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热电厂汽轮机运行节能降耗措施

【作    者】 王思扬
【出    处】 《电力系统装备》2020年第10期
【标    签】 汽轮机  节能技术  节能减排  设备管理 
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热电厂汽轮机运行节能降耗措施

王思扬

(杭州华电江东热电有限公司,浙江 杭州  311228)

[摘  要]热电厂汽轮机运行过程中节能降耗会降低热电厂的运行成本,因此热电厂应该重视汽轮机运行过程中的节能降耗,减少汽轮机运行过程中的能源消耗。基于此,文章针对热电厂汽轮机运行节能降耗进行了分析和讨论,在对热电厂汽轮机运行节能降耗可行性进行分析的基础上,找出了影响汽轮机运行中能源消耗的影响因素,最后提出了热电厂汽轮机运行节能降耗的建议和措施。希望通过文章的分析和研究可以提高热电厂汽轮机运行效率。

[关键词]热电厂;汽轮机;节能降耗;节能减排

[中图分类号]TM621     [文献标志码]A     [文章编号]1001–523X(2020)10–0077–02

1  热电厂汽轮机运行节能降耗可行性

我国从20个世纪开始对热电厂汽轮机运行中的节能降耗技术进行分析和研究,并对一些老式的汽轮机进行了改造和升级,通过对热电厂汽轮机运行中节能降耗的研究、探索和完善,使我国热电厂汽轮机运行节能降耗技术的发展开始走向成熟阶段。通过对汽轮机进行不断的研究和改造,其热效率有了很大提升,不仅实现降低能耗的作用,还提升了能源的转化率,提高了汽轮机运行的安全性和可靠性。通过这些研究和改革可以发现,在技术方面,我国针对热电厂汽轮机运行的改造是比较成功的,而实现汽轮机运行中的节能降耗也是非常可行的。另外,热电厂汽轮机运行过程中节能降耗的经济性研究主要是对汽轮机改造前和改造后的成本消耗情况进行对比,这个过程并不是简单以节能为主,而是对汽轮机改造投入的成本和购买全新的汽轮机相比要少很多,经过改造后的汽轮机在能源消耗方面会有较大改善,从这一方面来看,对热电厂长远的发展是比较有利的,因此热电厂汽轮机改造在经济性方面也是可行的。

2  影响热电厂汽轮机运行能源消耗的主要因素

2.1  耗能高的汽轮机组

汽轮机发电技术在很多热电厂中被应用,并且汽轮机发电是一个比较复杂的过程(如图1所示)。但是如果汽轮机组不能正常运行,会造成严重的能源消耗。汽轮机组缸运行效率的高低会对热电厂的运行情况产生最直接的影响。汽轮机组运行过程中,外缸容易变形,并且汽轮机组轴两端的气封和隔板气封比较容易出现漏气现象,另外,低压缸的出气边也会受到水的腐蚀,让整个汽轮机出现泄漏的风险。在对汽轮机调整的过程中,汽轮机停运,水的温度就会降低冷却,这时候凝汽器的真空性会增高,并且在运行过程中会出现高负荷,这时候的负荷和参数负荷并不一致,在无形中就增加了汽轮机运行中的能耗消耗,从而影响热电厂的能源消耗,增加能源消耗成本,降低热电厂的经济效益。

图1 汽轮发电机工作流程图

图1 汽轮发电机工作流程图

2.2  受空气凝汽器的影响

汽轮机中凝汽器的非正常运行也会增加能源的消耗,而凝汽器会受到灰尘和风的影响,在凝汽器的运行中翅片管上会附着比较多的灰尘,这样就让空气凝汽器的热阻增大,从而影响到空气凝汽器热力传送的效率和能力,使空气凝汽器内部运行不畅通。另外再加上风带来的压力,风机就不能和空气充分结合,就会降低空气凝汽器内部热气的流动性。一旦出现凝结水超标问题,还会加快空气凝汽器中管道被腐蚀的速度。如果是在冬天,空气凝汽器受到低温的影响,凝汽器中的热流不顺畅,再加上上述问题更会加重空气凝汽器管道流通不顺畅或者凝集的问题,这样就会严重影响到汽轮机的正常运行,增加热电厂汽轮机运行中的能源消耗。

2.3  受其他客观因素的影响

热电厂汽轮机通常都会保持在运行状态,一般很少会对汽轮机进行维修和检查,这样就导致汽轮机设备中的很多零部件出现老化。此外,汽轮机组中的动静叶片如果出现不匹配也会造成汽轮机的不正常运行,同时如果把汽轮机中的高压调控关严,也会造成汽轮机出现漏气和损坏的问题,这些都在有形或无形中增加了汽轮机运行的能源消耗。

3  热电厂汽轮机运行节能降耗措施

3.1  合理控制汽轮机给水温度

锅炉燃料的燃烧程度和使用量会影响到汽轮机中水的温度。只有水的温度达到合适的标准才可以保障正常的能量消耗,如果水的温度太低就需要消耗大量的煤能源和电力能源。在进行排烟的过程中也会消耗大量的热量,从而降低汽轮机的运行效率,因此需要对锅炉燃烧煤能源的使用量和速度进行合理控制,尤其是在汽轮机组启动和停止的时候更是要严格控制汽轮机中水的温度,让水温可以达到汽轮机正常运行的标准。

此外,在汽轮机运行的过程中还应该对高压运行进行控制,对汽轮机加强维护,减少因操作不当而引发的程序崩溃。在这个过程中还要定期对汽轮机的加热系统进行检修、检查和清洗,对其中的灰尘、沉积物等及时清理;同时还需要对汽轮机管道中漏水的问题进行定期检查,如果发现漏水现象要进行修补,这样可以提高汽轮机加热器的工作效率。

还应该对高温加热器中的水位进行合理控制,通常情况下,高温加热器如果正常运行,那么水位会在合适的范围内,这时候汽轮机会处于正常运行状态,并且这时候汽轮机的能源消耗比较低,安全性能比较高。一般来说,汽轮机中水库的密封性也会影响到汽轮机运行中的能源消耗,如果汽轮机运行中出现漏水会造成加高压蒸汽泄漏,高低气压气体之间的热交换会造成大量的能源浪费。因此需要保障高压运行的正常性,尽可能减少不必要的操作;另外还应该保证水温控制在合理的范围内;要定期对高压负荷加热器流管进行清理和维护,减少沉积物的积累;还要对加热器管道进行排查,保障水库中隔板的密闭性,确保高加筒体的封闭性良好,减少泄漏点,避免热量泄露出去而造成的能源消耗。

3.2  确保凝汽器处在正常运行水平

一般来说,如果汽轮机在正常运行状态,凝汽器会处在真空状态,这时候汽轮机就处在高效率的运行状态,能源的损耗是非常低的,这时候汽轮机的使用寿命也比较长,因此保障凝汽器处于真空状态非常重要,可以从以下几个方面考虑:首先,需要定期对凝汽器真空状态进行检测,其中最重要的是检查凝气器的泄漏点,以此来保障凝汽器的封闭性,从而保障汽轮机的正常运行;其次,还需要检查射水泵的工作状态,观察射水泵中水箱的水位是否在标准范围内,可以采用联合自动控制水温装置对水的温度进行动态检测和控制,保障射水泵中的水温一直处在合适的范围内。

另外,还需要对循环水的水质进行严格控制,防治凝汽器中出现水垢。水垢的出现会影响凝汽器的热量交换,使凝汽器不能正常工作,从而产生能源的过渡消耗,因此需要定期对凝汽器中的水垢进行清理,保障水质的干净和清洁。最后,还要检查凝汽器中的水位,保障水位处于正常水平,这也是确保汽轮机安全运行的重要条件之一。

此外,还需要降低凝汽器的端差。凝汽器的端差是凝汽器在压力作用下凝结水的饱和温度和凝汽器循环水的水温差,端差的大小是对凝汽器管束表面光滑度和真空系统严密性的反应,凝汽器管壁越光滑,管壁的传热性就越好,真空性就越高,端差每增加一摄氏度,能源消耗就会增加0.4%。所以要降低凝汽器的端差:(1)可以安装胶球清洗装置,并加强对凝汽器胶球清理系统的控制和管理,聘请专门管理人员及时投球,并保障投入的效率;(2)借助低负荷对凝汽器半侧进行清理,通过这些方法来保障凝汽器处于正常运行中。

3.3  汽轮机启动、运转和停机过程中的相关措施

一般情况下汽轮机在启动的时候,需要按照汽轮机启动曲线的相关参数来进行科学选择,如在某一热电厂汽轮机在冷却状态下进行启动的时候,启动汽压力在2.5~3.0MPa之间,温度范围在250℃到300℃之间,区间的最高温度并没有超过400℃,凝汽器真空在-50~40kPa之间。在实际工作中需要在汽轮机启动之前进行预热,这样就增加了能源的消耗,针对这一问题可以采取以下措施来解决:可以通过旁压先开的方式把压力提高到2.8MPa左右,之后通过手动方式启动真空破坏门,使汽轮机中的真空保持在-60~50kPa之间。这样就增加了汽轮机中的蒸汽量,让暖机的运行速度提高,可以很好地控制膨胀差,还可以减少并网所需要的时间。

此外,汽轮机在运行过程中必须使用定、滑、定的方式,这样可以提高锅炉中燃料的燃烧效率和水循环速度。同时,还可以对夜雨水泵的转速进行控制,提高汽轮机组的运转效率。定、滑、定的运行方式可以对汽轮机组进行一次性调频控制,减少气门调节中主气压力的损耗,让加热效率和主汽温度达到预定标准。这项工作要求凝汽器水温在预定的标准范围内。

汽轮机一般是不会停运的,出现停运是因为汽轮机需要检修,因此需要对其参数进行合理分析和控制,这样才可以保障汽轮机各个部位不会出现紧急停运,也不会对主设备和辅助设备造成破坏,从而延长汽轮机的使用寿命。

4  结语

热电厂汽轮机运行的节能降耗对提高整个热电厂的运行效率有着非常重要的作用,因此需要对热电厂汽轮机运行中的节能降耗进行重点分析,找出影响因素和相应的解决办法和措施,提高热电厂的资源使用率,降低能源损耗,提高能源成本控制,确保热电厂的健康可持续发展。

参考文献

[1]郑云凯.电厂汽轮机运行的节能降耗[J].科技风,2020(8):145.

[2]柴宝军.汽轮机运行的节能降耗措施研究[J].内燃机与配件,2020(3):168-169.

[3]洪钦.热电厂汽轮机检修运行维护措施的探讨[J].工程建设与设计,2019(6):158-159.

[4]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.

[5]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.

[6]王延召.电厂汽轮机运行的节能降耗[J].山东煤炭科技,2016(1):116-117,121.

Energy Saving Measures for Steam Turbine Operation in Thermal Power Plant

Wang Si-yang

[Abstract]Energy saving and consumption reduction during the operation of steam turbine in thermal power plant will affect the operation cost of thermal power plant. Therefore, thermal power plant should pay attention to energy saving and consumption reduction during the operation of steam turbine to reduce the energy consumption during the operation of steam turbine. Based on this, this paper analyzes and discusses the energy-saving and consumption reduction of steam turbine operation in thermal power plant. Based on the analysis of the feasibility of energy-saving and consumption reduction of steam turbine operation in thermal power plant, it fi nds out the infl uencing factors of energy consumption in the operation of steam turbine, and fi nally puts forward the suggestions and measures for energy-saving and consumption reduction of steam turbine operation in thermal power plant, hoping to put forward through the analysis and research of this paper Operation effi ciency of steam turbine in high heat power plant.

[Keywords]thermal power plan; steam turbine; energy saving and consumption reduction; energy saving and emission reduction
 
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