汽轮机运行中的节能降耗措施研究

2023-01-30

在热电厂经济性管理中, 要不断改善热电厂的节能较好效用, 就必须对燃煤系统的机组运行性能进行综合性的高效评估, 在分析热电厂机组运行环境的影响因素基础上查找影响机组运行经济型的各类原因。作为热电厂的重要设备之一, 汽轮机运行占电厂热能消耗的较大部分。因此, 加强有关汽轮机运行中节能降耗措施的研究, 对于改善汽轮机运行的经济性和可靠性具有重要的现实意义。

一、汽轮机经济性运行的影响因素

1、真空度

真空度是汽轮机正常工作的基本条件之一, 其既能影响汽轮机的工作效率和能力, 又关系着汽轮机的经济效益及燃料使用量。真空严密性代表着真空系统内漏入的空气量, 当漏入空气量超出设定标准时, 一方面会降低冷凝器的热交换率, 另一方面则加大抽气器的负荷。在汽轮机工作时, 发生渗漏的部位主要有:低加疏水泵盘根、低压缸防爆门、低压汽缸油封、凝结泵、真空段回热抽气管连接法兰、中压汽缸水平中分面等。漏入空气量及不同热负荷下漏入空气量对传热系数的影响如图a、b所示:

2. 温度与气压

温度与气压状况将直接影响着汽轮机的工作效率。当汽轮机工作过程中燃料供应较低, 同时空气吹入比重较高或喷水量过大时, 会引起热器出现较多的积垢问题, 进而加大机组的热量消耗, 降低工作效率;当水压不足、燃烧不够充分时, 会增大主要蒸汽的流量值, 进而引起机组蒸汽气压减小, 影响机组工作状态。[1]

3. 气缸效率

由于设备维护与安装技术的缺陷, 加上汽轮机组在设计时的缸效率要远低于标准值, 使得汽轮机在不同工况下的能耗都会受到影响, 进而引起汽轮机能耗较大的问题。

4. 出力系数

出力系数是影响汽轮机工作能耗的重要因素之一。在国内电网运行中通常电力负荷的变化范围较大, 易发生较大的峰谷起伏, 而汽轮机只能通过重复调整来满足电力负荷的波动要求, 因此会导致工作能耗的增加。

5. 流通性

在汽轮机的工作过程中流通性是保证气体正常做功的基本条件, 在正常工作时若能够改善气流量及流通面积, 则可以有效提升汽轮机的缸内效率, 进而降低工作能耗。

二、汽轮机运行的节能降耗措施

1. 优化汽轮机运行、启动、停止操作

(1) 汽轮机运行。汽轮机通常采用定-滑-定的运行模式, 即在负荷较低的工作条件下, 为保证锅炉内的燃烧充分及水循环稳定, 加强限制水泵轴临界转速, 一般运用定压调节方式, 而在高负荷条件系统则运行喷嘴调节方式、在中间负荷条件下则运用气门调节方式来保证汽轮的正常运行。采用定-滑-定运行模式具有较高的适应性, 其能充分满足机组一次调频的要求, 降低气流损失。在实际高负荷运行过程中, 为保证加热器的利用率, 应当合理调整主汽压力、温度及加热器水位, 从而降低汽轮机加热的端差, 保证给水温度在规定范围内。

(2) 汽轮机启动。在汽轮机实际启动过程中其主汽压力通常要高于2.5MPa以上, 且真空度也在80k Pa~90k Pa之间, 在正常启动后总需要一定的时间用来暖机, 此过程延长了并网所需的时间, 加大的启动运行的用电量。因此通常采用开高低旁的方式, 将主汽压力调整到2.5MPa~3.0MPa的范围以内, 将真空调整到65k Pa~70k Pa的范围以内, 以加大汽轮机蒸汽量, 进而改善汽轮机暖机速率、调整胀差, 减短汽轮机的并网时间。[2]

(3) 汽轮机停机。在汽轮机停机工作时, 选择恰当的停机动作时间能够有效减小能耗。如在汽轮机工作时根据滑参数标准进行停机动作, 既能利用锅炉余热进行发电, 又能降低汽轮机与锅炉温度, 便于机器养护。

2. 确保凝结器真空状态良好

(1) 要加强检查管线内部的循环水质, 定时清洁设备内部的铜线, 以降低管内热水在热交换过程中损失大量热量; (2) 加强凝汽器检修, 检查水位与水温是否在正常范围以内, 确保工作水温在26℃以下; (3) 定期对机组进行密闭性测验, 并在设备检修时对凝结器进行灌水漏点试验。

3. 控制汽轮机给水温度

水温变化是影响汽轮机所需燃料量的重要因素, 水温过低则容易增加煤耗用量和烟排量, 且排烟中还会损失较多的热能, 进而减小燃料使用率。因此在汽轮机正常工作过程中要注意对给水温度进行调整, 根据运行要求实施合理的水温操作;要注意控制加热器部位水位, 定期检测设备内部钢管是否存在漏点、密闭性是否正常等, 对于漏点或密闭性较低的要及时采取措施处理。