电厂汽轮机辅机的设计及运行优化论文_张迪

电厂汽轮机辅机的设计及运行优化论文_张迪

(国家能源集团宿迁发电有限公司 江苏宿迁 223800)

摘要:近年来,我国的我国的经济发展,人们的生活水平也有了显著的提高。居民生活和社会生产对电力的需求量持续增加,然而电力企业的市场竞争压力不断加大,想要实现更加稳定的发展,需要对生产模式进行优化,合理控制生产成本。汽轮机是我国电厂采用的主要发电设备,设备运行中如果出现问题或故障,会对生产效率带来直接影响,为居民生活和社会生产带来困扰。对汽轮机辅机进行改进和优化,可切实提升生产效率,保证生产安全,有助于电厂控制生产成本,实现既定的经济效益。

关键词:电厂汽轮机辅机;设计;运行优化

引言

近年来,电力行业取得了较快的发展,电厂作为电能的主要生产企业,其为了能够更好的满足社会发展过程中对电能的需求,则需要在现有设备基础上,不断的通过调整来确保设备效率的提升,降低设备运行过程中的消耗,确保设备运行的经济性。汽轮机作为电厂的主要生产设备,其主机无论是出力还是运行效率都处于较高的水平。但长期以来由于对汽轮机辅机设备缺乏重视,无论是配套裕量还是运行效率都达不到设计的水平,从而导致辅机运行过程中存在着资源的严重浪费。因此需要对辅机的运行方式进行优化,对其运行技术进行改进,从而确保辅机运行效率和出力的提高,确保汽轮机运行的经济性。

1电厂汽机辅机系统设备构成

在电厂发电的系统中,主要的热力设备包含锅炉及汽轮发电机,除此以外还有各种辅助设备将主机设备与水系统、蒸汽系统、输送电系统连接起来,形成整个的电厂系统。汽机部分的辅助系统包含水系统、油系统及蒸汽系统三大部分。水系统:包含循环水冷却水系统、凝结水及给水系统、除盐水系统。油系统:润滑油系统、密封油系统(若设计需要)及抗燃油系统。蒸汽系统:四大管道系统、高低压旁路系统、抽汽系统及轴封系统。汽机部分的辅助设备包含凝汽设备、低压加热器、高压加热器、除氧器、给水泵及冷却塔等设备。

2电厂汽轮机中辅机优化的关键性

电厂汽轮机发电是我国最为主要的发电方式,而汽轮机发电中最为重要的就是汽轮机的运作状况。在机器运行过程中,如果出现一些故障,这会影响发电的效率,给人们的生活带来很大的影响,而且往大了说,甚至是会影响社会的发展与进步。从这一点上看,对于电厂来说,关注零部件的优化方式和改进措施是一件头等大事,这需要电厂不断培养出专业技术人员,并且在工作中总结经验,不断对汽轮机进行优化,以提高其工作效率和工作质量。在汽轮机中,辅机系统是汽轮机的核心部件所在,因此,想要优化汽轮机,必须首先对汽轮机辅机采取优化措施。以辅机的运作质量来保证汽轮机的运作质量,以辅机的效率来确保汽轮机的效率。一般来说,在很多电厂都会采取提升辅机整个零部件的工作性能来实现优化的目的。但是提升其工作性能绝不是简单说说就能够解决的事情,主要还是包括以下这些方法:首先,要全面分析辅机的工作情况,之后再去提高辅机仪器设备的优化技术以及研究的完善速度。另外,还需要利用测量信息系统来增加辅机的科技性能。

3电厂汽轮机辅机的设计及运行优化措施

3.1改进辅机输送水体系

输送水体系对辅机的正常运作有着非常重要的影响,一旦输送水体系出现什么故障问题,便会导致水泵出现崩裂,甚至是大量漏水的现象,这对电厂造成巨大的经济损失。这种问题的存在于输送水体系有着直接的关联,因此,想要解决这个问题,就要改进辅机输送水体系。电厂工作人员可在凝气设备处安装与空气接触的输送水泵,这样能够有效消除由于水泵冲撞而产生的震动情况。当然,这只是一种大概的方法,在实际操作汇总,要注意根据情况而定,针对不同的输送水体系进行操作,可利用减震设备或是加紧节门这样的方法,以此发挥输送水体系的优点。

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3.2以冷却塔为对象开展优化工作

冷却塔根据冷却介质分为空冷塔和湿冷塔。本文只讲空冷塔的优化设计。空冷塔的初始端差是影响空冷机组经济性运行最重要的指标之一。初始端差简称ITD,指热交换前空冷凝汽器入口设计点排汽温度与冷却空气入口设计点温度的差值。影响初始端差的因素有很多:厂址气象条件、空冷系统的总投资额度、不同排汽参数的汽机设备费与年少发电量的差值比较等。在设计阶段,应根据需要冷却的蒸汽量及热负荷、设计温度、海拔等温度,选择,初步选取几种不同ITD参数时的风扇数及冷却塔大小等参数,计算每种方案下的运行费用及投资费用,然后作对比,选取最佳方案。

3.3增加辅机耦合设备效率

耦合器、涡轮等仪器都属于汽轮机辅机的耦合设备,其在运行过程中会有较大轴向力产生,但由于在运行过程中涡轮扭矩会发生不稳定的情况,而且目前为止还没有根本性的解决措施,所以在这些耦合设备长期的运行过程中,极易趣出现断裂及振幅过大的问题,对工作效率产生较大的影响。因此需要采取科学有效的方法来确保辅机耦合设备的功率能够增加。在实际工作中,往往会通过焊接耦合机的箱体来提高其强度,确保其使用限度能够提高。同时还可以对起动扭矩的频率进行适当的降低,这样就可以有效的降低阻力所带来的影响。另外就是要对辅机耦合设备进行定期的维修和养护,确保设备的工作性能处于最佳的状态。

3.4循环水泵运行优化及改进措施

在负荷状态下的机组水温被冷却到特定温度时,伴随循环水流量的变化凝汽器压力也会随之产生一定程度的变化,从而对循环水泵的耗功产生较为直接的影响。所以当增加循环水流量后,机组所承受的压力随之减小,出力也会相应增加。那么一旦机组出力增加值与循环水泵耗功值差达到最大,凝汽器就处于最佳运行状态,这时也是循环水泵的最佳运行方式。由于循环水泵的流量是不可持续调节的,可以根据现有的循环水泵数量以及泵叶片调整角度的变化来组合出不同的循环水泵运行方式。在工作实测中笔者发现,对循环水泵进行不同的组合,通过泵流量及耗功、凝汽器性能、汽轮机出力增加值与机组的负荷状态、循环水温变化情况相结合,从而计算出特定条件下的机组最佳运行背压,最终可以确定出循环水泵的最佳运行方式。但是在实际操作中,还应考虑循环水泵切换操作的安全性。可以通过在机组间加装联络管、采用双速电机、安装变频器等方法,实现辅机的节能效果。

结语

对电厂汽轮机辅机运行进行优化和改进,提升了汽轮机组的工作效率,提高了电厂对资源的有效利用。在实际电厂工作中,可通过试验计算对比找到电厂汽轮机辅机系统设备的最佳运行方式,采用改进措施提升辅机设备的运行效率和稳定性,不仅能提高辅机系统的经济性和节能目的,同时也是保障辅机系统安全性的有效措施,为电力行业技术的发展指明了有效途径。

参考文献:

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[6]陈益利.论电厂汽轮机中辅机的优化方式及改进措施[J].科技与企业,2014,(20):156.

论文作者:张迪

论文发表刊物:《河南电力》2019年6期

论文发表时间:2019/12/11

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