汽轮机运行的节能降耗措施研究

发表时间:2020/11/5   来源:《中国电业》2020年18期   作者:郑鑫烨 邱秀丽
[导读] 由于汽轮机在生产电能时会消耗大量的能源,从而使企业必须加大生产成本,
        郑鑫烨  邱秀丽
        中电(四会)热电有限责任公司  广东省肇庆市   526200
        摘要:由于汽轮机在生产电能时会消耗大量的能源,从而使企业必须加大生产成本,这也意味着其获利会减少,影响企业从事经济活动的积极性。同时,其也会产生一些废弃物,进而污染环境。因此,实现汽轮机的节能降耗对于电厂及社会都是十分必要的。
        关键词:电厂;汽轮机;节能降耗
一、节能降耗简析
        在现有的无论是钢铁企业自备发电,还是大型发电厂的节能降耗措施中,不仅要依靠全面的管理方式提高他们的能源利用率,更应该从技术角度进行分析,加大技术创新的力度,从源头上提高他们的能源转换效率,降低能源耗费量。调查研究表明,在现有的经营管理方面存在比较大的缺陷,所以,想要真正意义的开展节能降耗工作,首先应该对燃烧系统进行全面的评估,找到可以采取节能降耗措施的环节。一般情况下,全面了解燃烧系统的运行参数之后,可以清楚的发现汽轮机的节能降耗潜力十分明显,所以,节能降耗措施应该集中于汽轮机的运行工况的调节,比如技术创新或者优化控制等。
二、汽轮机的能耗问题
1、汽轮机组能耗相对较高的问题
        在电厂中,汽轮机是作为原动机而存在的,该设备能使热能和电能以及动能的转化得以有效实现。一般情况下,汽轮机需要相关的设备一起配合使用才能发挥其最大功能,相关设备包含发电机、加热器和凝汽器以及锅炉和泵等,而造成汽轮机消能耗较高的原因主要是由于汽轮机的喷嘴室和外缸两个部分容易出现变形,同时其隔板汽封和轴端汽封两个部位容易出现漏气,另外汽轮机中的低压缸出汽边容易被腐蚀,给气阀压造成较大的损伤。其次在对汽轮机组的调整过程中,冷却水的温度和凝汽器中的真空程度过高、实际的运转负荷跟设置的参数存在差异以及未使用优化的方式运转等都会使汽轮机组能源消耗过大。
2、汽轮机中空冷凝汽器问题
        风与沙尘是影响汽轮机凝汽器的主要因素,在沙尘较大地区,凝汽器长期运行,翘片时常会堆积大量沙尘,增大翘片管热阻,对其传热造成影响,同时影响通道畅通。在设备所处的状态为负风压时,由于会有少量空气吸入风机,这样便会阻碍流通。此外,当凝结水有较多溶氧后,也会降低其传热效率,并且侵蚀冷凝汽的管道,使空冷凝汽器流量出现不均衡,最终影响汽轮机运行,降低汽轮机实际运行效率。
3、汽轮机隔板汽封损耗问题
        汽轮机通过热量来产生蒸汽,蒸汽在流过汽轮机进行下一步工作时由于压力温度会逐渐下降这时就会有蒸汽从各种缝隙流出,如果是在导叶和动叶中流出属于正常,如果在机器的其他缝隙中流失而不进行做工就是能源损耗,如果汽轮机的间隙调整有问题出现蒸汽外泄情况汽轮机的工作效率就会大打折扣。
4、冷却塔的问题
        冷却塔的问题表现在冷却塔的喷头堵塞和喷头与喷孔之间的设计不匹配,这些都直接使其内部循环水回水温度增高,进而让汽轮机排气温度高,真空度低,从而增加了能源的消耗。
三、汽轮机运行的节能降耗措施
1、对汽轮机的给水温度进行控制
        汽轮机给水的温度受锅炉燃料量的多少及燃烧的充分性影响,当汽轮机给水温度过低时锅炉就会增加用电量,同时汽轮机的单位能耗量也会增加,这样汽轮机在排烟时会造成较大的热损失,大大降低了能源的使用效率。

汽轮机在启闭过程中,也要注意给水温度的变化,保证给水温度符合汽轮机的工作需求;注重汽轮机的日常维护,避免出现人为操作问题导致的运行程序崩溃的现象;经常检查并清理加热系统,保证管道内没有沉积物,因为加热系统管道内的沉积物会影响供热效率,进而造成能量的损失;经常检查管道是否出现漏水问题,提高加热器的投入率。此外,需要注意的是高温加热器的水位,一定要让运行工况下的水位维持在正常水平,这不仅关系到汽轮机的供热率,还关系到汽轮机的安全工作问题。一般情况下,水室的密封性会影响到汽轮机的运行效率,如果汽轮机在运行工况下,水室出现泄漏问题,就会使得汽轮机出现高压蒸汽泄漏的现象,高温气体和低温设备之间出现热交换,进而损失大量的热能,其中,热能损失的问题间接造成给水温度的下降,最终影响汽轮机的工作效率。
2、凝结器状态控制
        汽轮机的使用寿命受凝结器的影响最大,凝结器若能时刻处于最佳的真空状态,这对提高汽轮机的动能,有效减少能源的投入量起到了至关重要的作用,同时也会提高汽轮机的运行效益及使用寿命。因此,我们一定要尽最大努力使凝结器时刻处于最佳的真空状态。主要如下:一是定期对凝结器进行真空严密性的测试,确保其真空密封性能良好;二是对射水泵的性能进行检查,确保射水箱水温不超过25度并使射水箱的水位始终处于正常水位;三是加强对凝结器管道内水质的监督,定期清理水垢,提高整个机组的工作效率;四是时刻关注凝结器的水位,使其有足够的冷却面积,进而提高汽轮机的运行效率。
3、汽轮机的运行以及停止
        一是汽轮机的运行。一定一滑是汽轮机的工作方式,在负荷比较低的情况下,为了确保锅炉当中水的循环、燃烧的稳定性、给水泵轴临界转速的制约等状况,需要应用水平低的定压进行调节;在高负荷的范围需要使用喷嘴调解,为了确保较高效率的机组,需要变换通流面积;在中间范围的压力区需要对汽门的闭合进行调整,从而使其处在压力与滑动的工作状况下。并且,凭借锅炉压力的调整来加减负荷。汽轮机如此的工作方式可以有效地适应变化的负荷,能够实现机组一次调频的需要,并且,如此的方式能够使损耗的节流减少,这是由于只有一个调节汽门未曾完全地开启。针对处在较高压力状况之下的汽轮机来讲,需要在相应的范围之内提升主汽温度与压力,进而确保加热器具备比较高的应用效率,也需要在相应的范围之内调整加热器的水位,进而使加热器两端的差距降低,最终实现给水温度的提升。在制约机组效率的主要因素当中,凝汽器的除氧能力降低也是根本所在。一部分钛管一直处在凝结水当中,这是因为太高的凝结水存在于凝汽器当中,不断冷却过程当中的凝结水会导致超冷的状况中,进而使损失的机组冷却的源头增加。根据有关资料证实,大概过冷减少1℃过冷减会降低0.5%的机组热耗率。为此,确保凝汽器水位的正常有助于调整汽轮机的工作状态。
        二是汽轮机的停止。汽轮机通过滑参数进行非计划停机与正常停机,这样不但可以对锅炉剩余的热量用来发电,而且可以降低锅炉与汽轮机设备的温度,从而有利于检修设备。
四、热电厂汽轮机运行节能案例
        以某热电厂汽轮机为例,在汽轮机启动过程中,控制主汽温度高于300℃,低于420℃,凝汽器真空控制在60Kpa以上。该汽轮机在运行过程中,主汽压力控制在2.5Mpa与3.0Mpa区间范围之内。该汽轮机在运行过程中,利用开高低旁方法对主汽压力进行维持,同时控制汽轮机的蒸汽量和膨胀差,使其并网时间有效缩短。该汽轮机通过定滑定方式进行运行,使水循环保持在相对稳定装运,对水泵流速进行限制。同时,科学的控制凝汽器的温度和水位,并对凝汽器的运行进行调整。通过上述措施,该汽轮机有效减少运行过程中的能量损失,实现了节能。
五、结语
         汽轮机作为电厂主要的发电设备其节能减耗方面涉及的层次较多,在实际生产过程中企业要根据自身的情况对能耗问题进行优化,要确保汽轮机水温长期处于合理的状态,汽轮机在运行时各项参数达到合理的标准。要对汽轮机定期进行检查确保其运行的合理。
参考文献
[1]曹中华,卢秀珍.电厂汽轮机节能降耗的主要措施分析[J].硅谷,2014,(1)
[2]贺江颂,姜皓然,王轩.探究电厂汽轮机运行中的节能降耗工作[J].电子制作,2015
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