浅析火力发电厂汽轮机组节能降耗措施

期刊: 环球科学 2023年第10期 DOI: PDF下载

王爱家,纪家富,张艺钟,孙宏哲,田云健

黑龙江省鹤岗市,154109

摘要

随着经济发展能源需求成为高度关注的话题。不论是建筑行业,还是工业系统都在以消耗能源为基础维持行业稳定,其后果使生态资源变得越发稀缺。面对该问题就必须落实与推进可持续发展、节能降耗举措。本文将以火电厂为对象,分析汽轮机组节能降耗举措,希望能够在创造更多社会效益的基础上,节省生产资源。


关键词

火电厂;汽轮机;能耗因素;优化策略

正文


随着21世纪的到来,时代在不断进步,人们对电能的需求越来越高,火电厂已经成为了消耗能源最多的企业之一了,尤其是消耗煤炭资源的火电厂,耗能巨大。由于火电厂耗能太大,引起了社会各界的关注,火电厂节能降耗工作也就被提上了日程。火电厂耗能虽然多,但也有降能的办法,能源消耗下降空间巨大。在火电厂中,汽轮机组是一个重要的组成部分,作为火电厂主要的耗能组件,我们的首要任务就是研究汽轮机组节能的影响因素,然后有针对性的提出相应的降能措施。在竞争如此激烈的21世纪,想要增加火电厂的效益就要做到最大限度内降低能源消耗,只有做到节能降耗,才能在激烈的竞争中处于有利地位。

1火力发电厂汽轮机概述

在汽轮机运行的过程中,蒸汽会流动到冻液中,形成蒸汽通道的膨胀状态,通过膨胀状态的不断加深会加速蒸汽的流动,使得叶片产生一定的抗动力,在此作用下,叶轮机会不断的旋转,形成完整性的机械工作。在实际工作过程中,还需明确火力发电厂汽轮机组的主要特征,从而方便工作人员提出有效的解决措施和节能降耗的方案,提升火力发电厂的整体效益。从整体上看,火力发电厂汽轮机组的特点主要分为以下方面:首先是高热效率,由于汽轮机在实际运行过程中,主要是将热能转换为机械能来进行日常工作,根据这一原理可以了解汽轮机在运行过程会产生较大的热能量,随着实际工作需求的不断提升这些热能量在不断的增多,因此对于汽轮机组来说高热效率性能是非常明显的;其次汽轮机组的单机功率较大,在汽轮机中属于回旋工作的范畴,在汽轮机连续运行时会增加功率的消耗量,使得汽轮机的功率在不断的增加,这在一定程度上使单机功率在不断提升。再次,火力发电厂汽轮机组使用寿命较长,可最大程度满足实际工作需求及工作要求,耐久性也非常好,在实际使用中能充分考虑到成本方面的因素,选择较低廉燃料也可进行实际工作,从而实现整体效益的提升[2];最后在汽轮机组运行的过程中,稳定性特征较明显,其在运行时故障发生几率较低,但在实际工作中还需加强对汽轮机组的有效维修及管理,通常需在两年左右进行彻底的维修,从而及时发现在设备运行过程中所存在的问题,也在一定程度上使设备的利用率能够得到有效的提升。

二、火电厂汽轮机组节能影响因素

2.1汽轮机组的通流性能

火电厂汽轮机组节能的一个重要影响因素就是汽轮机组的通流性能,要减少火电厂汽轮机组的耗能就要改善汽轮机组的通流性能。从理论上对汽轮机组通流性的改善主要通过以下两个方面,做到以下两个方面就可以提高缸内的工作效率,然后达到节能降耗的最终目的,首先是增加汽轮机组的进气流量;再则就是扩大机组内部的面积。

2.2汽轮机的基本缸效率

我国目前大多数火电厂所使用的汽轮机组与国外先进技术相比还相对落后一些,主要的原因是国内火电厂现存设备自身的问题,比如:设备本身的质量问题、安装设备时操作不当而引发的一系列后续问题或者设备后续的维修不及时等问题,这就导致了汽轮机的基本缸效率低下。除此之外,在汽轮机的使用过程中,由于操作不当也会增加汽轮机组的所消耗的能源,进而增加火电厂的运行成本。

2.3主蒸汽的压力

汽轮机组的主蒸汽的压力也是影响汽轮机组节能的一个重要原因。主蒸汽的压力大小、燃烧调整程度、主蒸汽调整程度都会影响汽轮机的工作效率,进而影响汽轮机组的整体工作效率。因此,调整主蒸汽的压力也可以在一定程度上帮助节能降耗。

2.4主蒸汽的温度

主蒸汽的温度也会在一定程度上影响汽轮机组的工作效率,主蒸汽的温度由燃料的燃烧充分程度、吹入空气量的多少以及喷水量的多少来决定。假如煤炭燃烧不充分,主蒸汽的温度就会过低,这就导致了汽轮机组热损耗过大,直接影响了汽轮机组的工作效率。

2.5出力系数

汽轮机运行效率还有一个影响因素就是出力系数,出力系数就是给定时间内机组降低出力等效停运小时与该给定时间比值的百分数。出力系数的高低直接影响力机组的运行效率。具体表现为:如果出力系数较低会导致机组运作状况变差,进而提高机组消耗能源速度。影响出力系数的因素主要包含以下三点:首先就是电力负荷波动大;其次就是波峰以及波谷之间差距过大,这就导致了机组调峰频率的加快;最后就是机组调峰的频率太快会影响机组的运行效率。

三、关于汽轮机节能降耗的优化措施

3.1合理设定操作工序,对设备的启停环节进行优化

一般情况下,启动汽轮机需要的冷态气压值为:2.5~3.0MPa,而启动温度一般介于270~300℃之间;凝结器内真空压力的波动区间为-50KPa~40KPa。在汽轮机进入正式启动之间,需要经过预热环节的操作来提升汽缸内温度,而此过程也是整个生产工序中能耗最高的环节之一,因此,科学合理地安排汽轮机的启停时机,可以对系统能耗起到直接的优化作用。根据经验分析,汽轮机停机操作基本发生在检修期间,因此在该阶段需要相关人员严格遵循检修制度,把控检修质量,确保排查所有潜在的故障隐患,提高汽轮机的持续运行周期。

3.2合理配置参数,对热力系统运行状态进行优化

对于任何工艺设备而言,其合理的参数配置都将显著提高该设备的运行表现,汽轮机热力系统同样需要在该环节进行科学的优化,借助各种监测工具,以及长期的实践经验,实现最佳的参数组合,不仅可以提高汽轮机的整体性能,还可有效减少能量的额外消耗,提高整体的节能效果。为了实现这一目标,操作与运维人员需要灵活根据热力系统的位置以及管道走向进行优化与调整,确保将热能损耗降低至最低水平;优化中压外下缸以及高压外下缸的疏水系统和高加疏水方式,确定最佳的参数组合。

3.3合理规划操作机制,对凝汽器的运行状态进行优化

保证凝汽器实现最佳真空状态,不仅能够促使电厂汽轮机机组的出力度,同时能够有效控制燃料消耗。可从以下几个方面进行改善:定期检测凝汽器喉部以下位置,确保系统的封闭性能;采用自动化的监控方法,实现对凝汽器的实施控制,并采取自适应的动态调控策略,根据当前的运行水位和水温进行灵活的调整,确保水位处于正常范围之内,水温维持在26℃左右;循环冷却水对于凝汽器的能耗水平影响巨大,因此需要对该系统进行定期检测,保障其能够为系统的换热提供充足可靠的冷却用水。

3.4动态调节汽轮机运行

水温火电厂汽轮机的运行需要满足一定的水温条件,而燃料的投放量同样受到的当前水温的影响。尤其当水温较低时,会明显增加系统的能耗,这也会带来额外的烟气排放量,在拉低了机组运行效率的同时,也增大了环境污染压力。因此,将水温控制在合理的范围内,对于汽轮机的高效运转至关重要。同时,必须将汽轮机加热器水位控制在预定范围之内,加热器在水位正常的情况下可为设备安全运行提供保障,因此需要对该设备的管道进行定期检查,排查可能出现的漏电情况,保障设备的密封性能。

四、结束语

火电厂中汽轮机良好运行是稳定的基础,只有全面提高生产质量,建立起以节能减排、保护环境为理念的创新工作思路,才能全面进行设备优化,从而不断提高我国火电厂汽轮机运行效率,达到节能减排目标,保证火电厂长远持续发展。

参考文献:

[1]李浩.关于火电厂凝汽式汽轮机冷端系统的运行优化策略探讨[J].山东工业技术,2019(06):179.

[2]咸凤萍,他国山.火电厂汽轮机的优化运行策略探讨[J].电子世界,2017(20):58-59.

 

 

 

 


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