谭鹏
华电能源股份有限公司富拉尔基发电厂
摘要：随着中国特色社会主义经济改革的不断深入，中国经济和人们生活水平也在不断提高，但是在其快速增长的背后却是全球能源紧缺、资源枯竭，所以现在国际的能源市场竞争十分激烈。目前国家大力提倡节能降耗，为了响应国家号召，中国无论国企还是私企都十分重视节能降耗工作。汽轮机是发电厂最普遍采用的专用发电汽轮机，分析其能耗高的原因并研究其处理方式，对于发电厂节能降耗有着重大的意义。
关键词：发电厂；汽轮机运行；节能降耗策略
现阶段随着不可再生能源数量的大量减少与环境污染的恶化发展,使得我国面临着严峻的能源紧缺、环境破坏形势,制约着国民经济的稳步增长,针对此种情况,国家提出了环境保护、节能降耗的理念,希望不同领域内的诸多企业能够积极响应这一理念,做好环境保护、降低能源消耗量等工作,为后续我国社会经济的长远稳健发展提供助益,因此作为高耗能、污染重的发电厂在电能生产期间,也需要结合该理念开展生产工作,重点要对能耗巨大的汽轮机进行节能降耗处理,使得汽轮机在低耗能的运行之下,有效完成发电厂的电能生产作业任务,达到设备运行节能降耗的目的。
1 发电厂汽轮机运行耗能现状
发电厂汽轮机运行期间,存在着较为严重的耗能问题,导致大量燃烧燃料利用率较低,浪费严重,增加了发电厂在燃料方面的资金投入,最终待电能资源营销后获取的收益并不能让发电厂盈利,不利于发电厂的可持续发展,所以发电厂要对当前汽轮机运行时的耗能情况作以深入研究,找出问题进行针对性的解决,提升设备工作时的节能降耗成效。总结发电厂汽轮机耗能问题类型,主要为:汽轮机本身,汽轮机与其他发电机组共同运行期间,如果出现设备结构本身的外缸变形、汽封漏气(轴端)、气压阀损坏所致的蒸汽泄漏、喷嘴室变形、冷却水温度高、运行参数异常等情况,便会导致汽轮机工作时所需的能源较多;冷却塔,如果冷却塔在应用过程中出现了喷孔、喷头无法匹配及喷头塞住等异常时,便会导致塔内回水温度远高于标准温度,进而使得汽轮机工作时的排气温度出现异常改变,增加了汽轮机运行所需的能源消耗量;汽轮机凝汽器,当汽轮机该装置运行工作时作业环境中存在着较多的沙尘,那么凝汽器经过长时间的运转,便会出现沙子、灰尘在装置翘片处的大量堆积情况,进而随着凝汽器运行时间的延长,使得翘片处会生成较大的热阻,无法正常传热,便增加了能源消耗量,并且若冷凝管道内凝集有较多含有溶氧的凝结水时,会对管道传热效率造成干扰,使得汽轮机在能耗较高的情况下,出现工作效率低的问题[1]。
2 发电厂汽轮机能耗原因
2.1 汽压和温度
发电机的电能, 转化原理就是蒸汽在汽轮机的动叶中膨胀, 产生推动汽轮机带动发电机高速旋转的动能, 汽轮机做功能力的大小取决于进入汽轮机的蒸汽焓和进入凝汽器的排汽焓的差值。一般来说, 机组的排汽压力和温度决定了排汽焓的大小;而汽轮机的进汽压力和进汽温度越高, 进汽焓越高, 则汽轮机带着发电机的做功 (转化为电能) 越多, 发电量越多。而与之相对的进汽温度和压力低则会使蒸汽焓降减小, 单位发电量的汽耗增加, 影响汽轮机工作效率。进汽温度低甚至还会致使蒸汽机后面几级叶片发生水蚀, 缩短机组的使用寿命。
2.2 凝汽器冷凝系统结垢或者循环水不足
凝汽器在生产过程中主要的工作部分是冷凝管, 而循环水的水质不高会使汽轮机组在工作的过程中沉积一层厚厚的污垢, 这会减少冷凝管内部的流通面积, 导致冷凝管的冷却效果下降, 汽轮机的排汽压力上升, 排汽压力上升最终导致汽轮机效率下降。
甚至当排汽压力达到一定的极限后, 整个机组就需要被迫停机处理。本厂对于循环水采用的方法为一台机组两台循环泵, 使用海水进行冷却。导致汽轮机组冷凝问题的原因有很多, 如循环水中断或不足, 海水水位变低, 海水温度变高, 海水的海藻、微生物多等[1]。
2.3 真空系统密封性不够
对于汽轮机来说, 真空系统的密封性也是影响其工作效率的一大问题, 真空下降会使蒸汽做功能力下降, 蒸汽流量增加, 致使叶片过负荷;真空下降, 会令机组轴向推力增大, 导致机组轴向位移增大, 严重时候甚至会造成推力瓦过负荷, 导致推力轴承温度升高甚至烧毁。真空下降不仅会增大能源的消耗, 增加运行成本, 也有可能会造成排汽缸等部件变形, 进而影响到整个汽轮机组的安全。真空下降的原因有很多, 如凝汽器冷却水较少或中断, 凝汽器水室有空气积存, 热水井水位升高淹没凝汽器抽气口, 轴封系统、真空泵运行不正常, 以及最关键的真空系统泄漏等。
3 解决方法
3.1 优化汽轮机运行汽温
假设汽轮机在进汽压力不变的情况下, 进汽温度越高, 汽轮机的进汽的焓值也就越大, 汽轮机的工作效率也就越高。当然, 进汽温度不可能无限度提高, 过高的进汽温度会造成极大的安全隐患, 甚至可能会损坏设备, 所以进汽温度不能超过汽轮机设计所允许的最高温度。而在直流炉运行过程中, 其主蒸汽温度控制往往是通过水煤比进行粗调、减温水进行;再热蒸汽的控制中往往采用烟气挡板控制。因此, 机炉协调的好坏, 减温水的自动调节特性、再热烟气挡板自动调节特性的好坏, 直接影响了汽轮机的进汽温度, 进而影响到汽轮机的工作效率。优化机炉间的协调, 优化减温水调节曲线、烟气挡板调节曲线, 正常运行中维持主、再热蒸汽额定参数运行, 才能保证汽轮机组较高的工作效率。
3.2 定期清洗冷凝管
对于如何降低汽轮机的排汽压力, 首先要定期清洗冷凝管, 以减少其内污垢的堆积情况, 以此来提高能量的交换速度, 减少能量交换过程中不必要的消耗;其次保证循环水的供给和提高循环水的水质, 循环水是影响汽轮机冷凝效果的重要原因, 保证循环水的供应能在一定程度上保证汽轮机的工作效率。
3.3 凝汽器的真空状态
凝汽器的真空状态会影响排汽的效果, 而如何才能确认凝汽器的真空状态?这就需要安排专业人员定期对凝汽器的各个部件的封闭性进行监测, 保证各个部件的密封性都处于最佳状态, 保证冷却水的供应不间断, 确认凝汽器水室内部是否有空气积存, 还要控制热水井水位不至太高, 保证轴封系统、真空泵运行正常。这样才能避免凝汽器在工作状态中出现真空下降的情况, 当然, 如果在凝汽器工作过程中, 真空状态出现了下降的情况, 就需要马上进行处理, 减少额外的能源消耗。
4总结
总而言之，实现节能降耗是发电厂今后发展的重要目标，在实际中，发电厂必须结合设备整体能耗情况，灵活的应用各种手段来降低设备能耗，提高电能生产效率。汽轮机是发电厂日常生产中十分重要的生产设备，在实践中必须结合汽轮机能耗原因，采取科学的手段，有效提升汽轮机工作效率、能源利用率，促进发电厂生产力的提升。
参考文献
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[4]刘生祥.加强电厂汽轮机运行的节能降耗的策略探析[J].轻松学电脑,2019(3):1.
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