火电厂汽轮机节能降耗措施分析

来源 :中国电气工程学报 | 被引量 : 0次 | 上传用户:airbike
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  摘要:当前社会发展形势下,能源紧缺问题越来越严重,制约了社会经济的发展。在电厂中,汽轮机作为一种能耗设备,伴随着电厂数量的增加,汽轮机的使用也越来越普遍。然而汽轮机的使用会加剧能源的消耗,进而影响到电厂的综合效益。为了更好地促进我国社会经济的发展,在电厂汽轮机运行中,就必须做好节能降耗工作,提高汽轮机的运行效率,降低能源的消耗。
  关键词:火电厂;汽轮机;节能降耗
  1电厂汽轮机节能降耗的意义
  电厂汽轮机作为一种能源转换设备,向锅炉输入的能量有燃料中的化学能、电能,同时,锅炉输出具有一定热能的蒸汽、高温水或有机热载体。通过燃烧燃料,锅炉产生蒸汽,然后通过管道流向汽轮机,驱动汽轮机带动发电机发电。然而在锅炉汽轮机运作的过程中,受多种因素的影响,会使得能源的消耗不断增加。同时,汽轮机会排放大量的废弃物,对环境造成威胁。近年来,我国能源消耗不断加剧,环境问题日益严峻,严重制约了我国社会经济的可持续发展。为此,发展节能环保经济已经迫在眉睫了。随着可持续发展战略的提出,对发展绿色经济、节能经济、环保经济的号召越来越响亮,为了推动我国社会经济的可持续发展,在电厂汽轮机运行过程中,加大汽轮机的节能降耗改造有着重大意义。在电厂汽轮机运行过程中,提倡节能降耗,减少环境污染,提高能源的利用率,降低能耗,进而为我国社会经济的可持续发展提供保障。
  2 火电厂汽轮机能量损失的影响因素
  2.1 设备的影响
  汽缸是汽轮机中非常重要的组成部分,它的作用是隔开空气与汽轮机的通流部分,以保证蒸汽能在汽轮机内做功。保证气缸的高效、合理运行是减少汽轮机能量损耗的有效措施。但从我国的电厂生产运营看,我国自行生产的设备都存在一定的不足,汽缸也不例外,国内汽轮机机组的缸效率实际值低于设计值,与国际水平相比还有较大的差距,而缸效率的降低在各个工况下都有可能导致汽轮机整体的能量消耗加大。
  2.2 温度、压力的影响
  温度值、气压值与汽轮机的工作效率有着直接的关系。空气吹入比例高或喷水量过大时,如果汽轮机运行过程中的燃料供应不足、温度达不到要求,则会使加热器中出现严重的积垢现象,进而增加汽轮机机组的能耗、降低工作效率;当水力压强不足、燃烧不充分时,会使主要蒸汽的流量值增加,引起机组蒸汽气压降低,进而影响机组的工作效率。
  2.3 电力负荷的影响
  由于在我国电网工作中电力负荷的变化幅度较大,经常出现较大的峰谷变化,所以,汽轮机只能通过反复地调整来适应电力负荷的大幅度变化,这样无疑会加大汽轮机不必要的能量损耗。
  3 汽轮机节能降耗的可行性分析
  3.1 经济层面
  在对汽轮机采取节能降耗措施时,无论是引进新设备,还是改进技术,都应计算投入产出比,看看是否适宜,不能为了节能为节能,反而加大成本。根据当前国内外的经验可以看出改进现有汽轮机技术的成本远小于引进新设备、新技术的成本,并且改造汽轮机之后,可以大幅度降低能耗,从而降低电厂的成本,达到提高经济效益的目的。所以,对汽轮机采取节能降耗措施在经济层面是可行的。
  3.2 技术层面
  对于汽轮机技术的研究和改进工作我国很早之前就开展了,经过多年的检验和发展,改进技术已经较为成熟。通过实地检验证明,在对汽轮机进行改造后,很大程度上提高了汽轮机的能源转化率和热效率,并且也大幅度改善了可靠性和安全性,所以,从技术层面来讲,汽轮机的节能降耗是可行的。
  4 有效降低汽轮机运行耗损的具体措施分析
  4.1 保障良好的工作环境
  汽轮机装置中最重要的设备之一是凝器设备,因而,凝器设备的质量和运行状况可对汽轮机的工作效率造成直接影响。凝汽设备在汽轮机组的热力循環中起到一定的冷凝作用。因凝汽设备在正常的工作时,可保持一定的真空程度,并且真空度和机组的功能呈正相关。鉴于此而言,对汽轮机排次的压力和温度进行降低可提高热循环效率。基于此,可采取必要的手段保障凝汽器工作时的真空度。具体而言,真空度应当采用的具体方法为:保障机组的密封性能、注意对水环式真空泵进行保养和维护、加强对管道进行检测、保持凝汽设备内的水位稳定。可以说,达到这些工作环境,能够在一定程度上降低汽轮机运行的耗能。
  4.2 适当提高给水温度
  锅炉燃烧的消耗情况对给水温度产生影响。当温度降低到一定程度时会增添煤炭消耗,这不仅降低锅炉的生产效率,还会产生大量的烟雾,对空气环境造成一定污染。基于此,为解决该问题,可以适当地提高给水温度。具体而言,保障高加投入率,当汽轮机组启动和滑停时,可对水温进行控制,并且启停中,可解列或投入高压加热器,当出现违规操作时,需要及时制止。同时,定期对管道内部进行清理,降低污垢位置的热应力和温差应力。此外,保持一定的水位,防止检漏情况。因此,运行过程中需要保持良好地水位,当机组进行检修时,可对热气进行适当检查。
  4.3 对汽轮机的启停过程进行优化
  汽轮机的启停过程类似于汽车的启动和停止,一般而言,会消耗较多柴油,并且启停会在一定程度上增加能量的耗损。基于此而言,对汽轮机启停过程进行优化显得极为必要。启动时应按照相关规范,对汽轮机的运行参数进行实时监控。一旦发现异常,则应立即采取措施,比如主汽门的压力和凝汽器的真空度高于汽轮机冷态时的冲转参数,这主要是因暖管时间过长造成的,这种情况会大大增加汽轮机的启动电耗,进而导致能量浪费。此时,可以在启动时采用开高低旁的方法降低主汽门蒸汽的压强,同时,采用开启真空破坏门的方法降低凝汽器的真空度。对于汽轮机运行过程中的优化,一般采用“定-滑-定”的调节方式,即在低负荷工况时,为了保证汽轮机机组的正常运行,采用定压调节的方法;高负荷工况时,采用调节喷嘴的方式,通过改变通流面积的方法保持汽轮机的高效率运行;当汽轮机处于高、低负荷之间时,采用滑压运行的方式,通过对锅炉压力的调节调整负荷。当对汽轮机进行优化,进汽量逐渐降低至0。此时,汽轮机的主汽门关闭,汽缸等各零部件逐渐冷却。根据进汽参数的不同,可将汽轮机的停机过程分为滑参数停机和额定参数停机。为了优化汽轮机的停机过程,可选用滑参数停机的方式。这种方法可充分利用锅炉机组的余热发电,避免了热量的浪费,同时,还可以有效降低汽轮机各部件的温度,有利于设备安全。
  4.4 维持汽轮机较好的真空度
  汽轮机如果想保持高效率的运行,则需要有很高的真空度,所以若想降低电厂的运行成本,提高经济效益,则需保证汽轮机组能在真空度良好的情况下进行工作。因为需要在高负荷状态、系统不泄露的情况下才能关停第二台真空泵,所以如果要保证汽轮机组有较好的真空度,则要保证掌握第二台真空泵和循环水泵的精确启动时间。在低负荷状态、真实系统泄露时及时开启第二台真空泵,从而通过这个操作可以增加汽轮机工作的真空度。
  5 结束语
  通过热工优化控制系统,可以提高燃煤效率和发电机组的发电效率,降低发电机耗煤量。随着科学技术的进步,计算机技术、控制技术、信息技术等先进技术和设备广泛应用于电力系统,极大地促进了电力系统向自动化、智能化方向发展。将现代化技术手段应用于火电厂运行和管理过程,极大地提高了电厂发电效率和发电质量,从而更好地实现了火电厂节能减排的目标。
  参考文献:
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