(国家电投集团宁夏能源铝业中卫热电有限公司宁夏中卫755000)
摘要:进入新时期后,我国市场经济体制日趋完善,促进了火力发电厂的发展和进步。同时,社会各行各业对火电厂也提出了更高的要求,需要有机融合网络技术与控制技术,集中控制电网运行,促使运行成本得到降低,能源资源得到节约。
关键词:电厂集控;运行;汽轮机;运行优化;措施;分析
1导言
现阶段,大部分火电厂都将集控运行技术运用过来,以便集中管理内部锅炉及发电机等。火电厂集控运行技术的核心处理器为微处理器,将相应的软件、硬件设备配置过来,从而自动化管理火电厂的各项设备,有机融合了现代工业与人工智能技术。实践研究表明,将火电厂集控运行技术实施于火电厂中,可以增强发电系统管理的可靠性与实时性,借助于处理器处理繁多的事务,也可以实现管理运行效率提升的目的。
2目前汽轮机存在的问题
2.1汽轮机的配汽方式
复合型配汽方式是当前汽轮机配汽的主要方式。在不同的阶段需要通过不同的方式来实现汽轮机的运行。在高负荷阶段,通过顺序阀的方式来实现汽轮机的运行,效率较高。而在启动或者低负荷阶段,通过单阀的方式来实现汽轮机的运行。但是低负荷阶段效率不高,具有节流耗能损失较大的问题。
2.2汽轮机的启停
汽轮机的启停就是转子应力的变化。汽轮机在正常运行的阶段,转子表面蒸汽参数会发生上升与下降的变化,此时转子内部便处于动荡的温度场,转子便需要在高温高压下长期工作。但是如果参数处理的不恰当,启停过程便会造成较大的损耗,影响汽轮机的工作效率,缩短汽轮机的使用寿命。
2.3汽轮机机组能力
汽轮机的汽阀是造成汽轮机能耗的重要原因。汽轮机的汽阀有单阀调节和顺序阀调节两种。单阀调节主要是通过汽轮机蒸汽参数直接调节控制,而顺序阀的调节是由喷嘴控制蒸汽阀门的开关。但是这种调节只能是在汽阀压力较小的时候,当汽阀压力较大的时候,就容易造成外缸和喷嘴变形,导致其密封性及部分机组能力损失,进一步导致汽轮机机组耗能增大。
2.4密封水系统问题
汽轮机汽动给水泵轴端密封采用迷宫密封。通过间隙控制泄漏方式进行轴端密封。该类型密封设计在汽动给水泵紧急停机的情况下,经常出现密封水回水不畅现象,造成小机油箱中进水。
3集控运行基本概念
传统的火电厂控制模式主要是以单元控制为主,对主要发电设备进行单独控制。这种控制方法受到了一定的技术限制,不能对发电设备统筹兼顾,从全局的高度出发进行控制。随着相关技术不断进步,各种自动化的控制系统逐步出现,比如DCS锅炉汽机自动控制系统、DEH汽轮机电液控制系统、车间辅控系统以及信息管理系统等。这些自动化系统的出现,进一步提高了火电厂的控制工作能力。所以,集控运行就应该对这些系统进行整合,构建一主三辅的自动化集控系统。所谓一主三辅即是以DCS控制系统为主,DEH控制系统、电力保护系统以及车间辅控系统为辅。集控运行可以整合火电厂的各类控制资源,从全局的高度出发,构建统一全面的集控系统,对火电厂发电生产的各个环节、设备进行集中控制,有效提升了控制的能力和效率。
4电厂汽轮机优化措施
4.1优化配汽方式
传统的复合型配汽方式只能在额定负荷下才能较好的运行,但在低负荷条件下,损耗较大。所以采用三阀式的配汽方式,可以有效的改变这种现状。配汽方式的转变,可以有效的分担负荷,同时对调节级的要求较小,实现节能。而且,三阀式的流通能力也较好,可以实现更圆滑的转变,提升瞬间转换的效率,实现节能。
4.2优化汽轮机的启停
4.2.1汽轮机启动过程优化
600MW汽轮机组启动方式采用高中压缸联合启动的方式,启动过程一般为:锅炉点火及暖管,冲动转子升速暖机,并列接带负荷等。锅炉点火及暖管:锅炉点火前,汽机应做好提前期准备包括凝汽器通循环水,检查润滑油系统,启动盘车连续运转等。联系锅炉点火,汽机抽真空,送轴封。锅炉升温升压,应及时开启旁路。但在实际的高中压缸联合启动过程中,高压缸排汽的温度较高。为使得高压缸排气温度下降,可以在启动时将再热蒸汽压力设定在0.5MPa以下,使高压缸排汽逆止门及时打开,增大高压缸通流量,高压缸排汽温度高的现象就不会出现,达到很好的效果。
4.2.2汽轮机停机过程优化
汽轮机停机的过程中,各部件的工作都在陆续归零,进汽量在一步步减小到零,主汽门也将被关闭,汽缸等各个零部件的温度都逐渐冷却。依据进汽参数的不同,汽轮机停机分为两种,滑参数停机和额定参数停机。采用滑参数停机方式,一方面可以提高汽轮机运行效率,能够有效地利用锅炉机组的预热进行发电,减少热量的浪费。同时也能够对汽轮机各部件进行有效的降温,对设备的检修非常有利。
4.2.3汽轮机运行过程中的优化措施
在汽轮机的运行过程中需要依据实际负荷的变化来对汽轮机采用定-滑-定的运行方式进行及时调整。在发电负荷不同的情况下采用不同的汽轮机运行方式。高电荷采用能够改变通流面积的喷嘴调节,低电荷采用能确保锅炉机组正常运行的定压调节。
4.3优化汽轮机辅机
4.3.1优化循环水泵
当机组负荷和冷却水温一定,循环水流量发生改变的时候,凝汽器压力也会发生改变。这就会导致循环水泵的功耗受到严重的影响。循环水量增加,凝汽器压力减小,增加了机组的出力,循环水泵的功耗也会增加。但是当循环水量增加很多时,循环水泵的功耗增加就会抵消机组出力的增加。因此增加循环水流量时,最大时的凝汽器运作压力是机组出力增加值与循环水泵功耗增加值的差。只有当凝汽器处于最佳的运行压力时,循环水泵运行才能处于最好的状态。
4.3.2冷却液体系的优化
冷却液体系可能出现的问题有很多,比如体系运行受到的阻力不定,出水点的流量控制力度不显著等,这是因为减小冷却液调节门的开度,阻力就会变大,造成资源的浪费,且易发生安全事故。所以对冷却液体系的优化采取调整冷却液水泵的运输速度,全部打开调节开门,适量降低水流速度,达到降低扬程的目的,使得冷却液体系实现优化。
4.4定期清理高压管道
优化锅炉的大小和燃料的质量与充足量对于水温调节优化是必不可少的,当水温不高时,必然需要充足的燃料来进行加热,而这就造成了大量的浓烟排放,热量也流失。所以对高压管道进行定期清理,可以有效的提高热传递的效率,降低热能的损失,实现节能。
4.5提高锅炉的给水温度
4.5.1加强高压加热器的运行为维护
在汽轮机的正常运行前应该相对高压加热器设备进行检查,一切正常后开始运行。运行过程中也应该注意高压加热器的正常工作。如果高压加热器出现故障,会使得给水温度下降,导致热力散失,影响耗能,所以,要保证高压加热器随时处于正常的状态,一旦发现问题,通知维修人员对其进行维护。
4.5.2保证高压加热器运行时的水位
高压加热器的水位对回热系统运行的经济性和电站等多种设备的安全运行起着直接决定的作用。在汽轮机运行时必须要保证高压加热器运行处于最佳的状态。对此,需要定期对加热器的换热管道进行清理来保证液位的精准,并且防止管道发生泄漏。如果存在漏点,要及时通知维修人员对其修补,来保证水位处于最佳的状态。
5结论
当前我国的能源紧缺,在这样的大背景下,我国电力行业应该加快对汽轮机运行效率的提高,通过对汽轮机的配汽方式、汽轮机的启停、汽轮机辅机等方面进行优化处理,使得汽轮机能够在良好的状态下工作,有效的实现经济化与效益化,使得资源得到充分的利用。
参考文献:
[1]褚永春.火电厂600MW机组集控运行存在问题及对策分析[J].科技创新导报,2016,13(35):15-16.
[2]宋进玲.350MW循环流化床机组DEH控制系统的建模与仿真研究[D].山西大学,2016.
[3]孙美琪.基于实际运行数据的调节级变工况特性分析[D].华北电力大学,2015.
[4]杨宏民,孙为民,杨雪萍.仿真机在火电厂集控运行专业教学中的应用分析[J].中国电力教育,2013(36):128+130.
[5]陈林霄.汽轮机组运行初压在线寻优方法应用研究[D].华北电力大学,2014.
[6]赵昊伟.小型火电厂自动化集控系统的设计与实现[D].电子科技大学,2013.
[7]陈鹏.大型汽轮机启停过程优化和寿命管理研究[D].华北电力大学(北京),2009.