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摘要:随着社会的发展进步,汽机已经成为生活中普遍存在的机器。目前的汽机主要运用于电厂中。汽机的运行方式对机组的控制将会产生不同的影响。本文主要阐述了不同的汽机运行方式对机组控制的影响,探析了降低汽机运行方式对机组运行控制影响的方式。
关键词:汽机运行方式;机组控制;影响
引言
为提高电厂的运行效率,减少燃料的消耗,产生更多的电,有必要研究汽机的运行方式。并对其带给机组控制的影响做相应的研究。汽机主要有蒸汽机和汽轮机两种,电厂中主要运用汽轮机。虽然现阶段汽机的应用已经成熟,但是有的电厂还存在着一些问题。这些问题会影响到机组的控制,进而影响到生产效率。所以需要重点研究在改变汽机运行方式的情况下,会对机组控制带了什么改变和影响。
一、汽机运行原理
由于本文着重介绍汽机中的汽轮机,故蒸汽机不做阐述。汽轮机是一种回转式原动机,燃料燃烧产生蒸汽,蒸汽的热能转化为机械能,主要运用于火电和核电厂,产生的机械能将带动发电机发电。汽轮机的蒸汽热能在环形配置喷嘴和动叶的作用下转化为机械能。不同的运行方式原理也略有不同。对于速度级的运行方式,有两列动叶,对喷嘴处蒸汽产生的膨胀动能进行多次利用;反动级的运行方式中,蒸汽产生膨胀动能的位置在动叶和静叶流道中,这种运行方式的优点是:加快了动叶流道的速度,使蒸汽具有更高的流动性,从而产生更大的机械能;冲动级运行方式中,蒸汽的膨胀位置在喷嘴处,导致喷嘴流道的截面面积减小,但流动速度却有所加快。在生产过程中,为提高运行效率,应尽量减少运行级别,尽量不用多级汽轮机[1]。
二、主汽调门运行方式
目前阶段,较为先进且受众面广的汽轮机是由德国引进的一种由西门子技术生产的汽轮机。这种类型的汽轮机有1000MW的发电机组,主要特点是:单轴、四缸四排汽、一次中间再热、双背压、凝汽式、八级回热抽汽。它们之间各司其职,且互相配合,互相依靠。主要设计组成为:高压缸和中压缸各一个,两个低压缸,两个主汽调门,两个中亚调门和一个补气阀,主要使用全周进气的方式,即节流配汽方式。传统的喷嘴配汽式虽然喷射的面积较大,但喷射的不全面,为此采用节流配汽方式。这种运行方式的优点是:制造成本低、低压时的运行流量简单、机械结构优化简单、机组运行过程中,各个环节的运行温度变化不大,喷射的比较全面,在这种情况下,有很突出的负荷变化适应性。但是全周进气有一个很明显的问题,当设备定压运行时,机组会发生较大的节流损失,这将会降低整个机组的运行效率。随着技术的改革于进步,这一问题得到了逐步的改善。在机组中加入补气阀,从主汽门前和主汽门后引出一些新蒸汽,这些蒸汽在经过补气阀之后再进入高压缸,经过高压缸的第四或者第五级动叶,随后与主汽流混合在一起,进行膨胀做工。此时,机组控制发生变化,过载和调频的能力变好,整个技术使全周进汽式的安全行增强,经济效益提高。
三、改变运行方式对机组控制产生的影响
德国西门技术的汽轮组机械负荷电压的范围值是:500MW—1000MW,在这种正常的负荷电压范围内,汽机调门运行方式主要在节流状态,且基本调节剂的运行方式也能控制到一定的范围之内。但这种情况下的机组会产生很大的损失。
因此,需要研究探讨,汽轮机的运行方式在什么样的情况下,能够最大程度的降低机组的损失,并提高机组的运行效率。
机组调门优化试验第一步是要利用试验确定机组比较经济的运行方式,在这种运行方式下,机组的工作负荷最佳,除此之外,还要确定出负荷与主汽压力的关系,并绘制出负荷—主汽压力曲线图。第二步是保证机组经济运行,且工作负荷最佳的情况下,选择最佳的优化控制系统。选择控制系统的原则依据电网的要求。随后进行机组的经济运行试验,确保所选择的运行方式是最佳的运行方式,且满足经济效益高,工作效率的要求,机组的性能也要有进一步的提升。在1保证机组运行安全的前提下,最大限度地满足机组的运行速度,且在优化之后查验调频的效果。综合考虑各种因素,才能满足经济上的要求,确定出最合适的运行方式和机组运行控制方式。
如果机组的负荷点是大于等于500MW,则,机组的经济水平会随着高压调门开度的增大而提高,在这个条件下,机组的燃料消耗也低,例如,煤消耗在0.9—1.5g/kWh之间,调门的开度在100%以下,此时经济运行效率也高。如果调门的开度在50%以下,也可以在一定程度上降低煤炭的消耗,大约降低0.5—0.9g/kWh。不同的负荷条件,机组的运行状态也有所不同,机炉的调节状态是一种比较稳定的运行状态。通过试验研究可以发现,调度门开大,不仅可以降低能耗,还能提高经济效益,增强机组运行状况的稳定性。
四、降低汽机运行方式对机组运行控制影响的方式
降低汽机运行方式对机组控制影响的方式有以下几种:优化负荷控制、重新确定负荷—压力曲线图、后期维护。负荷的控制主要由专业的技术人员经过研究时候确定的。首先负荷大于500MW时,要保证调门的开度很大。但在100%以下,这种情况下,耗能少经济效益高。在改变汽机运行方式的同时也要改变负荷以及调门开度。为了最大程度的减少机组运行故障,需要重新试验,并拟定新的负荷—压力曲线图。在不同的负荷下,机组所承受的压力应展示到图中,并通过曲线图确定最佳的负荷压力关系,保证机组控制运行稳定。机组也需要定期维修,及时查出故障,解决故障。
五、结束语
汽机运行方式中多种因素改变导致汽机的机组控制产生变化。为了使电厂等用到汽机的地方有更大的效益,研究两者之间的关系是很有必要的。在试验的过程中探究研发运行方式对机组控制的影响,并选择出最佳的运行方式,保证机组控制的稳定性的同时,也要保证经济效益的增涨和成本的降低。在日常生产中,如果出现耗能大且经济效益低的情况,必须对汽机的运行方式进行调整。
参考文献
[1]刘艳琴.改变汽轮机主汽调门运行方式对机组控制的影响分析[J].机械管理开发,2018,33(09):94-95+104.
[2]张双双,傅行军.汽轮机组运行过程中差胀的变化及对振动的影响[J].工业控制计算机,2018,31(10):18-19+22.
[3]杨国龙,陈文学,令红兵.燃煤机组新运行方式对在役汽轮发电机的影响[J].大电机技术,2018,260(05):52-57.
[4]戈志华,马立群,何洁,等.燃气-蒸汽联合循环热电联产机组多种运行方式负荷特性研究[J].中国电机工程学报,2020,40(8).