格按照操作票规范进行,要严格控制给水的温升率,保持加热器水位的稳定性,加强加热器运行的维护,从而提高加热器的投入率;2 在机组进行维修时,对加热器进行灌水查漏。发现有漏点,需要及时将其消除,以免造成加热器运行中发生水位高解列,甚至汽缸进水的严重后果。高加筒体密封性不严时,会造成局部蒸汽短路问题,限制了给水温度;而水室隔板密封不严时,部分高压给水就会选择不正确的旁路,不从加热器钢管流过,降低了给水温度。
  (二) 真空架构的凝汽器
  火电机组之内,凝汽器是必备的配件,归属真空系统。汽轮机运行中要保持较高的真空度,才能保证运转的高效率,因此需要保持汽轮机在合适的真空度条件下进行运转,进而提高电厂运行的安全性及经济性。真空体系若泄露了偏多的气体,真空泵即将超出拟定的载荷,机组很可能过负荷损毁。为此要保持汽轮机凝汽器在最佳真空度下运行。
  汽轮机凝汽器是将汽轮机的排汽凝结成水,为保障机组运行的安全经济,需要保持凝汽器工作在最佳真空度状态下,具体措施有:1、 定期对凝汽器加药,将水垢清理干净,并阻止水垢的生成速度,保障循环水具有良好的品质,提高凝汽器运行时的热交换效率;2、定期投入凝汽器胶球清洗装置,确保凝汽器冷却水管水阻合适,必要时对凝汽器进行半侧轮流干洗;3、 运行中保持合理的凝汽器水位,确保凝汽器换热效果良好;4、将凝汽器及真空系统的严密性检查纳入日常校验工作中,及时发现解决出现的问题,防止凝汽器出现泄漏问题。
  (三) 给水装置配件
  给水装置的作用是连续不间断地供给锅炉合格的给水,给水泵耗电率占全厂用电量的份额很大。为此在设计、安装给水系统时,应尽可能减少给水系统中弯头、阀门等配件的使用,从而降低流动的阻力;调整好给水压力,使给水泵出口压力的大小能够满足锅炉给水的需要;采用调速泵或加装变频装置,根据负荷的大小及时调节给水泵转速或给水泵电机的频率,节省厂用电量从而达到节能降耗的目的;另外,还要注意加强给水泵再循环阀门的运行监视和检修管理,减少给水泵再循环阀泄漏引起给水泵耗电率增大。依照这类途径,泵组还可真正去节能。
  (四) 各时段的背压
  汽轮机背压表现为汽轮机排气的压力。如果背压变更,汽轮机组设定好的关联参数都会随时更改。很多情形下,机组损耗掉的热力、真实机组出力都关乎总体架构内的机组耗费。背压拟定的参数数值,关乎机组真实负荷、循环水温度及流量等。若背压值升高,循环泵固有的总耗费也将随着升高,二者关系被确认。算出净出力,把它用在创设的优化路径内。负荷数值不同,凝汽器表现出来的背压还会变更。额外添加进来的功率可被测定。循环水泵显出了某一水准的能耗,考量这类能耗以便求得最适宜的体系背压。
  (五) 搭配循环水泵
  对于如下层面,应能预先确认:凝汽器固有的冷却面积、装置的洁净度、装置是否严密。在给定负荷下,凝汽器可获取的总压力、循环水温度、循环架构下的总流量,三者紧密关联。若液体初始的温度有着差值,流量也显出对应着的差值。这种差值关乎平常的配件运转,显出决定价值。在节能优化前,就要变更泵体固有的叶片方位角,妥善予以调整。经过调整以后,再去测得循环架构下的泵体流量、总的泵体功耗。综合对比考量,识别出最优的泵体搭配。
  结语:
  应用火力发电,特别是30万及30万以下火电机组,就会存在能耗偏大,成本偏高的问题。30万这样的火电汽轮机应不断变更过时落后的运行路径,创设节能流程,有序整合环保及节能这样的双重实效。从现状看,汽轮机运转还有着多样的疑难。应当随时查验,慎重予以改进。强化平日内的细节调控,创设更优的汽轮机运转流程。
  参考文献:
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  [5] 张辉.火力发电厂汽轮机组节能降耗措施浅析[J].山东工业技术,2014(19):155.
  作者简介:
  李圣才,男,1971年3月,江苏兴化,单位:江苏华电扬州发电有限公司,职称:助理工程师,研究方向:火力发电厂汽轮机运行。
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