火力发电厂汽轮机组节能影响因素及其降耗对策分析 凌保辉

发表时间:2019/3/28   来源:《电力设备》2018年第29期   作者:凌保辉
[导读] 摘要:随着社会生产力的发展,我国更加重视能源利用的效率,火力发电厂汽轮机组的节能问题也备受关注,本文通过对火力发电厂汽轮机组节能分析,探讨影响其节能的因素,找出降低汽轮机组能耗的方法、对策。
        (新会双水发电(B厂)有限公司  529153)
        摘要:随着社会生产力的发展,我国更加重视能源利用的效率,火力发电厂汽轮机组的节能问题也备受关注,本文通过对火力发电厂汽轮机组节能分析,探讨影响其节能的因素,找出降低汽轮机组能耗的方法、对策。
        关键词:火力发电厂;汽轮机组;节能;影响因素;降耗对策
        一、火力发电厂汽轮机组节能的基本介绍
        火力发电厂汽轮机组是一种能够利用蒸汽的热能转化为内能,从而实现做功操作的一种旋转的机器,它的作用原理就是在运行的过程中将热能转化为机械能[1]。火力发电厂汽轮机组节能包括本体、辅机热力系统方面的节能改进,以及汽轮机组机械设备方面的节能改进。其中热力系统方面的节能改进主要通过热力系统改造或热力系统参数优化调整,汽轮机机组机械设备方面的节能可通过日常的精细化维护及先进技术改造来实现。
        二、火力发电厂汽轮机组节能的影响因素
        火力发电厂汽轮机组热力系统节能的主要依据是热力学第一、第二定律,以及蒸汽朗肯循环等理论,朗肯循环表明:循环平均吸热温度越高,循环热效率越高;循环平均放热温度越低,循环热效率越高。影响火力发电厂循环热效率的主要因素有:(1)主蒸汽温度;(2)凝汽器真空;(3)给水温度。火力发电厂汽轮机热力系统运行优化调整好以上几个参数,将有效提高汽轮机组效率,达到节能的目的。
        对电厂汽轮机节能运行的主要机械设备有:给水泵、凝结水泵、循环水泵、水环真空泵、开式水泵、闭式水泵,以及这些水泵配套的电机设备。如果运行过程的其中一个环节的配件由于老化而发生故障,那么汽轮机设备将无法正常运行,更谈不上节能运行,而且这些机械设备运行效率的高低也对汽轮机组节能产生直接影响。因此需要做好这些机械设备的精细化维护,力求在出现故障前诊断出设备异常,及时进行缺陷处理,同时也需要做好这些机械设备的节能管理工作,为电厂的安全节能运行打下良好基础。
        三、降低火力发电厂汽轮机组能耗的方法、对策
        (一)提高主蒸汽初参数
        提高火力发电厂汽轮机组的主蒸汽初参数,可提高循环的平均吸热温度,进而提高循环热效率,某发电厂根据哈尔滨汽轮机厂提供的N150-13.24/535/535型中间再热凝汽式汽轮机热力修正曲线,其中新蒸汽温度修正曲线见图1。
 
 
        图1新蒸汽温度修正曲线
        当主汽温度为530℃时,热耗修正系数为1.0012,当主蒸汽温度为535℃时,热耗修正系数为1.0,而且主蒸汽温度与热耗修正率的关系是一条直线。设主蒸汽温度为x(℃),热耗修正系数为y,则主蒸汽温度与热耗修正系数的关系为:(1.0012-1)/(530-535)=(1.0012-y)/(530-x),即:y=1.1284-0.00024x。即主蒸汽温度升高或降低1℃,热耗降低或升高0.024%,发电煤耗也相应降低或升高0.024%,该电厂设计发电煤耗为322.45g/(kW.h),若主蒸汽温度升高10℃时,发电煤耗将降低0.774g/(kWh)。电厂实际运行时,应使主蒸汽温度在535℃附近运行,上下波动不应超过5℃,出现主蒸汽温度偏高或偏低时,将影响机组经济运行,而且会影响机组安全运行,应及时查找原因并消除缺陷。
        (二)提高汽轮机组凝汽器真空
        要提高凝汽器的真空,除必须确保真空泵的正常运行外,还要做到按时清洁冷凝器的冷却面,如果凝汽器粘有较多污垢等杂物,会使冷凝器的换热效果变差,进而影响汽轮机组的整个过程的运作。具体解决的措施有:1.定期进行胶球清洗。观察清洗前后排汽温度和端差的变化,也要注意收球率是否正常。2.每次在机组停运时均须拆开凝汽器进行检查和进行彻底清洗,确保各换热面达到清洁。3、定期对冷却水采样化验,必要时在冷却水入口处加药处理,确保水质干净,不在换热面上滋生影响换热的微生物。
        提高凝汽器真空,使排汽温度降低,使循环平均放热温度降低,循环热效率提高。相关实验数据提出:在同等主蒸汽流量和状态下,凝汽器真空度提高1%、汽轮机约多发电1%[2]。
        提高凝汽器真空可以增加机组的发电出力,但是同时需要增加循环水泵的耗电,因此发电厂运行中应摸索各种循环冷却水温及汽轮机运行工况下所对应的最佳真空,使机组增发电力与循环水泵增加耗电的差值最大。
        (三)做好回热加热器运行管理,提高给水温度
        汽轮机组给水温度升高,使循环平均吸热温度升高,循环热效率提高,火电厂汽轮机采用回热加热器,逐级加热使给水温度升高。利用已在汽轮机做过功的部分蒸汽,通过在给水回热加热器让蒸汽冷却放热来加热给水,以减少液态区低温工质的吸热,提高循环的吸热平均温度,使循环热效率提高[3]。国产机组停用高压加热器时增加的热耗率相对值数据显示,N125-13.24/550/550机组热耗率增加2.3%,发电煤耗率增加7.4g/(kW.h)。因此应提高给水回热加热器的完好率和高压加热器的投运率。低压加热器的停用也会降低机组的热经济性,特别是最末一级低压加热器的停用,会使级后汽轮机叶片的侵蚀加剧。协调好加热装置和蒸汽的正常循环,减少资源的浪费,要定期对加热装置进行检查,要保证加热钢管不出现漏点的现象,如果存在这一问题,加热装置的效率就会大幅下降,严重的话会造成水温度偏低,火力发电厂汽轮机组运行效率降低[4]。
        (四)做好汽轮机辅助机械设备的运行管理
        汽轮机的辅助机械设备主要有输送工质的水泵及抽真空的水环真空泵,这些辅助设备的功耗占厂用耗电的比例约为40%,因此做好其运行节能管理可有效汽轮机组的能耗。其中,循环水泵出力可根据季节变化、循环冷却水温变化情况合理进行频率调整,使真空不降低的情况下减少厂用耗电。凝结水泵、开式水泵也可根据负荷变化相应调整电机频率,使厂用耗电降低。给水泵的密封水在运行中可根据负荷变化情况,适当调整进回水量,以降低机组能耗。水环真空泵因运行工况变化,叶片容易发生汽蚀,而影响抽汽效率,因此每次机组检修应定期对水环真空泵叶轮进行维护。
        总结
        综上所述,汽轮机组是火力发电厂的重要组成部分,以上针对火力发电厂汽轮机组节能的主要影响因素,提出了降低汽轮机组能耗的详细方法策略。如何进一步提高火力发电厂汽轮机组的效率,提升电厂的节能降耗水平,为火力发电厂创造更多的经济效益,增强火力发电厂在同行的竞争力仍然是要钻研的重要课题。
        参考文献
        [1]姚胜威. 《火力发电厂汽轮机组节能影响因素分析及其降耗对策探讨》[J].自动化应用,2017(08):109-110.
        [2]李青,张兴营,刘学冰. 《火力发电厂节能评价与能源审计手册》(中国电力出版社,2008).
        [3]郑体宽. 《热力发电厂》.中国电力出版社(北京),2008.
        [4]杨志平. 《大型燃煤发电机组能耗时空分布与节能研究》[D].华北电力大学,2013.
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