(同煤大唐塔山第二发电有限责任公司 037001)
摘要:随着我国经济的飞速发展,我国对于电力能源的需求量也逐渐增大。电厂是我国高耗能的企业,在我国节能减排和可持续发展的理念指导下,存在很大的节能潜力。汽轮机是电厂发电的主要设备,因此电厂工作者需要明确电厂汽轮机节能降耗的影响因素,对症下药,更加合理分配资源投入,提升电厂经济效益,使电厂企业成为环境友好型企业。
关键词:电厂;汽轮机运行;节能降耗
节能降耗理念在当今社会背景下,对社会各行各业都产生了重要影响,节能降耗不仅有助于提升企业经济效益,而且也利于实现企业的可持续发展。电厂汽轮机在运行过程中消耗能源十分巨大,因此节能降耗具有很大潜力和可行性。下图为汽轮机组的构造。
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一、电厂汽轮机节能降耗的主要影响因素
(一)汽轮机组能耗相对较高
电厂发电系统中,汽轮机是发电的原动机,该设备会完成热能、电能和动能的转化。通常情况下,汽轮机想要发挥最大功能,就一定要和其他机械设备配合使用,此处所指的相关设备有发电机、加热器、凝汽器、锅炉和水泵等等,造成汽轮机消耗能耗高的最大原因在于,汽轮机喷嘴室与外缸两个部位会产生变形。另外,在隔板汽封与轴端汽封两个部位会产生漏气现象,汽轮机中的低压缸出汽边会出现腐蚀现象,为气阀压带来较大程度的损伤。此外,在调整汽轮机组的工作中,还存在以下因素使汽轮机组能源消耗过大:冷却水温度与凝汽器中存在过高真空度,实际运转负荷和预设参数有差异,也存在未用科学方式进行优化的原因[1]。
(二)出力系数和空冷冷凝器因素
通常情况下,汽轮机出力系数和自身运行情况息息相关,立足于电厂电力系统的实际情况,应当对耗电量变动、电力负荷和峰值等波动情况予以重视。电厂汽轮机的冷凝器在运行过程中,如果运行环境中存在较多风沙,在长期运行之后,就会在凝汽器的翘片处积聚大量尘土风沙,就会不断提升翘片管上热阻,使传热性能和通道产生严重阻碍。如果冷凝器在负风压区域工作时,就会有大量空气进入风机,产生流通受阻的问题。如果凝结水含溶氧量较大,就会使凝汽器的热传效率进一步降低,使管道与相关设备收到不同程度的侵蚀。在冬季时,空冷冷凝器很容易产生流量不均衡的情况,从而使汽轮机正常运行造成较大影响,降低汽轮机运行效率[2]。
(三)汽轮机蒸汽压力和温度
此处所指蒸汽温度和压力,实质上是汽轮机在运行阶段的蒸汽压力和温度。在汽轮机正常运转的过程中,蒸汽压力会和蒸汽流量成正比,随着蒸汽流量的增加,蒸汽压力也在随之增加。若汽轮机组在正常运转中,燃料供给不及时,就会使汽轮机主蒸汽压力以及温度都下降,从而提升能量损耗,为汽轮机运行效率带来负面影响。
(四)缸效率和机组通流性能
这里提到的缸效率实质为,汽轮机电能转化过程中实际效率收益情况。基于我国电厂的实际发电情况,这个效率值尚未达到预期定值。缸效率和很多因素之间往往紧密相关,在各种具体环节,缸效率往往会和汽轮机能耗呈负相关,缸效率提升越多,汽轮机能耗就越少。气流面积如果提升,也就可以达到节能减排的要求[3]。
(五)冷却塔问题
冷却塔问题的实质是设计不匹配,也就是冷却塔喷头堵塞与喷头喷孔之间不匹配,这种情况会提升内部循环水的回水温度,进一步提升汽轮机排汽温度,降低真空度,使能耗消耗进一步升高。
二、汽轮机运行节能降耗措施
(一)控制凝汽器
1.优化凝汽器清理工作。在凝汽器运行时间之后,凝汽器内部会存留一定污垢,会对凝汽器传热性能产生一定影响,因此清理工作必须落实到位。一段时间后,冷却面的污垢经过积累,会极大程度影响到凝汽器的真空性。基于此,清理作业应当立足于凝汽器内部污垢的实际情况,对冷却管之内的阻力损失情况进行科学对比,从而对症下药,选择较为科学的清理方式,定期清理凝汽器。常用清洗法分成酸洗法与干洗方法两种,其中酸洗法主要应用浓度为百分之5的有机酸,如果通关腐蚀速率小于每小时1平方米,则应当在主洗剂加入浓度为千分之5的铜腐蚀剂与酸腐蚀剂,以及浓度为千分之2的氢氟酸,以每秒0.1米的流速进行清理。干洗法就是在凝汽器侧,用除氧器热水灌满,再利用风机吹干冷却管,待污垢龟裂,再用冷水冲洗干净。如果污垢硬度大,干洗法无法有效清除污垢,则可以用酸洗法达到清洗目的。
2.做好凝汽器冬季防冻工作。很多北方地区,尤其东北地区,最低温度可能达到-30℃左右,在空冷系统冷凝器的选择上,需要首先考虑到直接空冷机组在冬季运行的复杂性与特殊性。无论是机组启动、运行,还是停机的过程中,都需要杜绝在空冷凝汽器热负荷降低的时候,冻坏设备的情况。因此在实际运行中,需要根据空冷机组的实际运行情况,制定相应的防冻措施。在任何情况下都需要关闭空冷岛排散热器端部小门与冷却单元隔离门。若工作温度小于3℃,则空冷机组运行背压一定要在9.0kPa以上。冬季气候干燥,很容易出现大风天气,如果一旦面临此种情况,运维人员一定要增大空冷机组符合,进而提升运行背压,抵御大风天气降温对机组产生的破坏力,从而防止出现因散热器热量分布不够均匀使管束冻结。除此之外,空冷机组在任意情况下,都应该保证其周围温度对应出力大于其所受最大负荷,应当尽量落实空冷岛部分各个散热管束表面温度偏差的检查测量工作。单个散热管束表面温度应当在15℃以上,如果不满足温度条件,则应当适当增加空冷机组负荷或适当降低风机转速[4]。从环境温度角度出发,如果气温大于-10℃,则凝汽器压力会随气温升高而增大,变化情况也越快,因此凝汽器安全防护工作应当予以重视。
(三)调整汽轮机运行方式
首先汽轮机在负荷较低时通常对新蒸汽和再热温度难以控制,新蒸汽温度会相应降低,当机组应用滑压运行时,新蒸汽压力会跟随负荷变化,而产生相应变化。如果压力在一定值以上,饱和蒸汽的焓值会伴随压力减少而有所上升,在新蒸汽温度不变的情况下,蒸汽总晗值会有明显提高的趋势。在滑压运行时,通常汽轮机蒸汽容积流量会保持恒定,这就使汽轮机组空气动力特性维持不变,也不会产生额外附加能耗,保障了汽轮机运行的高效率。
结束语
电能大量消耗的背景下,发电厂也需要在节能降耗方面加强管理。汽轮机在电厂发电中消耗能源过多,因此工作人员需要对影响因素进行分析,落实具体优化措施,实现电厂可持续发展。
参考文献:
[1]李淑慧,李广怀,李时莹,李志国,吴敬坤.节能发电调度下电网运行存在的问题及建议[J].吉林电力,2008,36(6):54-56.
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[5]许峰,樊永江,赵振刚.有关电厂汽轮机运行中节能降耗的对策研究[J].科技传播,2012,0(22):79-79.