对热电联产汽轮机的节能分析论文_石伟

对热电联产汽轮机的节能分析论文_石伟

(国电电力大连庄河发电有限责任公司 辽宁庄河 116400)

摘要:随着时代的发展,技术水平的突飞猛进,在当下热电联产已经成为人类,在使用燃料上最经济的利用方式之一。热电联产不仅是能源的阶梯利用的方式,也是能源匹配的最理想在使用,符合按质利用热能的原则,有效提高能源转换效率和经济效益,因此热电联产汽轮机不仅可以有效的节约能源,也提高汽轮机的运行水平。

关键词:热电联产汽轮机;节能;应用

1维持凝汽器最佳真空

凝汽器是汽轮机组的一个重要组成部分,其作用是将汽轮机排汽冷却凝结成水,形成高度真空,使进入汽轮机做功的蒸汽能膨胀到低于大气压力,多做功。机组正常运行中,保持凝汽器最佳真空应采取如下措施:

1.1降低凝汽器热负荷:为了减轻凝汽器热负荷,提高机组热效率,可以在凝汽器喉部增设一套装置,具体方法有以下两种:一种是在凝汽器上部、排汽缸喉部的有限空间里,加装一个表面式加热器,其入口与工业水系统连接,出口送至化学供水系统加热生水。但是这种方法有两个缺陷:一是新装生水加热器铜管排列安装在机组凝汽器冷却水铜管上方,存在汽阻问题;二是增加了凝汽器支撑的质量载荷。因此,方案设计与施工应尽量避开缺点,从而获得尽可能好的改造效果。另一种是在凝汽器喉部增加一套雾化式喷头,通过接触式传热,可吸收部分蒸汽凝结热,使部分补充的除盐水在凝汽器内形成一个混合式凝汽器,从而减轻表面式凝汽器的热负荷,提高真空。

1.2清洗冷却面:在凝汽器中,污垢热阻有时会成为传热过程的主要热阻,须给予足够的重视。运行中,循环冷却水采用经过严格预处理的厂内水,同时合理安排冷却面清洗周期,一般采用二步法(干洗法和酸洗法)来清洗。冷却面结垢对真空的影响是逐步积累和增强的,因此判断冷却面是否结垢时,应与冷却面洁净时的运行数据作比较。结垢可使凝汽器冷却管内的阻力损失增大。初期的结垢较松,污泥多,可用干洗法:利用汽轮机日开夜停的机会,选用除氧器的热水灌满凝汽器的汽侧,冷却管内用风机吹干,泥垢发生龟裂后,用冷水冲掉。当凝汽器冷却铜管结有硬垢,真空下降已无法维持正常运行时,则需进行酸洗:可选用浓度5%的有机酸(氨基磺酸)作为主洗剂,对铜管进行清洗。腐蚀速率小于标准1/(m2/h)时,加0.5%的酸缓蚀剂和铜缓蚀剂、适量渗透剂、0.2%氢氟酸,水温在40摄氏度左右,流速0.1m/s,进行循环清洗。当酸度连续两次测定一致时,清洗结束。然后用高位冷却塔水源大流量反冲洗,加工业磷酸三钠,循环中和后排放。酸洗后铜管呈黄铜色,表明未发生过洗现象。

1.3提高真空系统的严密性:定期对喉部以下凝汽器汽侧和真空系统进行灌水检漏,消除喉部、管道接头、水位计连通接头、凝结水泵轴端密封装置等处的漏气点;检查清理抽气器的喷嘴,保证其抽气效率;根据负荷的变化,合理调整汽轮机轴封蒸汽压力;经常检查负压系统的阀门;加强射汽抽气器的运行调整,法兰处不应有松动现象。

1.4降低冷却水温:在开式循环系统中,冷却水温完全由自然条件决定;而在闭式循环系统中,冷却水温度不仅受大气温度和相对湿度的影响,还取决于循环水设备(主要是冷水塔)的运行状况。冷水塔运行不良,其出口水温将明显升高。要保证水塔正常运行,应落实维护责任制,定期检查水塔内部喷嘴、溅水碟、配水槽、填料等运行状态,发现缺陷及时处理。

2 节能降耗措施

提高凝汽器的真空度可以降低汽耗、热耗,提高汽轮发电机的运作效率。具体节约能源和降低损耗的方法归结如下。

2.1 保持凝汽器的最适宜真空

汽轮机最常用的凝汽器为表面式。维持凝汽器的最适宜真空,既可以提高机组的做功能力,又能够减少燃料量,进而让机组更加经济的运作。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在机组正常运作情况下,维持凝汽器最适宜的真空应该采取以下措施:

①保持良好的严密性。保障两周一次的严密性试验,包括漏水试验等。若在检查中发现真空系统不够严密,影响到机组的真空,应该立即查找不严之处,进行维修护理。

②对射水泵及时进行作业维护,包括水位是否在正常范围内,水温高低情况,若出现异常,及时换水,维持池水温度不超过25℃。

③对水的品质应加强监督管理,及时对凝汽器进行除垢,定期对胶球进行清洗,从而提高凝汽器铜管的换热效率。

④凝结水的水位要保持在正常水位范围内,凝结器空间随着凝汽器水位的升高而减少,冷却面积也随之减少,凝汽器真空度下降。

2.2 适当提高给水温度

给水温度与锅炉燃料量变化和锅炉燃烧有着紧密的联系,若是给水温度低,锅炉供电煤的损耗会增加,同时排烟的热能也会加大,热消耗会同时增大,从而减小锅炉效率。要对加热装置充分利用,来提高给水的温度。经大体估算,给水温度每提高1 ℃,电厂的耗煤率就会减小0.2%左右。

2.3 合理管理高压调门

机组运行要求尽量减少调节阀门的节流损失,提高汽轮机的效率。通常阀门的节流损失在阀门接近全关或接近最大流量时达到最小。顺序阀门控制方式下,只有一个高压调节阀进行开度调节,其余的阀门保持全开或全关,这样减少了节流损失,提高机组热效率。经过运行计算得出,#3、4机组在120 W负荷以下是,目标值设为114,#1、2高压调门全开,#4高压调门全关,由#3高压调门来调节;负在120 W以上,目标值设为120,#1、2、3高压调门全开,由#4高压调门来调节。可以达到减少节流损失,提高机组效率。

2.4 汽轮机运作及停止

①汽轮机的运作。汽轮机的运行方式为定-滑-定,在比较低的负荷下为了保障给水泵轴临界转速的限制、燃烧的平稳性、锅炉中水的循环情况,从而应用低水平的定压调节;喷嘴调解则应用于高负荷区域,为了保障高效率的机组选择使用变换通流面积的措施;在中间区域的压力区应用一个或两个现来调整汽门闭合处于滑动和压力的工作情形,与此同时加减负荷则是靠锅炉调整压力来实现。汽轮机的此种运行方式能够很好的适应负荷的改变,可以提供机组一次调频的需求,这种方式之所以可以减少节流的耗损,是因为仅有一个调节汽门没有完全开启。汽轮机在较高压力工作时,应该合理范围内提高主汽压力和温度,从而为加热器有较高的利用率做出保障,加热器水位也应该在合理范围内做出调整,降低加热器两端的差距来提高给水温度。凝汽器本身除氧能力下降也是影响机组效率的关键因素。有些钛管完全处于凝结水中,是由于凝汽器中存在过高的凝结水,凝结水在持续冷却过程中造成超冷状态,从而增加机组冷却的源头损失,据统计大约1℃过冷减少对应0.5%的机组热耗率降低。因此,维持正常的凝汽器水位,对汽轮机的运行调整起到非常重要的作用。

②汽轮机的停止。汽轮机采用滑参数用来正常停机或是非计划停机,不仅能够完全利用锅炉的剩余热量发电,又能够使汽轮机和锅炉装置的温度降低,有助于对装置进行检修。

结束语:目前热电联产汽轮机的生产方式已经占我国主导地位,不仅可以用于工业生产,也可用于民用建设,成为节能环保最为经济的方式之一。热电联产汽轮机既供热又可以发电,在供热少的情况下可以多发电,而在供热多的情况下可以少发电多供热等特点。这样既减少了排放量,又可以避免生产不足引起的的浪费。热电联产汽轮机在结构上简单,而体积又小,实现变速调节等特点,这样不仅节约资源,也保护了环境,具有明显的经济效益和社会效益。

参考文献:

[1]周海波,张鹏.浅析汽轮机运行的节能降耗[J].中国新技术新产品.2013(07):134.

[2]杨怀忠.燃煤电厂锅炉、汽轮机以及辅机部分的节能技术分析[J].中国高新技术企业.2013(32):81-83.

[3]修士文.电厂汽轮机节能降耗的探讨[J].科技创新与生产力.2013(05):59-60.

论文作者:石伟

论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期

论文发表时间:2017/10/23

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