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【摘 要】 汽轮机节能降耗运行能够有效降低火电厂的成本,是电厂在激烈市场竞争中获得胜利的有力保证。因此,要做好汽轮机节能降耗的工作。
【关键词】 汽轮机;运行;节能降耗;影响因素;措施
一、前言
电厂是电能生产企业,更是能源消耗较大的企业。提高发电效率,降低生产成本能够使企业在市场竞争中获得优先权,抢占市场先机。因此,电力企业要做好汽轮机节能降耗的措施,本文将进行详细分析。
二、影响电厂汽轮机节能降耗的主要因素
1、汽轮机的缸效率和机组通流性能是决定汽轮机节能降耗的决定性因素
汽轮机的缸效率主要指的是汽轮机将其他形式的能源转化成电能的效率,在我国汽轮机实际效率比标定值要小,影响缸效率的因素有很多,但是只要缸效率降低,电厂汽轮机整体功耗就会增加。电厂汽轮机组流动性和汽轮机效率成正比关系,流动面积增大,气流量也就增大,最终达到节能效果。
2、汽轮机主蒸汽压力和温度是决定汽轮节能降耗的关键因素
汽轮机主蒸汽压力和温度指的是电厂汽轮机在工作状态下,汽轮机的蒸汽压力和温度。汽轮机运行过程中,蒸汽压力和蒸汽流量成反比,蒸汽流量增大,相应蒸汽压力减小。机组运行过程中如果出现燃料供应不足的现象,汽轮机主蒸汽压力和温度都会降低,最终增加热量损耗,降低汽轮机运行效率。
3、汽轮机出力的系数和空冷凝汽器是决定汽轮节能降耗的重要因素
汽轮机出力系数是对汽轮机能耗影响比较大,我国电力系统某些时间段会存在较大的电力负荷,形成较大峰谷值。汽轮机组不得不通过频繁调整来适应电力负荷的变化。此外,凝气器性能对能耗影响较大,如果凝汽器受到风沙堵塞或者溶氧量超标会降低汽轮机效率,出现死区工作空间,加大成本和资金投入,造成不必要的能源消耗。
三、汽轮机节能降耗的可行性分析
电厂汽轮机是整个电厂的心脏,是实现热能向电能转化的中心枢纽,汽轮机通常和发电机凝气机共同工作,影响电厂汽轮机节能降耗的因素有多种,综合概括起来可以分为两个方面:经济和技术。电厂除了要具有完善合理的管理体系之外,还应该从技术方面进行分析。电厂汽轮机作为发电厂极为重要的设备设施具有极为广泛的节能空间,在经济方面,相关技术人员可以优化设计汽轮机的结构形式,认真计算成本投入和经济收益。电厂不但可以通过购买新型的汽轮机提高经济效益,而且可以通过改造原有汽轮机来提高经济效益。我国技术人员经过多年工作总结,已经归纳出一整套系统有效的汽轮机改造技术,电厂汽轮机经过合理改造之后不仅能够大幅度提升的能源转化效率,而且能源消耗也大大减少,同时最大限度提高了电厂汽轮机的安全性和可靠性。无论是经济观念,还是技術层面,电厂汽轮机节能降耗都是可行性极高的节能降耗措施。汽轮机提高工作效率可以从两个方面入手:汽机本体和机组运行调整方面。
四、汽轮机节能降耗的措施
1、把握好汽轮机的给水温度
汽轮机的给水温度,对升温过程中能源的消耗有着直接影响,在给水温度较高的情况下,其升温过程所需时间较少,与之相应的能源消耗量也较低,锅炉排烟所需时间也会减少,排烟过程中的热量损失就相对较低,但是在给水温度较低的情况下,升温过程时间较长,需要消耗大量的能源来保持温度,锅炉的热效益则会受到较大限制,因此需要把握好汽轮机的给水温度,具体措施有以下几种:
(1)高加投入率。在进行机组滑停、滑启等控制操作时要根据相关程序规范进行,保障高加水位的稳定性,重视高加运行的维护措施,如及时清除换热管积垢、清理管内沉积物、监督人员操作等,并落实到位,减少出现换热管泄漏,提升投入率;
(2)加热器检漏。在机组进行维修时,可以对加热器进行检漏。捡漏过程中应认真观察汽轮机各个结构的外形是否完好,全面检验各个构件性能,包括水室隔板密封性、高加筒体的密封性等,并需要特别重点检查加热器钢管是否存在漏点,如果检查时发现有漏点,需要及时将其消除,消除隐患,以免造成严重后果。如果高加筒体密封性没有达到标准,蒸汽与水进行热交换时,会出现效率较低的现象,情况严重的会造成局部蒸汽短路问题,严重限制了给水温度。如果水室隔板密封性不足,蒸汽或者水就会选择不正确的旁路进行热交换,降低了给水温度;
(3)加热器水位。保障加热器的水位处于正常状态,能够提高主设备及辅助设备运行的安全稳定性及经济性。
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:第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、汽轮机的启动、运行和停机
汽轮机的启动:在此过程中,汽轮机都要进行长时间的预热,这会增加能源的消耗,使发电成本大幅提高。所以,在该环节最好的解决办法就是:采用先开旁压的方式,使压力始终维持在2.9MPa左右,接下来人工开启真空破门,使汽轮机的真空维持在-55MPa左右。我们通过增加蒸汽量的方式来提高暖机的速度,缩短汽轮机的启动时间,有效控制膨胀差值。汽轮机的运行:若想提高燃料的燃烧效率以及在低负荷情况下较好的保持锅炉内的水循环,我们需要采用定、滑、定的方式来使汽轮机运行,这样才能在负荷不稳定的情况下对机组实现一次性调频的需要,进而减少压力损失,提高能源的使用效率。在此环节中,对凝结器水温的控制就显得尤为重要了,因为持续冷却会造成新的能源消耗。汽轮机的停机:只有对汽轮机进行检修时才能停机,停机时要设置合理的参数,保证汽轮机的关键部件不会出现紧急停机,最终达到延长汽轮机运行寿命的目的。 4、电动给水泵改为汽动给水泵
蒸汽存在节流损失(减压),即供热汽源温度压力高于加热汽源。将供热汽源用于驱动汽动泵,排汽用做加热汽源。同时由于减少了节流损失,将这部分损失转化为动能,通过降低厂用电或增加外供电在一定程度上达到节能的目的,提高经济效益。
5、热力管道保温
设备及管道的保温其主要目的是减少热损失,以及能耗,保温层的厚度和投资的大小与节能的效果密切相关,根据周围的空气温度为25℃时,保温结构外表温度不用改超过50℃的原则,国家对不同的管道与设备分别规定外表计算温度。所使用的材料导热系数和保温层外表面到周围空气的散热系数可以计算出所需保温层的厚度。
6、保证维护获得最佳真空效果
運行中维持汽轮机的凝汽器最佳的真空是保证汽轮机高效运行的重要基础,其可以强化汽轮机组的做功效率和能力,还可以有效的降低燃料的使用量提高机组的运行经济效率。汽轮机运行中保持凝汽器的真空措施如下:保证汽轮机组的真空性,机组的密闭性。主要是针对机组进行真空试验,定期对机组进行检测,通过灌水的方式来测定汽轮机组的真空程度。同时还应加强对水环式真空泵的维护和保养,检测机组的射水池的水位是否保持在标准以内,保证水温持续在平稳状态,通常维持在规范要求额水温,过高或者过低应进行调节。强化水质的监测,如果出现管道的阻塞应进行及时处理,定期对管道进行清理,保证管道对外的热交换效率。最后,还应保持相应稳定的水位,如果凝汽器水位过高会较少空间,而冷却的面积减少而真空度会降低。
7、改造措施
若想提高能源的使用效率,我们必须对汽轮机进行技术层面的改造,这样才能降低运行成本,提高汽轮机的运行效率。通常情况下,我们可以通过改造凝结器来提高电厂的发电效率,提高设备运行的安全性能,因为凝结器自身的运行性能对汽轮机的运行效率起到了至关重要的作用,所以改造的首要部件就是凝结器。对凝结器的改造主要包含了凝结器水温、凝结器端差、凝结器真空装等方面的技术改造,通过改造提高汽轮机的运行效率和性能,减少迫停及维修的几率。最终,从多角度、全方位实现降低能耗的目的,提高电厂的经营效益。
五、结束语
总之,做好汽轮机的节能降耗要从技术改进入手,与此同时还有做好精细管理工作,统筹兼顾做好节能降耗工作,促进企业的快速健康发展。
参考文献:
[1]孙逊,李光辉,董凤仁.发电厂汽轮机及其辅机设备节能技术[J].中国高新技术企业,2012(17):10-20.
[2]刘楚贤.火电厂汽轮机主汽电动阀执行机构损坏原因分析及对策[J].中国高新技术企业,2011(07):68-69.
【关键词】 汽轮机;运行;节能降耗;影响因素;措施
一、前言
电厂是电能生产企业,更是能源消耗较大的企业。提高发电效率,降低生产成本能够使企业在市场竞争中获得优先权,抢占市场先机。因此,电力企业要做好汽轮机节能降耗的措施,本文将进行详细分析。
二、影响电厂汽轮机节能降耗的主要因素
1、汽轮机的缸效率和机组通流性能是决定汽轮机节能降耗的决定性因素
汽轮机的缸效率主要指的是汽轮机将其他形式的能源转化成电能的效率,在我国汽轮机实际效率比标定值要小,影响缸效率的因素有很多,但是只要缸效率降低,电厂汽轮机整体功耗就会增加。电厂汽轮机组流动性和汽轮机效率成正比关系,流动面积增大,气流量也就增大,最终达到节能效果。
2、汽轮机主蒸汽压力和温度是决定汽轮节能降耗的关键因素
汽轮机主蒸汽压力和温度指的是电厂汽轮机在工作状态下,汽轮机的蒸汽压力和温度。汽轮机运行过程中,蒸汽压力和蒸汽流量成反比,蒸汽流量增大,相应蒸汽压力减小。机组运行过程中如果出现燃料供应不足的现象,汽轮机主蒸汽压力和温度都会降低,最终增加热量损耗,降低汽轮机运行效率。
3、汽轮机出力的系数和空冷凝汽器是决定汽轮节能降耗的重要因素
汽轮机出力系数是对汽轮机能耗影响比较大,我国电力系统某些时间段会存在较大的电力负荷,形成较大峰谷值。汽轮机组不得不通过频繁调整来适应电力负荷的变化。此外,凝气器性能对能耗影响较大,如果凝汽器受到风沙堵塞或者溶氧量超标会降低汽轮机效率,出现死区工作空间,加大成本和资金投入,造成不必要的能源消耗。
三、汽轮机节能降耗的可行性分析
电厂汽轮机是整个电厂的心脏,是实现热能向电能转化的中心枢纽,汽轮机通常和发电机凝气机共同工作,影响电厂汽轮机节能降耗的因素有多种,综合概括起来可以分为两个方面:经济和技术。电厂除了要具有完善合理的管理体系之外,还应该从技术方面进行分析。电厂汽轮机作为发电厂极为重要的设备设施具有极为广泛的节能空间,在经济方面,相关技术人员可以优化设计汽轮机的结构形式,认真计算成本投入和经济收益。电厂不但可以通过购买新型的汽轮机提高经济效益,而且可以通过改造原有汽轮机来提高经济效益。我国技术人员经过多年工作总结,已经归纳出一整套系统有效的汽轮机改造技术,电厂汽轮机经过合理改造之后不仅能够大幅度提升的能源转化效率,而且能源消耗也大大减少,同时最大限度提高了电厂汽轮机的安全性和可靠性。无论是经济观念,还是技術层面,电厂汽轮机节能降耗都是可行性极高的节能降耗措施。汽轮机提高工作效率可以从两个方面入手:汽机本体和机组运行调整方面。
四、汽轮机节能降耗的措施
1、把握好汽轮机的给水温度
汽轮机的给水温度,对升温过程中能源的消耗有着直接影响,在给水温度较高的情况下,其升温过程所需时间较少,与之相应的能源消耗量也较低,锅炉排烟所需时间也会减少,排烟过程中的热量损失就相对较低,但是在给水温度较低的情况下,升温过程时间较长,需要消耗大量的能源来保持温度,锅炉的热效益则会受到较大限制,因此需要把握好汽轮机的给水温度,具体措施有以下几种:
(1)高加投入率。在进行机组滑停、滑启等控制操作时要根据相关程序规范进行,保障高加水位的稳定性,重视高加运行的维护措施,如及时清除换热管积垢、清理管内沉积物、监督人员操作等,并落实到位,减少出现换热管泄漏,提升投入率;
(2)加热器检漏。在机组进行维修时,可以对加热器进行检漏。捡漏过程中应认真观察汽轮机各个结构的外形是否完好,全面检验各个构件性能,包括水室隔板密封性、高加筒体的密封性等,并需要特别重点检查加热器钢管是否存在漏点,如果检查时发现有漏点,需要及时将其消除,消除隐患,以免造成严重后果。如果高加筒体密封性没有达到标准,蒸汽与水进行热交换时,会出现效率较低的现象,情况严重的会造成局部蒸汽短路问题,严重限制了给水温度。如果水室隔板密封性不足,蒸汽或者水就会选择不正确的旁路进行热交换,降低了给水温度;
(3)加热器水位。保障加热器的水位处于正常状态,能够提高主设备及辅助设备运行的安全稳定性及经济性。
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:第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、汽轮机的启动、运行和停机
汽轮机的启动:在此过程中,汽轮机都要进行长时间的预热,这会增加能源的消耗,使发电成本大幅提高。所以,在该环节最好的解决办法就是:采用先开旁压的方式,使压力始终维持在2.9MPa左右,接下来人工开启真空破门,使汽轮机的真空维持在-55MPa左右。我们通过增加蒸汽量的方式来提高暖机的速度,缩短汽轮机的启动时间,有效控制膨胀差值。汽轮机的运行:若想提高燃料的燃烧效率以及在低负荷情况下较好的保持锅炉内的水循环,我们需要采用定、滑、定的方式来使汽轮机运行,这样才能在负荷不稳定的情况下对机组实现一次性调频的需要,进而减少压力损失,提高能源的使用效率。在此环节中,对凝结器水温的控制就显得尤为重要了,因为持续冷却会造成新的能源消耗。汽轮机的停机:只有对汽轮机进行检修时才能停机,停机时要设置合理的参数,保证汽轮机的关键部件不会出现紧急停机,最终达到延长汽轮机运行寿命的目的。 4、电动给水泵改为汽动给水泵
蒸汽存在节流损失(减压),即供热汽源温度压力高于加热汽源。将供热汽源用于驱动汽动泵,排汽用做加热汽源。同时由于减少了节流损失,将这部分损失转化为动能,通过降低厂用电或增加外供电在一定程度上达到节能的目的,提高经济效益。
5、热力管道保温
设备及管道的保温其主要目的是减少热损失,以及能耗,保温层的厚度和投资的大小与节能的效果密切相关,根据周围的空气温度为25℃时,保温结构外表温度不用改超过50℃的原则,国家对不同的管道与设备分别规定外表计算温度。所使用的材料导热系数和保温层外表面到周围空气的散热系数可以计算出所需保温层的厚度。
6、保证维护获得最佳真空效果
運行中维持汽轮机的凝汽器最佳的真空是保证汽轮机高效运行的重要基础,其可以强化汽轮机组的做功效率和能力,还可以有效的降低燃料的使用量提高机组的运行经济效率。汽轮机运行中保持凝汽器的真空措施如下:保证汽轮机组的真空性,机组的密闭性。主要是针对机组进行真空试验,定期对机组进行检测,通过灌水的方式来测定汽轮机组的真空程度。同时还应加强对水环式真空泵的维护和保养,检测机组的射水池的水位是否保持在标准以内,保证水温持续在平稳状态,通常维持在规范要求额水温,过高或者过低应进行调节。强化水质的监测,如果出现管道的阻塞应进行及时处理,定期对管道进行清理,保证管道对外的热交换效率。最后,还应保持相应稳定的水位,如果凝汽器水位过高会较少空间,而冷却的面积减少而真空度会降低。
7、改造措施
若想提高能源的使用效率,我们必须对汽轮机进行技术层面的改造,这样才能降低运行成本,提高汽轮机的运行效率。通常情况下,我们可以通过改造凝结器来提高电厂的发电效率,提高设备运行的安全性能,因为凝结器自身的运行性能对汽轮机的运行效率起到了至关重要的作用,所以改造的首要部件就是凝结器。对凝结器的改造主要包含了凝结器水温、凝结器端差、凝结器真空装等方面的技术改造,通过改造提高汽轮机的运行效率和性能,减少迫停及维修的几率。最终,从多角度、全方位实现降低能耗的目的,提高电厂的经营效益。
五、结束语
总之,做好汽轮机的节能降耗要从技术改进入手,与此同时还有做好精细管理工作,统筹兼顾做好节能降耗工作,促进企业的快速健康发展。
参考文献:
[1]孙逊,李光辉,董凤仁.发电厂汽轮机及其辅机设备节能技术[J].中国高新技术企业,2012(17):10-20.
[2]刘楚贤.火电厂汽轮机主汽电动阀执行机构损坏原因分析及对策[J].中国高新技术企业,2011(07):68-69.