电厂汽轮机损耗及运行优化措施

发表时间:2021/1/6   来源:《中国电业》2020年8月22期   作者:潘爱西
[导读] 随着我国经济的高速发展,我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。
        潘爱西
        国能浙江余姚燃气发电有限责任公司 浙江省宁波市余姚市315400
        摘要:随着我国经济的高速发展,我国各行各业也呈现出良好的发展趋势。汽轮机与燃气电厂的效益有着直接关系,所以,汽轮机一直是燃气电厂的重点关注对象。汽轮机在为燃气电厂带来效益的同时也消耗了大量的资源。所以我们应该对汽轮机设备进行改造,不仅可以降低对能源的消耗,还能降低燃气电厂的成本支出,为燃气电厂带来更高的收益,同时也对社会产生积极的影响。
        关键词:电厂;汽轮机损耗;运行;优化措施
        引言
        燃气电厂能够生产人们日常所需的电能,同时也存在较高的耗能。而为了能够有效提高燃气电厂的经济效益,就需要加强汽轮机的节能降耗研究,在保障能源消耗能够得到减少的基础上,有效促进能源转换效率的提高,并且促进发燃气电厂自身竞争优势的合理提高。基于此,就需要加强对汽轮机的研究分析,从而使得汽轮机能够有效降低能源消耗,充分保障燃气电厂节能降耗工作的顺利开展。
        1燃气电厂汽轮机节能降耗的重要性
        燃气电厂汽轮机运行过程中最易出问题的环节是在安装和运行维护过程中,汽轮机一旦出现问题,对整个燃气电厂的发电都会产生影响,而燃气电厂无法正常供电不仅会大大提高燃气电厂能耗,也会对当地的经济情况带来较大的损失,需要我们对其进行高度的重视,在此过程中必须要有安全体系、质量检测体系和运行维护体系,从各个细节出发和考虑机器的安装以及运行过程,保障问题不出差错,不断降低运行过程中的出故障率,从而提升实际的运行效率,保证其能稳定运行,且降低能耗也能为当地取得更大的经济效益和社会效益。
        2影响燃气电厂汽轮机损耗高的主要原因
        2.1汽轮机启动与停止产生的耗损
        汽轮机的启动和停止也就是汽轮机转子应力变化,在汽轮机运行过程中,蒸汽参数多通过转子表现出来,且具有一定的升降变化,这也就导致了转子的温度处于不断上升的过程,如果转子一直保持此种状态,蒸汽参数的处理不够科学合理,这将会大大提高汽轮机在启动和停止过程中产生的能耗,还会使汽轮机的运行效率降低,使用的时间就会被缩短。
        2.2给水温度未能得到有效控制
        给水温度的调节,对汽轮机机组运行状态影响较大。如果温度过低,则汽轮机燃烧消耗的燃料就会有所增加,随之排出的烟气也将带走部分热量,致使汽轮机整体运行效率较低。如果温度过高,汽轮机运行设备将处于高温作业环境下,参数超出正产作业指标,将陷入危险状态,很有可能发生安全事故。为了解决问题控制问题。目前,火力发燃气电厂已经设置了给水温度检测部门,定期查看汽轮机给水问题,然而这种检测方式无法实时采集给水温度信息,虽然降低了安全事故发生频率,但是没有消除此安全隐患,此项工作有待进一步完善。
        2.3冷凝器真空降低
        冷凝器是汽轮机重要的辅助设备,是电力热循环的重要环节,冷凝器在汽轮机排汽口形成高真空环境,让蒸汽压力膨胀,增加蒸汽的有效焓,提高汽轮机的热效率,并将汽轮机低压缸排出去的蒸汽凝结成水,输送到锅炉水循环系统,减少锅炉汽水损失。冷凝器是由壳体、管板、中间板等零部件构成,管板将冷凝器壳体分成蒸汽凝结区、循环水冷却进出口室;中间板负责管束的定位。如果汽轮机排汽口的真空度下降,则可能导致蒸汽的有效焓降低,汽轮机的热工效率下降。汽轮机如果想要达到恒定运行的要求,需要增加主蒸汽的流量,如果主蒸汽流量过大,则增加了汽轮机叶片的运行负荷。冷凝器真空值降低的主要原因有。第一,循环冷却水在进行热量交换时,热量交换不充分,导致蒸汽热量没有吸收冷凝器循环水中的冷却水,导致凝结水温度过高,影响到抽汽器的运行效率,从而增加汽轮机的负荷,导致排汽压力升高。

第二,冷凝器密封效果不好。冷凝器的连接管段和法兰、汽轮机排汽室等连接不紧密,导致泄露现象,影响到汽轮机排汽口的真空度。第三,冷凝管堵塞。冷凝管作为冷凝器的重要组成部分,如果冷凝管堵塞,则减少热量交换面积,导致凝结水温度升高,汽轮机排汽压力增大。冷凝管堵塞主要是由于循环水中的杂质过多,导致管道堵塞。
        3燃气电厂汽轮机运行的节能降耗措施
        3.1控制汽轮机启停过程
        汽轮机的启动与关闭也是需要相关人员关注的重点,如果能科学合理地控制汽轮机的启动、实际运行及停机,就能大大提高汽轮机的工作效率,从而有效降低汽轮机能源消耗以达到节能降耗的目的。若要安全启动汽轮机需要进行长时间的预热,而能源消耗也主要是在这个环节中,但如果将压力保持在2.9MPa左右,然后再打开真空状态,这样就可以有效的提升汽轮机的实际预热的时间,也加快了后期的启动速度。因此在汽轮机启动过程中,应按照汽轮机厂家给定的参数及运行规程规定的参数进行,对汽轮机启动和冲转参数进行监视和控制,保持主汽压力在1.4~1.6Mpa,在保证过热度不超过50℃的情况下,主汽温度控制在240℃以上。
        3.2实时调控汽轮机给水温度
        针对给水问题控制问题,可以利用传感器、驱动装置等设备搭建控制系统,实时采集给水温度信息,并下达水温控制命令,从而使得汽轮机给水温度保持在规定范围之内,达到降低汽轮机运行能源损耗的目的。在实际运行操控当中,首先,设置给水温度正常范围,将其作为命令下达主要依据。其次,搭建系统硬件平台,以STM32系列单片机为核心控制器,借助温度传感器采集汽轮机中给水温度数值,通过RS232传输至中控中心。再次,以设定的正常给水温度范围作为判断依据,界定当前温度是否超出此范围。如果超出此范围,则下达调节温度命令,根据当前温度,做出相应调节。如果未超出此范围,则不需要下达温度调控命令,保持温度判断状态即可。最后,根据中控中心生成的判断结果,向汽轮机操控现场发送控制命令,借助核心控制器驱动相应装置,对给水温度进行有效调节,使其在短时间内达到正常范围,以此减少汽轮机能量消耗。
        3.3控制冷凝器的真空度
        冷凝器真空值降低的主要原因是热量交换不充分,冷凝器密封效果差、冷凝管堵塞等原因造成的。想要维持冷凝器的真空度,必须提高蒸汽热量交换效率,提高汽轮机的运行效率。其次,提高冷凝器的密封性能,定期检查冷凝器的连接管段容易泄露的位置,以及与法兰、排汽室连接部分是否紧密,以免造成蒸汽泄露。此外,还要定期清理冷凝器的管道,或者在管道入口增加过滤器,将循环水中的杂质过滤,定期清理过滤器,从而避免管道堵塞。此外,还要进一步优化汽轮机的启动参数,汽轮机启动前,需要长时间的预热才能开启,一定程度上增加了汽轮机的损耗,可以优化汽轮机开机的参数或者改变汽轮机开启的方式,降低汽轮机预热时间,从而达到降低能耗的目的。
        结语
        汽轮机运行节能降耗对于燃气电厂而言十分重要,通过节能降耗可以增加燃气电厂的效益,降低支出成本,对于社会也有着积极地影响。通过本文对燃气电厂汽轮机的节能降耗进行分析,提出了几点完善措施。首先,应当加强冷凝器运行管理,做好冷凝器清理工作的同时还应该保证冷凝器处于最佳真空状态;其次,对汽轮机的启动、运行和停机程序进行控制;最后,优化机组的循环水泵。通过以上几个方面,才能够把节能降耗的作用完整的体现出来,以此来增加燃气电厂的效益。
        参考文献
        [1]任皓雪.燃气电厂汽轮机运行的节能降耗探讨[J].资源节约与环保,2019(3):28.
        [2]宫志鹏.有关燃气电厂汽轮机运行中节能降耗的对策分析[J].山东工业技术,2020(21):209.
        [3]井旺.加强燃气电厂汽轮机运行的节能降耗的策略研究[J].山东工业技术,2020(21):220.
       
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