浅谈热电厂汽轮机运行节能降耗的措施

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年48卷6期   作者:习俊
[导读] 在我国能源结构中,火力发电占据重要地位
        摘要:在我国能源结构中,火力发电占据重要地位,在对火电厂大型汽轮机进行优化改良中,要重点关注能源节约、提高能源利用率等方面的管理,通过采用切实有效的管理方案,达到节能降耗的目的。基于此,本文分析了火电厂大型汽轮机变负荷能耗,以及影响能耗的多种因素,提出了火电厂大型汽轮机变负荷运行降耗对策。
        关键词:热电厂;汽轮机运行;节能降耗
引言
        随着我国经济的发展,节能降耗的问题越来越突出,实现经济的可持续发展势在必行。热电厂作为我国广东地区主要供电来源,承担了重要的供电任务,如何提高热电厂的运行效率,降低能量损耗,提高能量利用率,成为热电厂在此次改革中的重要任务。其中减少汽轮机的能量损耗是热电厂提高效率的重要渠道。
1热电厂汽轮机能量损耗来源
        1.1设备质量造成损耗
        在汽轮机运转的过程中,汽缸起到关键性的作用,汽缸能够有效地将空气和汽轮机的通流部分隔开,从而促使蒸汽完全出汽轮机内,只在汽轮机内做功。因此汽缸的高效运行是降低汽轮机能力损耗的重要措施。在广东地区热电厂中使用的汽轮机主要由我国自行生产,其汽缸存在一定的不足。在汽轮机的运行过程中,国产汽缸的效率实际值较低,与国际水平的汽缸效率值之间存在这较大的差距,从而导致整个汽轮机组的能量消耗巨大,这是在广东地区热电厂中普遍存在的能量损耗来源。
        1.2峰值和谷值之间差距较大
        广东电网工作中电力负荷存在这较大幅度,峰值和谷值之间差距较大,汽轮机在运行过程中必须从操作层面不断调整其工作制度以适应电力负荷的大幅度变化,这样同样会造成汽轮机能量损耗的增加[1]。
2热电厂汽轮机节能降耗可行性分析
        2.1技术可行性分析
        我国从上个世纪开始就开始在热电厂汽轮机运行节能降耗的技术方面进行了大量的研究工作,并实现了对部分汽轮机的技术性改造。经过多年的技术探索和实践经验的总结,在汽轮机的技术性改造方面已经处在一个相对成熟的阶段。广东某电厂与相关研究机构合作,对汽轮机的构造进行了一定的改造,汽轮机的热效率大幅度提升了12%,在很大程度上降低能源消耗率,提高能源利用效率,并且在一定程度上改善了汽轮机的可靠性和安全性。因此,在技术方面,对汽轮机进行技术性改造在我国是完全可行的。
        2.2经济可行性分析
        从经济效益方面分析,而不能过分地追求技能效应,这就需要我们重视成本因素,将汽轮机改造前后的成本收益作为经济可行性分析的参考标准。调研广东地区若干热电厂发现,汽轮机改造过程中所投入的成本与采购新汽轮机所需要的成本相比要低很多,并且改造之后汽轮机的能耗要比新汽轮机的能耗要小得多,从可持续发展方向看,节能降耗对热电厂的经济利益来说是比较有利的,因此,汽轮机的节能降耗是经济可行的[2]。
3汽轮机节能降耗措施分析
        结合电厂汽轮机运行过程中出现的能量损耗的环境,分析做
好其运行过程中的节能降耗的措施,主要有三个方面。
        3.1汽轮机启动、运转和停机过程中的相关措施
        在启动汽轮机的时候,需依据汽轮机启动曲线对相关参数进行合理的选择,比如某一电厂汽轮机冷态启动主汽压力是2.5~3.0MPa,主温度范围在270~300℃以内,区间的最高温度低于400℃,凝结器真空-50~-40kPa。实际工作中需要注意的是,在汽轮机实际运行过程中,其启动之前往往要进行一段时间的预热暖机,这会导致并网时间被延长,导致机组启动电厂用电量加大,使发电的成本变高。

对于这一问题,经过认真的研究之后发现以下解决措施:使用旁压先开的方式将压力维持到2.8MPa上下,进而通过手动的方式对真空破坏门进行开启,使汽轮机真空维持于-60~-50kPa的范围中[3]。
        这会使汽轮机蒸汽量增加,进而使暖机的速度变快,不仅对于帮助我们控制膨胀差值非常有利,而且可以降低并网的时间。在汽轮机运行的时候,则要使用定、滑、定这种方式,它有利于提升低负荷情况下锅炉中燃料的燃烧率以及水循环。此外,我们还可以对液耦水泵的转速进行控制来保证机组的运行效率。具体来说,通过使用定、滑、定模式进行启动可以满足负荷变化不稳定状态的要求,进而对机组一次性调频需要进行控制,并降低只有一个汽门调节过程中主汽压力的损失,使加热效率以及主汽温度得到保证。当然,这些工作都是建立在凝结器水温被有效控制基础之上的,假如冷却持续的话则会使热量出现损失,基于此,凝结器水位的正常是一项非常重要的工作。
        3.2确保凝结器的真空状态
        汽轮机凝结器是汽轮机制运行的前提和基础,确保凝结器处于最佳真空状态能够有效地提高汽轮机制的做功能力,降低煤炭消耗量,并且可以有效延长汽轮机组运行寿命。为确保凝结器处于最佳真空状态,需要做好以下几方面的工作细节。第一,确保汽轮机组良好的真空密封性。工作人员需要每半个月进行一次真空密封性检查,出现问题及时解决。第二,检查维修水泵运行情况。检查过程中确保水位满足正常的水位并将水温控制在合理范围之内,确保水温不超过26℃。第三,监督管线内循环水的水质,避免凝结器铜管中出现水垢。当发现水垢已经形成后,尽快的清洗水垢,消除其不利影响,大幅度降低管内热水交换过程中的热量消耗,提高汽轮机组的工作效率。第四,保证凝结水水位的正常性,确保足够大的冷却面积,确保汽轮机组高效安全运行[4]。
        3.3技术改造汽轮机
        实现汽轮机节能降耗目标的一个重要途径是通过对汽轮机进行技术改造减少汽轮机由于设备的原因造成的能量损耗,这在技术上是实际可行的。目前,在热电厂中制约发电效率的一个重要因素就是发电系统的冷端系统设备运行的有效性,凝汽器运行性能对冷端系统的有效运行起到至关重要的作用,因此,凝汽器的改造是改造汽轮机的过程中重要的切入点。在冷凝器的改造的过程中,应将凝结水过冷、凝汽器真空、凝汽器端差作为主要技术标准进行改造,这三个方面对冷凝器的运行起关键作用,对机组运行的安全性起到保障作用,并在很大程度上降低冷凝器的大修或停修几率,从物力、人力以及财力上对节能降耗这一目标作出贡献。另外,汽封性能的优劣,不仅影响机组的经济性,而且影响机组可靠性。
        汽轮机级间蒸汽泄露是的机组内效率降低;汽封泄露对流体主流的干扰,引起主流流场的变化。轴封的蒸汽泄露除了浪费大量高品质蒸汽外,外漏蒸汽进入轴承箱还会使油中带水,油脂乳化,润滑油膜质量变差,破坏动态润滑效果,引起油膜震荡,造成机组振动甚至烧轴瓦停机。油中进水还可能造成调节部件锈蚀卡涩,危机机组安全。漏汽损失已成为制约汽轮机效率提高的主要因素,所以为减少漏汽损失,提高机组安全性和经济性,需对传统汽封进行现代化改造。汽封的改造首先要保证汽轮机的安全运行。要彻底杜绝碰磨伤轴、机组振动、启动困难,大轴热弯曲、胀差超差等事故的发生。同时要减少汽轮机各级的漏汽,提高机组缸效率,提高机组做功能力,并使改造后的节能效果长期有效[5]。
结语
        火电厂大型汽轮机的运行能耗受到多种因素的影响,通过对实际能耗进行分析,研究出火电厂大型汽轮机运行能耗影响因素,有利于制定出更合理的降耗对策,实现真正意义上的能源节能降耗,此举对于提高整个火电厂社会效益和经济效益都有重大意义。
参考文献
[1]杨志宾.新时期热电厂汽轮机检修的节能降耗措施[J].山东工业技术,2018(22):195.
[2]向阳.对热电厂汽轮机节能降耗措施的相关研究[J].城市建设理论研究(电子版),2017(28):109.
[3]曹永海.探究新时期热电厂汽轮机检修的节能降耗措施[J].科技创新导报,2017,14(09):99-100.
[4]赵永建,赵志强.浅谈热电厂汽轮机运行的节能降耗[J].山东工业技术,2015(19):146.
[5]李爱华.浅谈热电厂汽轮机运行节能降耗的措施[J].能源与节能,2013(12):77-78.
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