汽轮机辅机设备的节能分析刘继磊

汽轮机辅机设备的节能分析刘继磊

(神华准格尔能源有限责任公司矸石发电公司内蒙古鄂尔多斯市010300)

摘要:随着经济的快速发展,各行各业对电能的需求量不断增加,这对电厂的正常生产提出了较高的要求。因此,在我国各大电厂日常运营中,我们要知晓汽轮机辅机的工作原理,进行定期的检修维护,在当今能源竞争较为激烈的社会背景下,增强电厂汽轮辅机的节能减排功效更是我国电厂未来发展所面临的重要课题。本文对电厂汽轮机辅机检修维护方法,根据电厂汽轮机辅机工作原理进行阐述,并提出对电厂汽轮机辅机节能改造措施。

关键词:电厂;汽轮机;节能技术

电厂发电的主要动力设备是汽轮机发电,汽轮机是否能够正常运转直接关系到发电厂的安全稳定性。对此,作为发电厂高效有机整体的重要组成部分,加强日常的汽轮机辅机的检修维护是必不可少的,我们要熟知汽轮机辅机出现较多常见的问题,如汽轮机辅机异常震动、油系统故障、凝汽器真空偏低等。保持严谨的工作态度,做好日常的维护检修工作。同时要想提高电厂的发电效率,提升汽轮机辅机的节能改造是必要的,让其能源能够实现最大化转化,从而保证汽轮机组本身的安全运行,提升电厂的发电效率。

一、电厂汽轮机辅机优化的作用

目前我国主要的发电形式还是电厂汽轮机发电,所以汽轮机运行的正常性对于电厂正常运转具有非常重要的意义。一旦汽轮机运行过程中发生故障,则会给电能的正常供应带来较大的影响,对经济的发展带来较大的制约。辅机系统是电厂汽轮机的重要组成部分,所以通过对辅机系统进行改进,对于提高发电效率具有十分重要的意义,因此在当前电厂提高发电效率的举措中,优化和改进汽轮机辅机系统不仅是首选目标,同时也是非常重要的途径。

二、电厂汽轮机辅机检修维护方法

随着科学技术水平的提升,电厂汽轮机辅机设备的安全性和可靠性越来越被工作人员所重视,因为汽轮机辅机作为电厂工作运行的重要组成设备,一旦出现异常故障,很容易导致电厂正常运行受到损害,严重者还会给电厂发展带来重大的经济损失。对此,明确电厂汽轮机辅机设备检修和维护是十分必要的,具体分析如下:

1、汽轮机辅机加热器泄漏故障原理:汽轮机辅机的加热器泄漏其实与加热器正常疏水阀的开度有直接关系,加热器正常疏水阀的开度随负荷增加而增加,而且压力高的加热器疏水阀开度随负荷变化幅度也大,造成正常疏水阀开度变化的原因还有阀门的脏堵和卡涩故障。检修维护:采用紧急隔离按钮隔离开加热器的水侧和气侧,如果加热器超温或者超压,可以采用停磨的办法快减负荷;如果泄漏不大的话,可以采用从高到低逐级隔离汽侧,再隔离水侧的方法。

2、汽轮机辅机水泵叶轮汽蚀故障原理:当厂用电切换中失电,会导致汽轮机真空急剧下降,汽轮机跳闸后,给水泵停止运行,汽包水位下降,加热器和除氧器汽源中断。除氧器内的压力开始逐渐下降,且下降速率越来越快,但故障响应期内的给水泵入口给水温度始终高于现场压力对应的饱和水温度,使给水发生汽化且处于两相流状态,汽体聚集在“∩”形弯顶部,阻碍了给水的流动。由于抽吸作用,给水泵入口管压力进一步下降,导致汽化现象加重,最终引起给水泵汽蚀故障。为了降低汽轮机运行的操作难度及水泵叶轮故障对系统、设备的危害程度,加强系统对类似故障的反应能力,可以在机组间设置隔离阀,当单台机组或相邻机组运行时,通过关闭机组间隔离阀,使得低压给水连通管减少蓄水,降低压损。并将“∩”形弯顶部排空阀由手动阀改为电动阀,便于操作员根据除氧器和给水泵运行情况进行灵活操作,并可作为故障处理紧急方案。

3、汽轮机辅机除氧器上水调门故障故障原理:当汽轮机除氧器上水调门压缩空气供气管断裂,凝结水调门会突然全开或者是水流量迅速上市,与设定值偏差大于500mm时,调门跳出自动失去报警,凝结水压力降低,备用凝泵联起。汽轮机辅机除氧器上水调门故障维修时,必须要考虑两个方面,一是除氧器水箱上部截面积变小,少量的谁就能引起大幅的水位变化;二是水位从2600mm降至2000mm,加上高加的疏水,在满负荷的工况下可以保证给水泵接近1分钟的安全运作,此时,调门钱的电动门应该已关至较小的开度,启动凝泵也不会造成凝结水流量过大。

三、提升电厂汽轮机辅机节能改造的措施

目前,我国电厂采用的汽轮机辅机的各项性能虽有较高的技术水平,但由于汽轮机辅机自身具有复杂性和多样性特征,导致汽轮机辅机在日常使用过程中很容易受到一定的不利影响,使其受损,除了日常的严格规范化的检测维护以外,还要不断进行严谨和探索新技术,让汽轮机辅机的性能变得更为优化,从而实现电厂发电的节能效果,电厂应该对此进行大量的投入力度,逐步提高技能改造措施。

1、采用喷射式装置优化真空抽气装置。对电厂汽轮机辅机凝汽器故障来看,轮机凝汽器排气压力、真空度等都会影响到汽轮机辅机凝汽器的正常运作。对此,要想提高汽轮机辅机凝汽器的真空度,优化其运作效率,我们采用喷射式装置,喷射式的真空抽气装置在使用的压力来自蒸汽时,则是射汽抽气装置;依靠压力水的抽取来获得真空,则是射水抽气装置。不过目前也有很多电厂采用真空泵,它相对而言在抽取真空能力要大,消耗功率小,损失汽水小,但唯一缺点在于真空泵在投入成本上是非常昂贵的,所以电厂要根据自身的实际情况选取恰当的装置优化真空抽气装置,从而起到汽轮机辅机节能作用。

2、采用汽轮机式拖动与电动机式拖动优化给水泵。电厂汽轮机辅机节能也体现在给水泵上,给水泵主要使除氧箱内抽出的水升压,然后将水送到锅炉,如果给水能力充足,将会使汽动泵的转速可以保持在3000转/min,可以使给水泵的循环流量得到保证,从而带动汽轮机辅机高效运作。为了更好的提高给水泵的运行效能,我们可以采用汽轮机式拖动与电动机式拖动的方式,通常选择哪种方式都是适合电厂实际情况而定的,如对于一些单个火力发电厂及首次启用的电厂则可以优先考虑采用汽轮机式拖动。调节电动变速式给水泵的装置为液力的耦合器,调节流量的方式为改变水泵转速,在低负荷的情况下,消耗的功率变小,以提高运行机组的效率。

3、采用控制加热器的端差变化优化加热器。加热器是电厂汽轮机辅机的重要运作构件,一旦加热器的端差变化出现问题,很容易对汽轮机辅机的正常运作产生不利影响。如当汽轮机辅机中的回热系统对端差造成影响,加热器增加了传热端差,那么出水温度就被降低,并减少了加热器本身的抽汽量;高一级的加热器便可以增加抽汽量,增加下端差的影响则与之相反。当加热器端差保持在合理范围之内,汽轮机辅机的运作才能得到高效的优化运作,所以日常对加热器端差的检修维护是非常重要的,如果是传热面出现结垢,证明上端差变大,要做出及时清理结垢的维护,所以加热器的端差变化是要在日常工作中进行严格监控的,从而保证汽轮机辅机的优化运行。

四、结合实际分析电力节能发展的方法

结合发电厂的实际情况,分析我国发电厂的优点与不足,继而提出有利于我国电力节能发展的方法。

1、发电节约能源技术的发展。首先,我们要在大力研发节能技术的同时,努力寻找新型能源。我国如煤炭和石油等旧能源不但污染比较大,我国的开采总量也比较到,即将面临资源枯竭的状况,这将导致我国对市场依赖度过高,不利于国家安全。所以,寻找新的替代燃料迫在眉睫。只有在发展节能技术的同时,寻找到新的替代性能源,我国的资源问题才会从根本上得到解决。其次,我们要大力推广少油粉煤点火以及等离子无油的点火技术。近年来正在大力研究和开发等离子的无油点火技术,目前已经在山东烟台的电厂50MW机组实验成功。即将在100MW、200MW和300MW的机组上进行组织示范。在

示范成功之后,我国的发电便可实现燃煤机组点火。少油粉煤点火目前是已经成熟技术,我们可以在电厂做大面积推广。这两项技术的发展有利于节约能源的发展,也能在很大传程度上减少空气的污染,提高空气和环境的质量,从而提高人们的生活质量。最后,我们要大力发展科研,要学会应用净煤技术和其他技术替代燃料油。在工业发达的国家,在石油危机以后普遍都采用煤代油的政策。除了汽车、航空航用柴油机和石油化工的原料必须用石油外,其它的类似于窑炉、电厂等都在用清洁煤来代替燃油。水煤浆是一种燃烧状况稳定并且污染物少的新型的燃料。这是我国经过近20a的科技攻关和工业化的示范案例。我国在水煤浆制浆、燃烧技术和储存方面的技术基本成熟。例如某发电厂拥有3台240t/h的水煤浆锅炉,在石油化工公司有230t/h的脱硫型水煤浆锅炉代油燃烧。这些技术在生产应用以后均取得了比较好的经济利益和环境效益。在100MW以下的燃油热电机组则比较适合采用水煤浆技术对此进行替代改造。针对我国的大中型燃油发电机组应逐步改为燃煤机组的情况,第一是我们要用先进、成熟的粉煤燃烧加烟气脱硫技术进行代油改造;第二点就是应用动力配煤或者洗煤技术。这是在达到环保标准的前提下,来进行煤代油的改造。目前,我国的400t/h的锅炉的循环技术基本成熟,100MW级燃油的发电锅炉可采用国产化循环流化床进行煤代油技术的改造和发展。

2、汽轮机辅机设备运行节能及优化改造的途径。汽轮机的辅机设备的综合性能的提高是对辅机设备各个零部件进行全面的优化。这种优化主要表现在:对某一基础辅机设备的优化,根据所有的辅机设备系统测量出来的数据,对辅机设备的运行状况进行综合性的判断。辅机设备的节能技术的优化及技术研究等,对于整个辅机系统的性能进行全面的考量。与此同时,还要采用合理的调节、运用运行和控制等方法,来提升辅机设备整体性能和降低辅机设备节能降耗。

3、发电机的辅机节能改造分析。随着火电厂节能减排的呼声越来越高涨,出于对于节约能源的迫切需求和提高产品的质量品质,我们多采用变频的调节方式,这种调节方式的优点是操作简易、系统的维护量小,控制的精度大等。这种变频逐渐取代了我国传统辅机频率调节的方式。辅机采用这种变频调节方式,主要原理就是根据发电机的转速和电源输出频率之间的比例关系来做到节能的效果。对于电动机来说,电动机极的对数和转差率是确定不变的。根据他们的关系可以得出这样的结论:辅机设备的转速与电源的输出频率的关系是成正比率的。我们也恰好可以通过对辅机设备电源频率的调节,来改变电动机的转速,进而达到变频调速转速减少、电机能耗下降的目的。

在电厂汽轮机运行过程中,通过对辅机系统进行优化和改进,这是确保辅机处于最佳工作形式的重要手段,不仅可以有效的提高辅机设备的运行效率,而且还可以有效的提高其出力情况,确保整个机组出力获得很大程度的提升,降低电厂汽轮机运行过程中的耗能。而且对辅机节能系统进行优化和改进,其投资较小,可以在很短时间内即可见到效益,所以在当前各电厂中得到广泛的应用。

参考文献:

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