摘要:电厂汽轮机是电厂生产设备中重要组成部分之一。随着电力企业生产规模及经济效益的增长,电厂汽轮机的耗能也随之逐渐增加。电厂汽轮机的耗能占据了总电厂耗能的巨大部分,因此在保障电厂汽轮机稳定、安全、高效的运行基础上,对汽轮机运行进行优化对于增加电厂发电量、提高电厂工作效率都是非常重要的。本文针对如何对电厂汽轮机运行优化进行研究发表一些看法。
关键词:电厂、汽轮机、运行优化
随着我国社会经济繁荣发展,科技水平不断提高,在国民生活中对于用电的需求也越来越多,电力企业生产规模以及经济效益逐渐扩大,电力企业因此迎来了快速发展的时期。电厂汽轮机是电厂生产设备中的耗能“大户”,所以对电厂汽轮机运行优化改进,是有效提高电厂生产效率,降低成本的有效手段之一。
1.汽轮机运行原理
电厂汽轮机工作原理是利用蒸汽做功,将蒸汽所含有的热能转换成汽轮机轴的回转机械能的一种旋转式动力设备。汽轮机运行时,喷嘴处蒸汽发生膨胀,造成气温和气压降低,从而速度加快,蒸汽的热能转变为机械动能。汽轮机在运行过程中可以将蒸汽的热能转化为机械能,并按照蒸汽膨胀位置的不同分为速度、冲动、反动三级。在实际应用中,采用多级汽轮机可以通过上一级的余速损失来提升能源的利用效率。所以在内效率方面,多级汽轮的内效率大于各级的平均内效率。
2.分析电厂汽轮机运行消耗能量现状
2.1运行过程中汽轮机组损耗
汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的回转式设备。锅炉燃烧产生蒸汽进入汽轮机,经过喷嘴及动叶等一系列环形配置,从而将蒸汽所含热能转换成汽轮机轴转子旋转的机械能。蒸汽在汽轮机中,以不同方式进行能量转换,这种复杂的运行过程是导致能量损耗的原因。
汽轮机运行系统复杂,也正是因为如此汽轮机组运行过程中所损耗的能量较多。由于电厂汽轮机在运行过程时产生很大的压力,很容易造成喷嘴和外缸的形变,进而导致密封性下降,造成能量的损耗。
2.2空冷凝汽器损耗
空冷凝汽器是影响汽轮机热效率传递的重要组成部分。因此一旦凝汽器出问题就会导致热传递效率降低,加大整体汽轮机的能量损耗。另外一方面,当凝汽器中凝结水出现溶氧问题时,也回影响凝汽器的热传递效率,同时还会造成设备及管道的氧化腐蚀。凝汽器还容易被温度所影响,当外界温度过低时,凝汽器可能会出现流量不均的状况,也会降低汽轮机工作效率。
2.3汽轮机启停损耗
当汽轮机正处于运转的状态中时,设备启停过程会发生各种参数变化的状况,从而导致内部温度场不稳定。在这种高压和高温的状态下,如果参数处理不当,在启停过程中的损耗将会更大。而汽轮机能量损耗过大,其工作效率自然也会降低,使用寿命长短也会相应减少。
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3.电厂汽轮机运行优化方案
3.1优化汽轮机组配置
3.1.1 优化完善汽轮机泵组
由于原有定速给水泵是单一型泵,因此低负荷下通过调节锅炉给水阀来进行工作时耗能较高。可以更换成复合型的给水泵来替换定速给水泵。通过调节锅炉给水阀来调节给水泵的速度,可以有效改善低负荷下汽轮机运行耗能较大的这种问题。
3.1.2 改进汽轮机配汽方式
目前电厂中汽轮机的配汽方式还是主要以复合型为主,这种方式可以保证在高负荷状态下,工作效率较高。但相对应的低负荷状态下,效率也会降低。可以将配汽方式改成三阀式的配汽方式,低负荷时即使改变配汽方式,可以改善汽轮机耗能较大的问题。此外为了减少汽轮机损耗对于阀点的密封性也要严格把控。
3.2 优化汽轮机系统密封性
在电厂汽轮机实际操作过程中,不可能完全避免热能的损耗。优化汽轮机系统的密封性可以使热能的损耗降到最低吗,保障汽轮机保持一个较高的工作效率。另外,凝汽器及相关阀门等设备也要保持一定的密封性才能保证整个系统的总体能耗降低。
3.3 优化汽轮机启停过程耗能
电厂汽轮机启动和停止的时候也会产生一定量的能量损耗。为了减少电厂汽轮机在启动暂停时的耗能,可以参考究汽轮机启动曲线,该曲线是正常运行时汽轮机产生的能源损耗数值。汽轮机启动时,汽轮机要维持稳定的机身主压力,旁压值设定为 2.8MPa。将汽轮机真空门打开,将汽轮机内部真空压保持在一定范围内,此时汽轮机的蒸汽量及运行速度会大大提高。将汽轮机的启动参数保持在一定的数值范围内,可以有效降低汽轮机的损耗。
3.4 优化给水回热加热器
给水回热加热就是指将一些做过功的蒸汽送入回热加热器给锅炉水进行加热。回热加热可以通过提高给水温度,使锅炉内工质平均吸热温度有所提高,从而提高了热能的利用效率。另一方面由于回热用的蒸汽并没有进到凝汽器,减少了汽轮机凝气流量,从而使冷源损失降低,达到了提高汽轮机效率的目的。优化汽轮机的不同级别抽汽,当抽汽压力变高时,该级抽汽的能级将会更高。
小结:
汽轮机在电厂发展进程中有着不可或缺的作用,要不断对汽轮机进行运行优化和改进,在提高汽轮机的工作效率的基础上还要减少能量的消耗,才能降低电厂生产成本,提高发电效率。另外随着社会及科技的迅猛发展,我国对于环保的重视程度逐渐加大,电力企业在对电厂汽轮机进行优化时,还应该要考虑环保的问题,这样才能提高电厂发电效率,节能减排,使其社会效益及经济效益都得以更好的发挥。
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论文作者:叶江
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/19
标签:汽轮机论文; 电厂论文; 凝汽器论文; 蒸汽论文; 热能论文; 汽轮论文; 效率论文; 《电力设备》2018年第4期论文;