电厂汽轮机辅机的设计及运行优化论文_曾大元

电厂汽轮机辅机的设计及运行优化论文_曾大元

(宁夏宝丰能源集团股份有限公司动力公司 宁东镇 750411)

摘要:电力行业的发展影响着国民经济的发展,电力行业的发展水平是决定工业、农业及互联网行业的基础水平。电厂必须在保证供电质量的同时,提高供电供应效率,减少发电能耗,提高热经济性。为了进一步的提升电厂运行经济效益,不只是对汽轮机及锅炉等设备进行优化设计,而且更要对汽轮机的辅机开展各项优化工作,减少不必要的能源消耗,提高辅机工作效率,从而提高整个电厂的热效率。本文从辅机安全、经济运行角度出发,对电厂汽轮机辅机运行优化及改进进行探讨,提出有效建议。

关键词:电厂汽轮机辅机、优化方式、改进措施

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。

一:汽轮机设备的运行方式

电厂汽轮机与电厂其他的动力运行设备相比操作较为复杂,无论是在工作形式还是运行方式都是其他电力设备与之相较的。汽轮机的运行全靠各个齿轮之间相互咬合提供运行动力,各个齿轮之间的连接和动力传送保障汽轮机正常运行都需要链条的作用。汽轮机运行可以依靠机器自动和人为投入保障电厂生产运作,其中控制台为整个运行过程的核心,在运行过程中会产生能够支持系统运行的油压,油压的作用是带动整个系统的运行并且在输送动力的同时影响控制台,让控制台打开或者关闭阀门,对整个汽轮机的运行过程进行控制,为电厂的生产提供支持。

二: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。

三:汽轮机辅机存在的问题

1.汽轮机蒸汽分配方式

汽轮机的蒸汽分配方式很多。顺序阀模式或单阀模式可以满足汽轮机的运行要求,但其应用阶段不同。前者主要用于高负荷阶段,后者主要用于低负荷阶段。高负荷阶段的运行效率一般可以达到标准要求,低负荷阶段会造成能耗问题。在汽轮机的生产和运行中,常将这两种方式结合使用,但单阀方式的缺陷有待改进,以免对汽轮机的运行效率产生负面影响。

2.汽轮机启停

在汽轮机运行中,转子的运行状态并不总是相同的。即使涡轮机处于正常状态,转子也会发生变化。主要变化是表面蒸汽参数,这也会引起内部温度的变化。因此,汽轮机转子将在高压和高温下工作。在转子更换过程中,参数处理容易出错。该故障对能耗控制影响最大。当汽轮机处于启停状态时,能耗失控,能耗增大,对汽轮机本身的运行和质量产生不利影响。

四:电厂汽轮机部分辅机系统实际优化方案和改进措施

1.给水泵运行优化和改进

出于对大型机组的整体经济性考虑,对给水泵的运行方式进行优化至关重要。通过机组在不同负荷及运行条件下给水泵的流量-扬程特性曲线和流量-效率特性曲线,确定出最佳的给水泵组运行方式。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆对于大功率汽轮机来说,若机组按(2台汽动给水泵+1台电动泵)运行方式进行配置。从负荷的变化来看,当处于低负荷状态下,采用单泵运行或电泵备用方式的经济性要优于1台运行或1台备用的运行方式;当处于低负荷状态的持续时间比临界时间长的时候,电泵备用的运行方式最为经济有效。当负荷高低状态频繁发生变化时,则不应采用(电泵+汽泵备用)的运行方式。为保障汽轮机的安全运行,当电动泵的容量小于运行中的汽动泵,当汽动泵发生故障或者出现跳闸问题后,仅仅通过电动泵在维持汽轮机主机运行的时间内,须将机组迅速降低至同电动泵容量相适应的负荷。若机组按容量均匀的3台电动给水泵运行方式进行配置,泵组在低负荷滑压工况下比定压运行工况下的效率要低。

2.优化循环水泵

我国电厂生产中,循环水泵的运行效率和数量与辅机运行有着直接影响,但是由于其数量难以满足辅机需求,导致循环水泵无法长时间工作,所以电厂在循环水泵优化中,需要综合考虑这一因素,结合自身生产实际情况,对循环水泵进行科学优化,保证优化方案的合理性和科学性。我国大多数电厂通过改变出水量的方式对水泵进行优化,但是这种优化方式需要对压力条件和冷却液温度进行动态控制,以保证循环水泵的稳定。循环水泵在具体工作中,如果水体积较大,辅机压力会相对减小。实际优化中,要综合考虑水泵的耗能和做功情况,保证其处于最佳运行状态,起到优化辅机的作用。

3.改进输送水体系

输送水体系对汽轮机辅机运行具有直接影响,如果该体系出现问题或故障,容易造成水泵崩裂,故障严重甚至会引发大范围漏水情况,为企业带来严重的经济损失。所以,电厂要给予高度重视,通过改进输送水体系保证汽轮机辅机的正常运行。目前,大多数电厂主要采用在凝气设备与空气接触部位安装输送水泵的方式进行改进,此措施可以有效解决水泵冲击造成的震动问题,确保输送水体系安全,但是此改进方式需要结合具体生产情况灵活运用。电厂可通过采用加紧节门或安装减震设备的方式进行改进,在保证输送水体系运行质量的基础上,发挥体系的节能优势。

4.阀门管理优化

阀门管理在控制系统中起着重要作用。通过相应的操作,相关操作人员可以将系统调节器输出的相应控制信号转换成相应阀门开度的要求值,并根据相应的要求实现单阀与顺序阀控制方式的切换。DlG要求。阀门管理可以从以下几个方面进行优化。根据汽轮机的实际运行要求,阀门控制的设计可分为单阀控制和多阀控制。单阀控制用于高压阀门的节流管理。一般采用冷启动或带基本负荷运行,带部分负荷的机组运行采用多阀控制,只需部分进汽。汽轮机运行时,通过软件系统对阀门进行管理。结合相应的控制方法,设计了单阀和多阀两种控制程序。阀门管理程序接收到的控制信号是流量,因此应通过相应的程序计算,将汽轮机的蒸汽流量转换成相应的阀门开度。在阀门管理中,相应的控制按钮也可以集中在控制台中。相关人员只需控制相应的控制按钮即可完成单阀和多阀控制模式的切换。

5.抽气设备运行方式优化

抽气设备的作用是将非凝固气体抽出,以确保凝器设备的真空度。而对抽气设备运行产生的影响因素包含:入风口处的温度、压力、泵转速等。为了不影响抽气设备自身,运行优化可以从提升冷却液的冷却效率入手,严格控制温度,增大泵的空气流速。此种方式还可使凝气设备的换温度能力得到提升,实际应用效果最佳。

结束语:

目前,保证电厂主要辅机系统维持良好运行状态的最主要方法就是进行相应的优化改进。所以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:

[1]张贵斌.电厂汽轮机中辅机的优化方式及改进措施[J].现代制造技术与装备,2018,(08):181,183.

[2]赵阳.论电厂汽轮机中辅机的优化方式及改进措施[J].建材与装饰,2017,(19):243-244.

论文作者:曾大元

论文发表刊物:《电力设备》2019年第14期

论文发表时间:2019/11/8

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