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【摘 要】 改革开放以來,我国的经济得到了前所未有的发展,电力行业在推动经济发展方面发挥着重大的作用。能源问题在电力行业是一个比较突出的问题,由于我国的能源比较短缺,电力行业在一定程度上不能满足广大人们群众对电力的进一步要求,一些地方出现的电荒就是很好的证明。本文从多年的实践经验出发,探讨了汽轮机组辅机优化运行的意义,介绍了电厂汽轮机组一些具体的辅助设备(回热加热器、给水泵、凝结器)的优化运行方案,对方案在节能方面取得的效果进行了分析探讨,目的是保证火力发电厂安全运行的情况下,对火力发电厂的辅机进行分析和研究从而获得一个最优的运行方式。
【关键词】 火力发电厂;汽机辅机;节能优化
1.汽轮机组辅机优化运行的意义
汽轮机组是一个有机高效的整体。在锅炉将煤等化学能物质加热成蒸汽后,由喷嘴高速进入汽轮机组,转化为推动汽轮机组工作的机械能。这是一个非常复杂的过程,需要一系列的设备来共同运行。为保障汽轮机组的高效运行,经常通过一些指标来观察运行情况,这些指标的稳定与否直接关系到机组的运行安全。对汽轮辅机进行优化运行能有效提升这些指标,同时对保障汽轮机组本身的高效节能安全运行也有重要意义。
2.回热加热器优化运行对机组运行的主要影响
2.1加热器故障对机组散热及回水部分的影响
机组正常运行时,加热器投入运行的数量与设计时是一样的。如果其中一个加热器出现故障,机组将自动关闭有故障的加热器。特别是如果加热器的旁路门开关不严,将会导致加热器的进水流入其它支路。这两类故障都会对机组的安全运行造成严重威胁,对参与能量转换的热能造成损失,影响到整个机组的发电效率。具体影响表现在:1)关闭故障加热器。假如关闭的是高压加热器,那么会导致停用抽汽(加热蒸汽)过多,热转换降低,同时,大量抽汽返回汽轮机,增加了汽轮机部件的压力,它还会造成给水温度急剧下降,造成机组受温过高,机组只能减荷运行。如果是低压加热器故障,会使抽至加热器内的蒸汽加热不到位,加大了排往凝汽器中的蒸汽量,增加了发电煤的损耗。2)加热器支路闭合不严。闭合不严会造成蒸汽外泄,其实也就是用于发电的热量遭到白白浪费。越大支路造成的热量损失就越大。3)疏水泵故障。加热器对汽侧的水位有严格要求,过高过低都会影响热能的传导,高于或低于正常疏水位严重时会造成机组损坏。如果疏水是使用疏水泵来调节而又没有安装备用疏水泵,那么当疏水泵损坏时,疏水流动的方向要不就是位置低的加热器,造成加热器损坏,要不就是排入凝汽器,造成凝汽器的故障。显然,这些故障对汽轮机组的运行造成严重危害,对发电厂的安全运行造成潜在威胁,必须对加热器进行有效优化运行,切实保障汽轮机组的安全运行,提升电厂的经济效益。
2.2加热器端差变化对汽轮机组运行的影响
抽汽的压力在汽轮机内是有不同级别的,压力的不同在汽轮机内做功也就不同,压力越大,能级也就越高。在汽轮机的回热系统,抽汽的压力是比较低的,经过汽轮机的运行逐级提升抽汽的压力,这样才能增强抽汽的做功功率。回热系统对机组运行的主要影响表现在端差上,例如上端差、下端差和抽汽压力的损耗上。回热系统加热器端差变化范围是加热器运行健康与否的重要指标。如果加热器传热端差增加,出水的温度自然降低,本身加热器抽汽量减少,压高一级的加热器抽气量自然增多。下端差增加的影响与之相反。由此可见,要想回热加热器取得最优运行状态,就必须保持端差在合理范围内运行。端差范围变化过大有多个原因。例如上端差(传热端差)增大就有可能是传热面有结垢,增加了热阻力,也有可能是抽气侧密封不良,有空气;或者阀门故障、疏水水位过高等等原因,必须细致检查仔细排除,将加热器端差变化控制在设计范围之内,这也是汽机辅机优化运行的一个重要方面。
3.优化给水泵的运行方式,提升机组的效能利用
给水泵的基本功能是将除氧箱抽出的给水升压后输送到锅炉。目前,拖动给水泵的方式有两种,一是电动机拖动一是汽轮机拖动,具体采用哪一种拖动方式要具体分析。例如单个电厂或电厂首次启用就必须使用汽轮机拖动。在进行汽动泵和电动泵的比较中可以发现:气动泵在运行过程中,它的转速保持在每分钟3000转,这样才能保证给水泵循环的流量。假如在低负荷的情况下,不能对气动泵停用或部分停用,气动泵必定会浪费部分蒸汽量,间接地对电厂的效益造成损害。因此要对两种拖动方式进行优化,如果低负荷运行较久,可以采用一台气动泵运行,一台电动泵备用,在高负荷时用电动机拖动,这样就能较好地解决既不停用气动泵以满足低负荷状态下运行的需要,又能在高负荷时用添加电动泵因应情形的变化。电动给水泵按运行方式的不同又可以分为定速电动给水泵和变速电动给水泵。电动定速给水泵是由锅炉给水阀门来调节的,它的速度是恒定的,无论机组运行的负荷大小,锅炉给水阀门流量都是一样的,显然,这种方式在低负荷时会造成损失。而电动变速给水泵由液力耦合器来调节,通过改变水泵的转速来调节流量,在低负荷运行时功率消耗变小,有非常明显的优势,所以在一些大容量泵中应尽量使用电动变速给水泵,增进机组运行效率。
4.根据具体情况选择抽气设备,优化凝气器真空抽气系统的运行
凝汽器的主要作用是将汽轮机排出的蒸汽凝结成水供锅炉重新使用,并在排气处通过抽气设备保持真空状态,凝汽器内的真空状态是汽轮机组运行的必要条件。凝汽器真空抽气系统作为一个整体,是汽轮辅机的重要部分,对机组的安全有效运行起着非常重要的作用。无论在启动、停机还是机组运行状态下,都需要抽气设备来保持凝汽器内的真空状态。在当前火力电厂使用最广泛的是喷射式真空抽气器。喷射式抽气器根据使用的介质不同可以分为射汽抽气器和射水抽气器。
射水抽气器和射汽抽气器的主要区别在于前者使用压力水来抽取真空,后者使用压力蒸汽。这两者的工作原理是相似的。在有些火电厂还会使用水环真空泵。真空泵相对于抽汽器来说具有一些明显的优势,例如:启动时,低真空抽取能力大于抽气器,缩短了启动时间;运行时,消耗功率仅为抽气器的三分之一左右。而且汽水损失较小,机械化运行程度较高。但相对的它也有一些缺点。例如:一次性投资较大;处理蒸汽的能力不如抽气器;在真空系统泄漏较多时造成过载运行,影响真空系统的安全运行。使用射水抽气器也有一些明显的优点,例如结构简单、性能稳定、成本较低,所以在电厂得到最广泛的应用。它的主要不足在于运行成本高、浪费水资源,同时它一般需要配备一个射水泵,增加了系统维护成本。所以在一些水资源缺乏的地方必须使用其他方式。
总之,随着我国经济社会的高速发展,能源问题普遍受到了多方面的关注,成为束缚经济取得更大发展的瓶颈。国家在发展能源方面采取了多方面的措施,包括在电力发展方面给予的各项鼓励政策,但是我国电力的发展还是满足不了日益增长的需求,特别是沿海经济发达地区,每到夏天就要采取“限电”措施,严重影响到人民的生产、生活秩序。如何在现有的火力发电厂基础上提升效率,电厂汽机辅机的优化运行是一个重要方面。
参考文献:
[1]王诗文.变频器在火力发电的应用[J].黑龙江科技信息,2011(09)
[2]王刚,崔明辉.火力发电厂汽轮机驱动给水泵节能分析[J].河北工业科技,2010(05)
[3]梁国富.电厂泵与风机的节能研究[J].大众科技,2006(02)
[4]付志峰.火力发电厂采用经济调度节能研究[J].科技信息,2010(35)
【关键词】 火力发电厂;汽机辅机;节能优化
1.汽轮机组辅机优化运行的意义
汽轮机组是一个有机高效的整体。在锅炉将煤等化学能物质加热成蒸汽后,由喷嘴高速进入汽轮机组,转化为推动汽轮机组工作的机械能。这是一个非常复杂的过程,需要一系列的设备来共同运行。为保障汽轮机组的高效运行,经常通过一些指标来观察运行情况,这些指标的稳定与否直接关系到机组的运行安全。对汽轮辅机进行优化运行能有效提升这些指标,同时对保障汽轮机组本身的高效节能安全运行也有重要意义。
2.回热加热器优化运行对机组运行的主要影响
2.1加热器故障对机组散热及回水部分的影响
机组正常运行时,加热器投入运行的数量与设计时是一样的。如果其中一个加热器出现故障,机组将自动关闭有故障的加热器。特别是如果加热器的旁路门开关不严,将会导致加热器的进水流入其它支路。这两类故障都会对机组的安全运行造成严重威胁,对参与能量转换的热能造成损失,影响到整个机组的发电效率。具体影响表现在:1)关闭故障加热器。假如关闭的是高压加热器,那么会导致停用抽汽(加热蒸汽)过多,热转换降低,同时,大量抽汽返回汽轮机,增加了汽轮机部件的压力,它还会造成给水温度急剧下降,造成机组受温过高,机组只能减荷运行。如果是低压加热器故障,会使抽至加热器内的蒸汽加热不到位,加大了排往凝汽器中的蒸汽量,增加了发电煤的损耗。2)加热器支路闭合不严。闭合不严会造成蒸汽外泄,其实也就是用于发电的热量遭到白白浪费。越大支路造成的热量损失就越大。3)疏水泵故障。加热器对汽侧的水位有严格要求,过高过低都会影响热能的传导,高于或低于正常疏水位严重时会造成机组损坏。如果疏水是使用疏水泵来调节而又没有安装备用疏水泵,那么当疏水泵损坏时,疏水流动的方向要不就是位置低的加热器,造成加热器损坏,要不就是排入凝汽器,造成凝汽器的故障。显然,这些故障对汽轮机组的运行造成严重危害,对发电厂的安全运行造成潜在威胁,必须对加热器进行有效优化运行,切实保障汽轮机组的安全运行,提升电厂的经济效益。
2.2加热器端差变化对汽轮机组运行的影响
抽汽的压力在汽轮机内是有不同级别的,压力的不同在汽轮机内做功也就不同,压力越大,能级也就越高。在汽轮机的回热系统,抽汽的压力是比较低的,经过汽轮机的运行逐级提升抽汽的压力,这样才能增强抽汽的做功功率。回热系统对机组运行的主要影响表现在端差上,例如上端差、下端差和抽汽压力的损耗上。回热系统加热器端差变化范围是加热器运行健康与否的重要指标。如果加热器传热端差增加,出水的温度自然降低,本身加热器抽汽量减少,压高一级的加热器抽气量自然增多。下端差增加的影响与之相反。由此可见,要想回热加热器取得最优运行状态,就必须保持端差在合理范围内运行。端差范围变化过大有多个原因。例如上端差(传热端差)增大就有可能是传热面有结垢,增加了热阻力,也有可能是抽气侧密封不良,有空气;或者阀门故障、疏水水位过高等等原因,必须细致检查仔细排除,将加热器端差变化控制在设计范围之内,这也是汽机辅机优化运行的一个重要方面。
3.优化给水泵的运行方式,提升机组的效能利用
给水泵的基本功能是将除氧箱抽出的给水升压后输送到锅炉。目前,拖动给水泵的方式有两种,一是电动机拖动一是汽轮机拖动,具体采用哪一种拖动方式要具体分析。例如单个电厂或电厂首次启用就必须使用汽轮机拖动。在进行汽动泵和电动泵的比较中可以发现:气动泵在运行过程中,它的转速保持在每分钟3000转,这样才能保证给水泵循环的流量。假如在低负荷的情况下,不能对气动泵停用或部分停用,气动泵必定会浪费部分蒸汽量,间接地对电厂的效益造成损害。因此要对两种拖动方式进行优化,如果低负荷运行较久,可以采用一台气动泵运行,一台电动泵备用,在高负荷时用电动机拖动,这样就能较好地解决既不停用气动泵以满足低负荷状态下运行的需要,又能在高负荷时用添加电动泵因应情形的变化。电动给水泵按运行方式的不同又可以分为定速电动给水泵和变速电动给水泵。电动定速给水泵是由锅炉给水阀门来调节的,它的速度是恒定的,无论机组运行的负荷大小,锅炉给水阀门流量都是一样的,显然,这种方式在低负荷时会造成损失。而电动变速给水泵由液力耦合器来调节,通过改变水泵的转速来调节流量,在低负荷运行时功率消耗变小,有非常明显的优势,所以在一些大容量泵中应尽量使用电动变速给水泵,增进机组运行效率。
4.根据具体情况选择抽气设备,优化凝气器真空抽气系统的运行
凝汽器的主要作用是将汽轮机排出的蒸汽凝结成水供锅炉重新使用,并在排气处通过抽气设备保持真空状态,凝汽器内的真空状态是汽轮机组运行的必要条件。凝汽器真空抽气系统作为一个整体,是汽轮辅机的重要部分,对机组的安全有效运行起着非常重要的作用。无论在启动、停机还是机组运行状态下,都需要抽气设备来保持凝汽器内的真空状态。在当前火力电厂使用最广泛的是喷射式真空抽气器。喷射式抽气器根据使用的介质不同可以分为射汽抽气器和射水抽气器。
射水抽气器和射汽抽气器的主要区别在于前者使用压力水来抽取真空,后者使用压力蒸汽。这两者的工作原理是相似的。在有些火电厂还会使用水环真空泵。真空泵相对于抽汽器来说具有一些明显的优势,例如:启动时,低真空抽取能力大于抽气器,缩短了启动时间;运行时,消耗功率仅为抽气器的三分之一左右。而且汽水损失较小,机械化运行程度较高。但相对的它也有一些缺点。例如:一次性投资较大;处理蒸汽的能力不如抽气器;在真空系统泄漏较多时造成过载运行,影响真空系统的安全运行。使用射水抽气器也有一些明显的优点,例如结构简单、性能稳定、成本较低,所以在电厂得到最广泛的应用。它的主要不足在于运行成本高、浪费水资源,同时它一般需要配备一个射水泵,增加了系统维护成本。所以在一些水资源缺乏的地方必须使用其他方式。
总之,随着我国经济社会的高速发展,能源问题普遍受到了多方面的关注,成为束缚经济取得更大发展的瓶颈。国家在发展能源方面采取了多方面的措施,包括在电力发展方面给予的各项鼓励政策,但是我国电力的发展还是满足不了日益增长的需求,特别是沿海经济发达地区,每到夏天就要采取“限电”措施,严重影响到人民的生产、生活秩序。如何在现有的火力发电厂基础上提升效率,电厂汽机辅机的优化运行是一个重要方面。
参考文献:
[1]王诗文.变频器在火力发电的应用[J].黑龙江科技信息,2011(09)
[2]王刚,崔明辉.火力发电厂汽轮机驱动给水泵节能分析[J].河北工业科技,2010(05)
[3]梁国富.电厂泵与风机的节能研究[J].大众科技,2006(02)
[4]付志峰.火力发电厂采用经济调度节能研究[J].科技信息,2010(35)