发电厂汽轮机及其辅机设备节能技术探讨 李孟阳

发表时间:2020/5/21   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:李孟阳
[导读] 摘要:发电厂汽轮机状况好坏是火电厂是否节能的关键因素,而随着我国的经济的飞速发展,一次能源消耗量越来越大,这就需要我们迫切的提高节能技术来改善能源短缺的现状。
        (中国电建集团河南省电力勘测设计院有限公司  河南郑州  450007)
        摘要:发电厂汽轮机状况好坏是火电厂是否节能的关键因素,而随着我国的经济的飞速发展,一次能源消耗量越来越大,这就需要我们迫切的提高节能技术来改善能源短缺的现状。大力发展节能技术,有助于我国减少能源资源的浪费,降低生产的成本,促进我国国民经济的发展。
        关键词:发电厂;汽轮机;辅机设备;节能技术
        一、影响发电厂汽轮机及其辅机设备能耗因素分析
        1.1汽轮机及其辅机设备能耗因素分析
        发电厂汽轮机汽缸是一个相对封闭良好的气室以阻断汽缸内气体与外界空气,进而达到将更多的蒸汽能转化为机械能。但是,汽缸的内缸与外缸间还存在夹层,在其工作时,会通过热辐射作用将内缸热能传递至外缸,且夹层内的气流也会在某种程度上对汽缸进行预加热,以保障汽缸内工作效率。汽轮机正常工作时,汽缸内的喷水量能对气压、温度产生相对应的影响;在热能持续供应状态下,喷水量与空气间的比重会不断增加,其对应的热能消耗也会随之增加,此时,汽轮机自身的工作效率会出现较低状态,进而产生能量耗损情况[4]。蒸汽压力、温度的变化会也对汽轮耗损产生一定影响。因此,在实际操作时,需保持锅炉冷水壁、过热器内部清洁,同时,还要保证相关辅机的管线路的合理封闭性。
        1.2汽轮机及其辅机设备运行调整因素分析
        汽轮机及其辅机设备运行调整的合理性也会直接影响到其整体节能降耗的有效性。汽轮机及其辅机设备运行调整中主要存在的问题有以下几方面:首先,没有采取循环水优化运行方式而容易导致二次滤网未能得到及时维护而造成堵塞,或是真空泵冷却水温度过高等原因而导致凝汽器真空偏高;其次,机组在启停时,若暖机时间调整不当或过长也易造成机组跳闸等,使机组因频繁开停机而增加能耗;第三,机组因运行调整不当时,也极易造成各参数与实际负荷不符而出现能耗增加;第四,一些未能新运行技术创新或改造的旧机组,其能耗也较新机组或技术创新机组能耗偏高;第五,加热器水位设定不合理,出现过高或过低现象;第六,凝结水泵运行方式不合理等,上述环节未对其进行合理调整也会导致汽轮机及其辅机设备运行能耗增加。
        二、汽轮机节能增效的可行性分析
        2.1技术方面。目前,我国现有汽轮机技术业已通过长期的实践运行与技术发展,其技术已经更为完善,其热效率也得到了极大的提升,在减少能源消耗的基础之上,对全面提升发电厂汽轮机能源转化效率、提高自身节能减排能力具有重要的意义。同是,经过技术改造后的汽轮机,其运行的可靠性与安全性均得到了极大的提升,这为发电厂汽轮机及其设备节能技术创新也提供了技术支撑。
        2.2经济方面。发电厂汽轮机及其设备节能技术创新过程中,要对创新后的成本收益进行科学、合理的评估,绝不能盲目追求技术创新或改造而未达到节能减排的目的,同时,技术创新还要满足低成本、高效益的经济指标。目前,我国绝大多数的发电厂对其汽轮机的改造与创新,其投入的成本远小于购买新式汽轮机,且经过技术改造、创新后,汽轮机能耗方面也得到了有效的控制;从远期效益角度看,发电厂对汽轮机及其辅机设备的节能技术改造与创新在经济角度上具有更高的可行性。
        三、发电节约能源技术的发展
        首先,我们要在大力研发节能技术的同时,努力寻找新型能源。我国如煤炭和石油等旧能源不但污染比较大,我国的开采总量也比较到,即将面临资源枯竭的状况,这将导致我国对市场依赖度过高,不利于国家安全。所以,寻找新的替代燃料迫在眉睫。只有在发展节能技术的同时,寻找到新的替代性能源,我国的资源问题才会从根本上得到解决。
        其次,我们要大力推广少油粉煤点火以及等离子无油的点火技术。

我国的常规的火电燃煤机组点火用油的年消耗总量约在每年100万t以上。近年来,我国国内正在大力研究和开发等离子的无油点火技术,目前已经在山东烟台的电厂50MW机组实验成功。即将在100MW、200MW和300MW的机组上进行组织示范。在示范成功之后,我国的发电便可实现燃煤机组点火。少油粉煤点火目前是已经成熟技术,我们可以在电厂做大面积推广。这两项技术的发展有利于节约能源的发展,也能在很大传程度上减少空气的污染,提高空气和环境的质量,从而提高人们的生活质量。
        最后,我们要大力发展科研,要学会应用净煤技术和其他技术替代燃料油。在工业发达的国家,在石油危机以后普遍都采用煤代油的政策。除了汽车、航空航用柴油机和石油化工的原料必须用石油外,其它的类似于窑炉、电厂等都在用清洁煤来代替燃油。水煤浆是一种燃烧状况稳定并且污染物少的新型的燃料。这是我国经过近20a的科技攻关和工业化的示范案例。我国在水煤浆制浆、燃烧技术和储存方面的技术基本成熟。例如我国长春的发电厂拥有3台240t/h的水煤浆锅炉,在上海的石油化工公司有230t/h的脱硫型水煤浆锅炉代油燃烧。这些技术在生产应用以后均取得了比较好的经济利益和环境效益。在100MW以下的燃油热电机组则比较适合采用水煤浆技术对此进行替代改造。针对我国的大中型燃油发电机组应逐步改为燃煤机组的情况,第一是我们要用先进、成熟的粉煤燃烧加烟气脱硫技术进行代油改造;第二点就是应用动力配煤或者洗煤技术。这是在达到环保标准的前提下,来进行煤代油的改造。目前,我国的400t/h的锅炉的循环技术基本成熟,100MW级燃油的发电锅炉可采用国产化循环流化床进行煤代油技术的改造和发展。
        四、汽轮机辅机设备运行节能及优化改造的基本途径
        汽轮机的辅机设备的综合性能的提高是对辅机设备各个零部件进行全面的优化。这种优化主要表现在:对某一基础辅机设备的优化,根据所有的辅机设备系统测量出来的数据,对辅机设备的运行状况进行综合性的判断。辅机设备的节能技术的优化及技术研究等,对于整个辅机系统的性能进行全面的考量。与此同时,还要采用合理的调节、运用运行和控制等方法,来提升辅机设备整体性能和降低辅机设备节能降耗。
        五、发电机的辅机节能改造分析
        近年来,随着火电厂节能减排的呼声越来越高涨,出于对于节约能源的迫切需求和提高产品的质量品质,我们多采用变频的调节方式,这种调节方式的优点是操作简易、系统的维护量小,控制的精度大等。这种变频逐渐取代了我国传统辅机频率调节的方式。辅机采用这种变频调节方式,主要原理就是根据发电机的转速和电源输出频率之间的比例关系来做到节能的效果。对于电动机来说,电动机极的对数和转差率是确定不变的。根据他们的关系可以得出这样的结论:辅机设备的转速与电源的输出频率的关系是成正比率的。我们也恰好可以通过对辅机设备电源频率的调节,来改变电动机的转速,进而达到变频调速转速减少、电机能耗下降的目的。
        六、结语
        综上所述,我们要提高电厂的辅机设备的节能功能的同时,寻找替代性的能源。我们更要在借鉴先进工业国先进的节能技术的同时,根据我国的实际情况,实事求是地自主研制出适合我国实际情况的节能方法,从而达到降低生产成本、减少污染的目的。从而更好的保护生态环境,提高我国人民的生活质量。
        参考文献
        [1]郑锡开.发电厂汽轮机运行节能降耗策略研究[J].中国高新技术企业,2016(20).
        [2]张超.汽轮机能耗高的原因分析与对策[J].现代工业经济与信息化,2016(15).
        [3]陈杉林.发电厂汽轮机运行节能降耗策略探究[J].科技展望,2015(22).
        [4]赵阳.论电厂汽轮机中辅机的优化方式及改进措施[J].建材与装饰,2017(5).
        [5]陈益利.论电厂汽轮机中辅机的优化方式及改进措施[J].科技与企业,2014(20).
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