试析火力发电厂汽轮机运行存在的节能问题和应对策略

发表时间:2021/4/28   来源:《中国电业》2021年1月3期   作者:庄乾伟 荣维
[导读] 火电厂生产运行下汽轮机占据集控运行的重要位置,作为能耗较为突出的部分,采取合理方法做好汽轮机运行节能问题分析,并采取有效措施提高汽轮机运行水平具有重要意义。
        庄乾伟 荣维
        三河发电有限责任公司 河北廊坊 065201
        摘要:火电厂生产运行下汽轮机占据集控运行的重要位置,作为能耗较为突出的部分,采取合理方法做好汽轮机运行节能问题分析,并采取有效措施提高汽轮机运行水平具有重要意义。下面文章对汽轮机节能降耗工作开展提出一些建议。
        关键词:发电厂;汽轮机;节能问题;电厂节能
        引言
        汽轮机又称为蒸汽透平发动机,是一种旋转式的蒸汽动力装置,其作用原理为:经过锅炉作用而生成的高温高压蒸汽穿过固定的喷嘴,成为加速的汽流,并喷设至叶片上时,推动装有叶片排的转子转动,同时对外做功,实现蒸汽动能、机械能的定向转化。在现代社会,城市化的深度发展要求电厂必须随时随地、保质保量地供应优质电能。基于电厂集控运行模式,优化汽轮机运行机制十分重要。
        1汽轮机管理特点分析
        人类的生活已经离不开电了,对电的需求也是逐年上升,为了能够获得更多的电力资源,已经研究了许多供给电的方式:水力、风力、火力等等发电方式最突出。为了能够更好地运用这些方式,人们建造了很多电厂,为能高效地利用资源,使电厂供给电达到节能降耗的效果,还有很大的提升空间,就其中的汽轮机环节的研究对节能降耗的提升很是重要。在电厂汽轮机运行的过程中,会产生压强差和温度差,这两者对汽轮机的效率影响很大。除此之外,汽轮机的机缸效率和凝汽器等都会影响汽轮机组能否安全高效运行。它们都是影响汽轮机节能降耗的主要原因。电厂汽轮机主要的能量转换是由热能转换为电能,我国的科学家通过大量的实验工作及研究,对此进行了长期的工作以及分析总结,已经有了一套属于自己国家的、有效的、系统化的改造技术及方法,通过这套技术方法改造后的汽轮机可以有效地提高自己的机组工作效率和使得能源的消耗得到高效的控制及减少,也大大优化了汽轮机在工作时的安全问题,在国家的经济和技术方面,电厂汽轮机的节能降耗都具有很高的可行性。
        2火力发电厂汽轮机运行存在的节能问题
        2.1汽轮机真空下降
        电厂汽轮机在实际运行期间,不可避免的会产生多种故障问题,真空下降就是比较常见的一项故障。具体表现为两方面内容;一是汽轮机循环水泵出口的实际压力降低,无法支撑汽轮机正常运行;二是真空缓慢下降故障,产生这一问题主要就是因为汽轮机在实际运行期间,水泵中缺乏足够水量,进而使水泵进出口中水温产生了较大的温差。
        2.2空冷凝汽器问题
        空冷凝汽器问题也是现阶段汽轮机当前运行期间能量损失的主要因素之一。空冷凝汽器的问题主要有以下几点:首先,空冷凝汽器在长时间运转上可能会有大量灰尘的积聚,从而增加了设备的热阻,影响了设备的传热功能,堵塞了通道。其次,当空冷凝汽器处于负气压区时,空气机会被空气吸入阻断。第三,空冷凝汽器产生的冷凝水的氧含量非常高,这影响了整个空冷凝汽器系统的传热效率。最后,在较冷的时候,空冷凝汽器受到不平衡流动情况的影响,相关不平衡流量状况将不可避免地导致蒸汽轮机的运行效率降低。
        2.3密封水系统存在的问题
        电厂的汽轮机对于汽动给水泵两端的密封方法是迷宫式密封,也就是说是一种非常复杂且多变的密封方式。虽然说这种密封方式会有一定的好处,也就是说安全性更高,但是它也有很多的缺点,它容易使机器在运行的过程中出现很多问题。举一个简单的例子,一旦汽动给水泵这一部件出现了问题,那么工作人员肯定会关闭闸门停止运行,那么在这个过程中,系统内的密封水就很容易出现回流不畅的这样一种状态,进而导致油箱机里面进入不应该进入的水,那么这将会对汽轮机产生巨大的影响,进而使发电系统不能正常运行,然后导致居民不能正常用电。


        3火力发电厂汽轮机运行节能措施
        3.1机组中水的温度控制
        电厂汽轮机在运行的过程中会受到水温的影响,主要是由于水温会对使用的燃料造成影响,过低的水温会导致汽轮机机组运行的效率降低,影响燃料的燃烧,使得燃料的消耗增加,还会导致热量的损失增加。不仅不能达到节能降耗的目的,还大大地降低了能源的转换效率。水的温度是否达到标准的要求,是汽轮机能否达到节能降耗的一个环节。我们在汽轮机运转的时候,一定要控制好给水的温度和冷却水的温度,使水温在一个严格的标准温度中,这样就可以在提高热能转换效率的同时降低燃料的消耗。我们也需要时刻对汽轮机进行检查,不要让它出现安全隐患,汽轮机需要我们的工作人员及时地定期维修。
        3.2预防真空下降
        最重要的就是要对汽轮机运行状态相关数据进行分析,找到汽轮机产生真空下降故障的根本原因,并对故障种类进行确定,在此之后,运用与真空下降故障、真空缓慢下降故障相对应的解决策略进行处理。如果仍然没有解决真空下降故障问题,就要通过降低汽轮机负荷的方式,强制性的阻止真空下降故障继续持续下去,否则将会对电厂实际发电能力造成严重影响。
        3.3汽轮机密封水系统问题的解决方法
        我们要找出为什么汽轮机会出现密封水系统的问题,只有分析了原因之后,才能够根据原因提出一些有效的解决方法。我们通过分析发现传统的汽动给水泵采用的是一种定速给水的方法,但是这种方法容易出现一个问题,那就是也会导致大量能量的消耗。这种问题的解决需要专业的维修人员,这种专业的维修人员需要具备一定的数学设计能力,可以用数学知识来进行给水泵的一个结构的设计,让汽动给水泵通过结构的优化来实现能源的节约,以此来提高电厂的整体效益。
        3.4提高热交换效率
        汽轮机运行所需要达到的节能效果,热交换效率这一方面就有必要的去对其进行提升,而本方面就要去对铜管内部的一些情况进行检查,检查铜管内部是否有水垢,因为铜管内部长时间之下所产生的水垢会影响热交换的效率,而对换热管内部产生的水垢经常性的进行处理,不只是能够提高热交换的效率,还能够使投入率变得更高,更加的有所保障。相关的电厂企业在进行发电的过程中,就需要去注重上文当中所论述到的这些方面,真正使企业的竞争力有所提高。要真正实现汽轮机运行过程当中节能降耗这个目标,就有必要的去对汽轮机正常运行过程当中所产生的余热进行有效的利用,而不是让其大功率的进行消耗。因为相关电力企业在进行发电的过程当中,对余热进行利用也是能够进行发电这项工作的,在某种程度上也能够起到降低汽轮机在运行过程当中的能耗的效果。
        3.5优化循环水泵运行
        循环水泵的功耗会受到循环水流量的影响,当汽轮机辅机负荷与冷却水温一定时,凝汽器的压力随着循环水流的变化而变化,在水流量增大的情况下凝汽器压力降低,辅机出力和循环水泵的功能增加。但是凝汽器承受的循环水流量变化有限,在水流量过度增大时循环水泵功耗和机组出力抵消,在机组出力和循环水泵功耗差距最大的情况下凝汽器的运行压力最佳,而此时循环水泵的运行方式也最佳。所以为充分发挥电厂汽轮机辅机的作用,应确保循环水泵在最佳的运行状态,通过上述分析可采取改变冷却水流量来控制冷却水温的方式,在冷却水量增加时汽轮机辅机功率提升。
        结语
        综上所述,因为如今的世界能源紧缺,过度的开采和使用使得能源匮乏,然而,人们无法离开这些能源。汽轮机作为电厂生产运行的基础保障,加强汽轮机节能降耗分析,采用科学节能降耗措施,能够有助于电厂生产效率与生产质量的提升,能够推动电力事业可持续发展。
        参考文献
        [1]刘海渊.电厂汽轮机机组中存在的问题与节能方案分析[J].科技传播,2012(01):18-19.
        [2]郭丽红,刘志强.电厂汽轮机运行过程中节能的实现[J].科技创新与应用,2014(32):111.
        [3]田祖德.浅谈电厂汽轮机运行过程中节能的实现[J].科技创新导报,2015,12(18):85.
       
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