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探析电厂汽轮机运行的节能降耗

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摘要:随着国家对节能降耗工作的大力倡导,节能降耗工作势在必行,电厂是高能耗企业之一,节能潜力空间巨大,而汽轮机作为电力企业中耗费能源的大户,其能源消耗的最大程度降低,使能源转化效率提升,给电厂带来长期经济效益的同时减少资源过度消耗。对电厂汽轮机运行的节能降耗进行了分析研究。

关键词:电厂;汽轮机;运行;节能降耗

1电厂汽轮机节能降耗简析

目前,不管是大型发电厂还是钢铁企业的自发电,在节能降耗方面采取的有效措施,除了依托高效管理betway必威体育官网外,还需从技术角度采取有效措施,从源头上提高企业的能源利用率,进而达到节能降耗目的。要想从根本上解决能源消耗大的问题,首先需对燃烧系统运行进行评估,并对其运行参数有一个全面了解,发现电厂汽轮机在节能降耗上的明显潜力,找出节能降耗策略的关键环节。电厂节能降耗的主要措施集中在汽轮机运行中的优化控制以及技术创新等。和国外相比,虽然我国对汽轮机的改造起步晚,但经过不断的创新研究和技术改造,电厂汽轮机在节能降耗方面取得不错的成效,技术方面也逐渐成熟。大量实践证明,对汽轮机进行改造之后,能源利用率得到了有效提升,而且消耗量也明显减少,说明对汽轮机进行改造后实现节能降耗在实际应用中具有可行性。

2影响电厂汽轮机损耗高的主要因素

2.1汽轮机中冷凝器问题

1)电厂汽轮机中空冷凝器在运行中,如果运行环境风沙较大,较长运行时间以后就会有大量风沙尘土等堆积在凝汽器的翘片处,导致翘片管上的热阻不断增加,严重阻碍其传热性能和通道。当其处在负风压区域时,会导致风机吸入一定量的空气,阻碍流通,并在一定程度上降低传热效果,腐蚀相应的管道及设备。当在冬季时,空冷凝器由于流量不均衡,会导致汽轮机不能正常运行,造成运行效率大大降低。2)电厂汽轮机中的水冷凝器在运行过程中,由于冷却水水质差问题,会导致汽轮机运行中的凝气管产生比较严重的结垢问题,使汽轮机排汽换热效果大打折扣。同时,会使其耗水量大,在冷却塔中会有大约90%的含水量被蒸发;另外,凝气器的泄漏问题也是影响汽轮机损耗高的一个因素。如果发生泄漏,会造成冷却水进入到凝结水中,或者进入锅炉中。长期以往,水质会逐渐超出限值的标准,且长时间处于超标状态而导致锅炉水冷壁发生结垢现象,严重情况下甚至会导致其发生腐蚀,使锅炉水冷壁出现爆炸等一些列问题,使生产betway必威体育注册性大大降低,造成巨大的经济损失及人身betway必威体育注册影响。

2.2汽轮机中轮机组汽缸问题

汽轮机组汽缸是电厂汽轮机的外壳,其主要作用是将大气和汽轮机中的通流部分(转子、喷嘴等)隔开,确保蒸汽在汽轮机中完成热能转换成机械能。同时汽缸和排汽、进汽以及支撑座架等管道相连。运行过程中气缸内部会产生很高的温度,其热量会向外缸辐射,这时,就需夹层汽流对其进行冷却。当汽轮机启动冷却后,夹层汽流则会由原来的冷却作用变成加热,使得汽缸工作效率影响汽轮机的能量耗损,如果这时汽缸运行出现问题,其能量耗损会更大。所以,轮机组汽缸对汽轮机的热能消耗影响是非常大的。

2.3汽轮机组能源消耗

高汽轮机是电厂发电的原动机,是非常重要的设备,它能有效实现电能、热能和动能的转化。汽轮机的运行需和其他相关设备(发电机、凝汽器和锅炉等)配合一起运行,才能将其功能最大程度地发挥出来。汽轮机耗能高和许多因素有关,比如外缸和喷嘴室变形、轴端汽封漏气等。汽轮机运行过程中,其低压缸的出汽边极易被腐蚀,给气压阀带来损伤,导致蒸汽发生泄漏,耗能增加。此外,冷却水温度过高、运转负荷和参数发生变化等均会使汽轮机能源消耗量增加。

3电厂汽轮机运行的节能降耗措施

3.1加强凝汽器运行管理

3.1.1做好凝汽器清理工作运行

一段时间之后,凝汽器内部会有一定污垢,这些污垢会影响其传热性能,所以,必须做好清理工作。冷却面的污垢在积累一定时间之后才会对真空造成影响,所以,清理作业需根据实际结垢的情况,并对比分析结垢后冷却管内阻力损失,再选择相应的清理方式,定期对其进行清理。一般有酸洗法和干洗方法两种。酸洗法是通过5%浓度的有机酸进行清洗。当铜管腐蚀速率比1m2/h还要小时,则需在主洗剂中加入0.5%浓度的铜腐蚀剂和酸腐蚀剂以及0.2%浓度的氢氟酸,按流速0.1m/s进行清理[1]。而干洗法就是把除氧器中的热水先灌满凝汽器侧,再用风机对冷却管进行吹干处理,在污垢龟裂之后,用冷水冲洗干净就可。若污垢硬度大,干洗发无法去除,这时可选择使用酸洗法清洗。

3.1.2确保凝汽器处于最佳真空状态

凝汽器若处于最佳真空状态,就能有效控制燃料的消耗。因此,必须采取措施确保其处于最佳真空状态。①电厂相关人员应采用灌水检漏方法,定期试验与检测凝汽器的喉部及其以下部位,以保证凝汽器的真空封闭性,确保汽轮机机组真空封闭性。②对凝汽器加强监视,尤其是运行过程。要确保凝汽器运行水位在正常范围内,以预防凝汽器出现真空下降现象,如果其水位过高,会由于内部冷却空间不足,导致凝汽器内部真空下降。同时还需对其水位和水温进行检测,将其水温控制在26℃最佳,并确保其有足够的冷却时间和冷却面积。③加强对循环冷却水水质的监督,确保其水质质量达标,提升其换热水平。如果凝汽器出现真空下降问题,则需安排相关人员对循环泵的电流、进出水压情况、凝结水温度等相关参数进行认真核查;关注凝汽器真空状态的变化,确保降低负荷的全部操作均在有关要求的合理范围内;对水泵真空系统进行定期检查,确保其处于正常运行状态等。

3.2对汽轮机的启动、运行和停机程序进行控制

电厂可通过加强对汽轮机的启动、运行以及停机进行控制,让汽轮机在提升工作效率的同时,还能有效降低能源的消耗。通常情况下,汽轮机启动所需的冷态气压值在2.5-3.0MPa;凝汽器真空压力在-50~-40KPa范围内;温度在270℃~300℃之间。其启动过程中需先预热,所以能源消耗会增加,发电成本也会提高。对此,在启动汽轮机时,应采用先开旁压方式,让其压力维持在2.0MPa上下,在此条件下,再打开真空门,让其真空压力值控制在合理范围内[2]。之后通过增加蒸汽量的方法提升暖机速度,将汽轮机启动时间缩短。在电厂汽轮机运行中,要想在维持锅炉中水循环良好的条件下,提升燃料效率,达到节能降耗目标,可通过定、滑、定方式实现这一目标。通过这种方式,能在汽轮机机组负荷稳定性不好的情况下,实现汽轮机一次性成功调频需要,提升汽轮机机组能源使用率。一般情况下,汽轮机只有在检修时才能停机,所以,停机过程中,电厂相关人员应对其各关键部位进行细致且全面的检查,并根据实际情况和使用需求设置准确、合理的相关参数,确保汽轮机停机时其他设备不会由此受损,使其使用寿命延长。对汽轮机的启动、运行和停机进行科学合理控制,提高其工作效率,实现节能降耗目标。

3.3根据实际情况改造汽轮机,提升机组运行效率

为提升汽轮机工作效率,完成节能降耗目标,可从技术层面,通过改造原有的汽轮机来提升能源利用率,降低成本。凝汽器是电厂汽轮机中的一个重要关键部分,能在一定程度上影响机组发电的整体效率,影响其betway必威体育注册运转。所以,可通过改造凝汽器实现节能降耗目标。对凝汽器的真空装、端差和水文等进行改造,降低汽轮机大修概率,减少其停机时间,保证机组运行betway必威体育注册,实现节能降耗目标。另外,可对电厂汽轮机的汽封系统进行改造,以提升能源利用率,比如平顶山市瑞平电厂就对汽封系统进行了改造,大大提升了机组工作效率,实现了节能降耗目标。

3.4科学优化汽轮机的热力系统

汽轮机热力系统实现科学优化,能有效减少相关辅助系统的泄漏失误情况出现。同时其还直接影响着机组运行的经济性能,所以,科学优化调整其热力系统,对实现节能降耗目标来说,是非常关键的措施之一。优化调整汽轮机的热力系统及其配置,能进一步提升汽轮机的整体性能,还能使汽轮机运行中出现内漏和能源外漏等现象的概率尽可能减到最低。相关人员应结合实际热力系统布置情况,并根据系统管道走向,科学合理地对其进行调整,优化热力系统中的各个配置,降低能源消耗量,同时还能有效减少维护修理工作量,确保机组运行betway必威体育注册、稳定,提升电厂的经济效益。另外,对热力系统的中压和高压外下缸的疏水系统进行优化调整;也可改进高加疏水方式,并对高加运行的水位进行试验;电厂相关人员对热力系统各部位,定期做好检修工作等。

3.5优化机组的循环

水泵电厂汽轮机运行过程中,需使用多台同级机组,虽然运行效率有了很大提升,但是,汽轮机的循环水系运行betway必威体育官网还是传统单元制,这导致机组的整体经济效益受到严重制约。电厂汽轮机的整体机组中,水循环系统是其中耗损最大的一个部分,所以,对机组的循环水系统进行优化,实际上对汽轮机整体运行的节能降耗有着极大影响。优化水循环系统能有效实现单元的独立运行,还能进一步实现整个机组的合作运行。电厂汽轮机日常运行过程中,技术人员在计算凝汽器负荷的基础之上,对循环水总体用量进行明确,以便科学调整循环水泵的运行状况,帮助机组循环水泵将其耗损降低,实现节能降耗目标。

4结语

综上所述,电厂汽轮机作为其主要设备,在节能降耗方面具有非常重要的意义,有利于电厂整体效益的提升,有效降低能源消耗,降低成本,同时也对社会发展具有重要影响。本文主要从技术层面出发,分析研究汽轮机节能降耗的途径,从做好凝汽器清理工作;确保凝汽器处于最佳真空状态;对汽轮机的启动、运行和停机程序进行控制;根据实际情况改造汽轮机,提升机组运行效率;科学优化汽轮机的热力系统;优化机组的循环水泵等多方面入手,提升电厂汽轮机工作效率,将汽轮机节能降耗的作用充分发挥出来,使节能降耗效果达到最佳,从而保证电厂效益,增强其竞争实力。

参考文献:

[1]郑宏伟,李炜.电厂汽轮机运行的节能降耗研究[J].中国高新技术企业,2016(9):78-79.

[2]杨永兴.试论电厂汽轮机运行的节能降耗[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2017(1):175-176.

作者:张二强 单位:陕西煤业化工集团有限责任公司

探析电厂汽轮机运行的节能降耗责任编辑:张雨    阅读:人次

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