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【摘要】节约能源和充分利用能源是21世纪人们比较关注的一个方面,在电厂也是如此,对于电厂的汽轮机组而言,能找到一个节能的好方法是每一个电厂的奋斗目标,本文针对节约能源的途径做了一下探讨。
【关键词】汽轮机;节能
概述
随着我国科学技术的发展,能源利用效率虽然近年来有了较大提高,但与世界发达国家相比仍有差距,尚有很大的提高潜力。
一、 我国电厂机组运行现状
河北西柏坡发电有限责任公司一、二期工程经过招标,建设四台哈尔滨汽轮机公司制造的额定出力300M w成套汽轮发电机组,三期2×600M w超临界机组主设备采用两台哈尔滨汽轮机公司和哈尔滨电机公司及北京巴布科克牛威尔科克斯公司制造的600Mw超临界燃煤发电机组。由于的国产机组各项经济性指标与同类型进口机组相差甚大,节能潜力大。综合考虑设计、制造、安装、运行与维护等方面的因素,火力发电厂节能工作主要归结有以下两个方面:一方面针对主设备和主要辅机进行优化改造,提高主机热效率、降低辅机电耗,以达到节能目的;另一方面是针对热力系统,着眼于优化和完善热力系统及其设备,改善运行操作,提高运行效率,以实现节能目标。
二、 国产引进型汽轮机组存在的问题
1.汽轮机本体结构设计方面存在不足
国产引进型汽轮机组,是80年代初我国引进的美国西屋公司汽轮机制造技术,其技术指标是70年代初的国际先进水平。原西屋公司设计制造的机组为7段抽汽,高压持环无一段抽汽口。高压缸有1个单列调节级和12个压力级,低压缸末级叶片长为869mm。引进技术谈判时,中方考虑到高压缸少一段抽汽会使锅炉给水温度偏低,只有240。C左右,影响机组经济性(影响机组热耗率约260kJ/kWh),发电煤耗率9.79/(kwh))。
2.热力系统及辅机设备不完善
国产引进型机组的试验热耗率比设计或经系统和参数修正后的热耗率大得多。一般试验与设计热耗率相差221.2～616.2kJ/(kwh),修正量达233.2～499.5kU(kwh),折合机组发电煤耗率8.7～18.79/(kWh)。而进口同类型机组试验热耗率与设计或修正后的热耗率则十分接近,有的机组试验热耗率不经任何修正甚至比设计热耗率还低。相比之下,说明国产引进型300MW机组热力系统及设备不太完善。
3.机组运行方式及参数控制不合理
当前各大电网负荷较低,峰谷差也较大。机组日运行负荷变化幅度较大,且低负荷运行时间较长,是机组目前运行煤耗率普遍较高的主要原因。国产的机组,汽轮机进汽调节方式分为节流调节和喷嘴调节两种。机组低负荷运行时,采用何种运行方式,经济性差异较大,而且采用同一种调节方式,选用不同的运行参数,经济性也存在一定差异,有一个最佳运行参数问题。另外,目前在对机组小指标考核时,如对汽温、汽压等参数的考核要求尽可能接近设计值,使机组在低负荷运行时,节流损失急剧增加,也是影响机组经济性的原因之一。
三、 汽轮机的节能优化
1. 结水系统运行优化和凝结水泵节能改造
机组的凝结水系统存在的主要问题是凝结水泵的经济出力点和凝结水系统的阻力不匹配,具体表现为凝结水泵的流量和扬程偏大。机组运行时,凝结水泵在小流量高扬程点工作,凝结水调整门开度很小,凝结水系统阻力增大,造成电能浪费和凝结水精处理设备工作压力升高,既不节能也不安全。凝结水系统运行方式优化的思路是:改变凝结水泵定速运行为变速运行,凝结水调整门全开,只改变水泵转速而不改变管路阻力,当水泵转速降低时,其扬程与流量曲线下移,即水泵流量减少,扬程降低,水泵的效率基本不变,始终工作在最高效率点附近。节能改造的方案一般有2种,一种是减少叶轮级数(针对多级泵),降低凝结水泵的扬程,从而达到与系统阻力更好匹配;另一种是采用变频调速,由泵的相似理论可知,泵的流量与转速成正比,扬程与转速的平方成正比,而功率与转速的立方成正比,因此采用改变转速来改变水泵运行工况点,无疑是节约电能的最佳方法。
2. 凝汽式汽轮机改造为调整抽汽式汽轮机
将凝汽式汽轮机改造成全牵连自动调整抽汽式汽轮机是一个完全意义上的改造,其改造结果,将得到一台完全意义的抽汽式汽轮机,因而它涉及改造的系统和部套很多,系统包括:配汽系统、调节系统、热力系统、油系统等等。改造主要部套包括:主汽阀、主蒸汽管路,调节汽阀及连杆、前汽缸、中汽缸、前轴承座、主轴装配圈中直到调整抽汽前的所有级的隔板和叶轮,调速器、调压器、高压油动机、中压油动机等等。换言之,将凝汽式汽轮机改造成全牵连自动调整抽汽式汽轮机,可以保留的主要设备和部件包括发电机、汽轮机的基架、后汽缸、后轴承座、联轴器、冷凝器等。99年我厂为河南辉县盂庄电厂成功改造了一台N12汽轮机,将其改造成调整抽汽式汽轮机。2000年又为山东聊城电厂成功改造了一台N50汽轮机,将其改造成电液调节抽汽机组,现运行情况良好。目前正在为江西电化厂设计N25汽轮机改造为调整抽汽式汽轮机。由于更新改造的部套多,因而其改造费用较高。由于其改造衡底,因而改造的结果是用户获得～台完全意义的抽汽式汽轮機,改造后将获得巨大的经济效益。同时与购买新机相比较,这种改造毕竟能节省投资。用这种方珐改造,热用户能获得的最大抽汽量可达该机原额定进汽量的100%一130%。
结束语
国产的300M W、600MW机组是当前我国火力发电的主力机组,由于主、辅设备设计、制造、安装及电厂运行等方面因素,汽轮机本体和热力系统、主要要辅机存在的不完善问题成为影响机组性能和经济效益正常发挥的主要原因。因此,对国产300M W、600MW机组及系统的经济性研究非常必要,进行机组汽轮机及系统的优化改进是一个综合性课题,需要动力工作者付出艰辛的努力,不断引进新技术、新工艺、新产品使汽轮机组及系统的运行水平进一步得到提高。
参考文献
[1]张建,曹祖庆.凝汽器清洁系数的在线测定方法及其对机组热效率的影响,汽轮机技术,2005,05
[2]王朝伟. 600MW超临界机组热力系统热经济性分析研究. 学位论文,2007
[3]林万超. 火力发电厂热力系统节能分析. 水力电力出版社,2007
【关键词】汽轮机;节能
概述
随着我国科学技术的发展,能源利用效率虽然近年来有了较大提高,但与世界发达国家相比仍有差距,尚有很大的提高潜力。
一、 我国电厂机组运行现状
河北西柏坡发电有限责任公司一、二期工程经过招标,建设四台哈尔滨汽轮机公司制造的额定出力300M w成套汽轮发电机组,三期2×600M w超临界机组主设备采用两台哈尔滨汽轮机公司和哈尔滨电机公司及北京巴布科克牛威尔科克斯公司制造的600Mw超临界燃煤发电机组。由于的国产机组各项经济性指标与同类型进口机组相差甚大,节能潜力大。综合考虑设计、制造、安装、运行与维护等方面的因素,火力发电厂节能工作主要归结有以下两个方面:一方面针对主设备和主要辅机进行优化改造,提高主机热效率、降低辅机电耗,以达到节能目的;另一方面是针对热力系统,着眼于优化和完善热力系统及其设备,改善运行操作,提高运行效率,以实现节能目标。
二、 国产引进型汽轮机组存在的问题
1.汽轮机本体结构设计方面存在不足
国产引进型汽轮机组,是80年代初我国引进的美国西屋公司汽轮机制造技术,其技术指标是70年代初的国际先进水平。原西屋公司设计制造的机组为7段抽汽,高压持环无一段抽汽口。高压缸有1个单列调节级和12个压力级,低压缸末级叶片长为869mm。引进技术谈判时,中方考虑到高压缸少一段抽汽会使锅炉给水温度偏低,只有240。C左右,影响机组经济性(影响机组热耗率约260kJ/kWh),发电煤耗率9.79/(kwh))。
2.热力系统及辅机设备不完善
国产引进型机组的试验热耗率比设计或经系统和参数修正后的热耗率大得多。一般试验与设计热耗率相差221.2～616.2kJ/(kwh),修正量达233.2～499.5kU(kwh),折合机组发电煤耗率8.7～18.79/(kWh)。而进口同类型机组试验热耗率与设计或修正后的热耗率则十分接近,有的机组试验热耗率不经任何修正甚至比设计热耗率还低。相比之下,说明国产引进型300MW机组热力系统及设备不太完善。
3.机组运行方式及参数控制不合理
当前各大电网负荷较低,峰谷差也较大。机组日运行负荷变化幅度较大,且低负荷运行时间较长,是机组目前运行煤耗率普遍较高的主要原因。国产的机组,汽轮机进汽调节方式分为节流调节和喷嘴调节两种。机组低负荷运行时,采用何种运行方式,经济性差异较大,而且采用同一种调节方式,选用不同的运行参数,经济性也存在一定差异,有一个最佳运行参数问题。另外,目前在对机组小指标考核时,如对汽温、汽压等参数的考核要求尽可能接近设计值,使机组在低负荷运行时,节流损失急剧增加,也是影响机组经济性的原因之一。
三、 汽轮机的节能优化
1. 结水系统运行优化和凝结水泵节能改造
机组的凝结水系统存在的主要问题是凝结水泵的经济出力点和凝结水系统的阻力不匹配,具体表现为凝结水泵的流量和扬程偏大。机组运行时,凝结水泵在小流量高扬程点工作,凝结水调整门开度很小,凝结水系统阻力增大,造成电能浪费和凝结水精处理设备工作压力升高,既不节能也不安全。凝结水系统运行方式优化的思路是:改变凝结水泵定速运行为变速运行,凝结水调整门全开,只改变水泵转速而不改变管路阻力,当水泵转速降低时,其扬程与流量曲线下移,即水泵流量减少,扬程降低,水泵的效率基本不变,始终工作在最高效率点附近。节能改造的方案一般有2种,一种是减少叶轮级数(针对多级泵),降低凝结水泵的扬程,从而达到与系统阻力更好匹配;另一种是采用变频调速,由泵的相似理论可知,泵的流量与转速成正比,扬程与转速的平方成正比,而功率与转速的立方成正比,因此采用改变转速来改变水泵运行工况点,无疑是节约电能的最佳方法。
2. 凝汽式汽轮机改造为调整抽汽式汽轮机
将凝汽式汽轮机改造成全牵连自动调整抽汽式汽轮机是一个完全意义上的改造,其改造结果,将得到一台完全意义的抽汽式汽轮机,因而它涉及改造的系统和部套很多,系统包括:配汽系统、调节系统、热力系统、油系统等等。改造主要部套包括:主汽阀、主蒸汽管路,调节汽阀及连杆、前汽缸、中汽缸、前轴承座、主轴装配圈中直到调整抽汽前的所有级的隔板和叶轮,调速器、调压器、高压油动机、中压油动机等等。换言之,将凝汽式汽轮机改造成全牵连自动调整抽汽式汽轮机,可以保留的主要设备和部件包括发电机、汽轮机的基架、后汽缸、后轴承座、联轴器、冷凝器等。99年我厂为河南辉县盂庄电厂成功改造了一台N12汽轮机,将其改造成调整抽汽式汽轮机。2000年又为山东聊城电厂成功改造了一台N50汽轮机,将其改造成电液调节抽汽机组,现运行情况良好。目前正在为江西电化厂设计N25汽轮机改造为调整抽汽式汽轮机。由于更新改造的部套多,因而其改造费用较高。由于其改造衡底,因而改造的结果是用户获得～台完全意义的抽汽式汽轮機,改造后将获得巨大的经济效益。同时与购买新机相比较,这种改造毕竟能节省投资。用这种方珐改造,热用户能获得的最大抽汽量可达该机原额定进汽量的100%一130%。
结束语
国产的300M W、600MW机组是当前我国火力发电的主力机组,由于主、辅设备设计、制造、安装及电厂运行等方面因素,汽轮机本体和热力系统、主要要辅机存在的不完善问题成为影响机组性能和经济效益正常发挥的主要原因。因此,对国产300M W、600MW机组及系统的经济性研究非常必要,进行机组汽轮机及系统的优化改进是一个综合性课题,需要动力工作者付出艰辛的努力,不断引进新技术、新工艺、新产品使汽轮机组及系统的运行水平进一步得到提高。
参考文献
[1]张建,曹祖庆.凝汽器清洁系数的在线测定方法及其对机组热效率的影响,汽轮机技术,2005,05
[2]王朝伟. 600MW超临界机组热力系统热经济性分析研究. 学位论文,2007
[3]林万超. 火力发电厂热力系统节能分析. 水力电力出版社,2007