发电厂汽轮机组运行效率的优化策略研究

发表时间:2021/4/19   来源:《中国电业》2021年第2期   作者:王在强
[导读] :支持社会可持续发展的条件之一便是能
        王在强
        临沂市阳光热力有限公司   山东省临沂市 273411

        摘要:支持社会可持续发展的条件之一便是能源,基于当前能源紧缺的现实,实施节能降耗无疑更利于推动社会经济的持续发展。在发电厂中,汽轮机以水蒸气为重要工质,其工作原理为将热能迅速转变为机械能。汽轮机在运转过程中对水与燃料的消耗极大,因此,在汽轮机组的具体运行过程中,如何节省水和燃料无疑成为一个重要的研究课题。研究表明,有效提升汽轮机组的运行效率可以在一定程度上促进电厂节能增效的发展。
        关键词:发电厂;汽轮机组;凝汽器;回热系统
引言
        在人们生活水平逐渐提升的背景下,我国社会大众的需求有了一定程度的提高,在人们日常生活中,对电力的需求也有了很大的增加,这在为我国电力事业的发展提供契机的同时,也增加了其发展的压力。由于用电量的增加,电力事业的发展也面临着一定的危机,这主要体现在电力改革的背景下,各类型电厂汽轮机的种类和型号在不断增多,这给汽轮机设备维护带来了一定的困难,相应的工作人员在实际维护过程中会发现大量的问题,但由于汽轮机的多样性,整个维护工作的复杂度较大,如果不能及时有效的进行汽轮机的设备维护工作,其将会对汽轮机的稳定运行造成很大的负面影响,同时还会对电力事业的后续发展造成阻碍。
1 影响发电厂汽轮机组运行效率的因素
        1.1 主蒸汽温度
        当主汽压恒定时,主蒸汽的温度会随之降低,其中含有的焓也会随之减少,进而造成蒸汽做功能力下降,致使汽轮机汽耗增加。与此同时,主蒸汽温度较低也会在一定程度上致使汽轮机的末级蒸汽产生更强的湿度,造成湿汽损失逐渐增加。另外,在主蒸汽温度不稳定的情况下,也会造成水冲击的情况,这样也会使结构零件的稳定运行状态受到影响,从而影响到汽轮机工作状态的稳定性,增加安全隐患的发生几率。
        1.2 设备维护管理落后
        在汽轮机的正常使用过程中,设备的维护固然重要,同时还要注重设备的维护管理,只有通过必要的管理制度与考核机制才能够确保工作人员维护设备的积极性。但现阶段,由于部分电力企业对设备维护管理的关注程度较低,在设备出现故障时仅仅只是进行检修,而忽视了设备维护管理,这导致汽轮机的设备维护工作难以得到有效保证,还会在一定程度上降低电力企业的核心竞争力,这会对电力行业整体水平的提升造成消极影响。
        1.3 原始质量不平衡
        这是一种汽轮机原本就存在的故障,并不是汽机运行后才引发的,而是原来自身的条件就包含着。首先转子存在设计缺陷导致加工存在偏差,此时也易造成安装偏差,最终导致机组中转子质量偏心的存在。在运行中因动平衡精度不高,只进行低速动平衡时离心力较小,但转子不平衡质量离心力会随着转子转速的提高以转速的平方关系增加。随着转子转速的不断上升直到达到工作转速时,转子的这一离心力要迫使机组振动,从而造成汽轮机振动过大。原始质量不平衡故障特征可总结为:转子振动是与转速同频的强迫振动,在一定转速下振动是比较稳的。定振动幅值随转速及振动理论中的共振曲线规律变换,在临界区达到最大值。
2 优化策略
        2.1 管控好主蒸汽温度
        1)做好汽轮机管道的保温工作。

如在管道外围铺设保温层,这样可以减少温度外溢,确保汽轮机中蒸汽温度的合理性。2)降低内漏及蒸汽输送阻力。此项处理的主要目的在于减少蒸汽输送过程中的额外做功,使蒸汽可以最大限度运输到汽轮机设备当中,起到稳定作业温度的作用。3)做好锅炉内燃煤水分的控制。燃煤内水分含量过大会损耗一部分燃煤热值,结合以往的作业经验,将燃煤含水量控制在合理范围内,从而减少燃煤燃烧阶段的热量损耗,提升汽轮机组的运行效率。
        2.2 推行汽轮机设备维护新技术
        要实现电力企业的健康、稳定发展,汽轮机的运行与设备维护是非常重要的,为了保证汽轮机的稳定性与安全性,相应的电力企业还需要跟紧时代趋势,在实际的设备维护过程中要推行汽轮机设备维护新技术,在以往的汽轮机运行与设备维护过程中,由于电力企业对维护技术未予以关注,在设备维护方面还是采取以往的技术方法,这不仅使设备维护的整体效率降低,还会在一定程度上影响汽轮机的后续运用。对此,电力企业就需要重视设备维护新技术的运用,在运用相关技术前期,要对所使用的汽轮机类型进行记录,后续立足于实际来应用相关技术,这不仅可以实现设备维护技术的价值,还可以为汽轮机的后续投入使用提供保障。通过先进性技术可以建立以安全生产为基础、以维护质量为生命的发展和改革战略 , 从而进一步提升汽轮机的使用寿命,为电力企业的后续发展提供保障。
        2.3 给水泵的能量损失和优化改进方式
        给水泵是电厂汽轮机重要的辅机设备,也是电厂中能耗消耗最大的设备,给水泵的能量损失主要包括:第一运行效率不高而引起流量过剩,第二扬程储备导致的能量损失,第三则是因为配备了参数较大的给水泵而引起能量损失。选择功率较大的电动给水泵,其能量将是电厂用电量的一半,所以对于大型机组而言,必须对给水泵装置进行改进优化才能提高经济效益。可在机组不同负荷和运行条件下按照给水泵流量、扬程特性曲线和流量以及效率特性曲线确定给水泵最佳的运行方式。此外,从气动泵组运行经济效益来看,应根据机组具体配置情况和气动机给水泵余量较大的特点,根据气动泵实际运行情况确定泵组的运行方式,可通过增加给水阀开度的方式,调节给水泵转速来消除节流损失和功耗。为确保汽轮机运行的安全,电动泵容量小于运行中的气动泵,在气动泵出现故障问题后可通过电动泵维持汽轮机主机运行,同时将机组快速下降到和电动泵容量适应的负荷。
        2.4 调控主蒸汽压力值
        通过调控主蒸汽压力值,能够维持汽轮机内部压力循环的稳定性,从而优化汽轮机的工作环境。在具体的应用过程中,需要对汽轮机定压数值和滑压参数进行计算,确定最佳的应用范围,这也是用作汽轮机监督的重要参考之一。为了提高分析结果的准确性和可靠性,可以在分析过程中引入大数据分析技术、云计算技术、专家系统等手段,根据技术最终的应用效果来调整系统运行时的节点负荷,同时对转折点进行优化选择,从而提高参数调配的可靠性。需要注意的是,主蒸汽压力值并不是一个固定数值,需要根据汽轮机工作状态、生命周期做出适当调整,从而确保系统运行时的工作效率,提升系统运行过程的稳定性。
结束语
        综上所述,我国发电主要是采用火力的方式,应该不断地完善与优化当前的运行方式,并提高资源的使用率。应当不断提高火力发电厂汽轮机运行效率,在保证机组安全稳定运行的情况下,实现火力发电厂最大的经济效益。汽轮机的运行和设备维护对电力企业的后续发展有着很大的作用,针对这一情况,相应的电力企业就需要立足于实际,根据汽轮机的特点和电厂的要求来创新设备维护工作,依靠技术的提升和管理的加强来提高汽轮机设备维护质量,为电力企业的发展提供保障。
参考文献
[1] 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.
[2] 朱洪波,魏少岩,闵勇.火电厂维护管理模式的现状与发展趋势[J].中国电力.2004(04):54-56.
[3] 张鹏飞,呼斯楞.电厂汽轮机辅机运行优化和改进的分析[J].科技创新与应用,2015(5):67.
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