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锅炉汽轮机节能及运行管理研究

来源:设备管理与维修 作者:廖炬
发布于:2020-10-21 共3058字
    摘要:发电厂汽轮机在运行中耗能严重,需要积极进行技术改造,实现能源消耗的有效节约。锅炉汽轮机的能耗,与其各个部分的运行特点密切相关,比如气缸和冷却塔等。在节能措施方面,要注意改造耗能大的部分,改善具体运行方式。分析锅炉汽轮机能耗特点和各组成部分能耗问题,提出相关节能运行措施,对汽轮机组运行实现合理控制,减少能源消耗和污染排放,实现环保生产。
   
    关键词:锅炉汽轮机,问题,可行性,节能运行,措施

汽轮机运行枝师论文
   
    我国人均可利用资源相对较少,在当前经济发展中,更加强调节能生产。电厂锅炉汽轮机运行消耗的煤炭资源多,且大部分用来燃烧,产生大量的SO2排放,因此其运行中不仅能耗严重,且会对环境造成污染。在当前可持续发展战略下,要实现节能生产目标,需要加强节能产品建设,对锅炉汽轮机进行有效改进,减少运行消耗和污染,使其能够在新时期适应社会需求。
   
    1 锅炉汽轮机能耗问题分析
   

    1.1 气缸问题
   
    汽轮机在运行中,气缸作为密闭的气室,将内部气体与外部空气隔绝,使蒸汽转化为机械能。其运行中,气缸内部会逐渐产生更高的蒸汽热能,在热传导下内缸温度可达到一定高温状态[1]。内缸与外缸存在空气夹层,其中的气流可以间接传输热量,特别是在启动汽轮机的时候,夹层的气流可以发挥预加热的作用,确保气缸内工作状态良好。
   
    1.2 空缓凝汽器问题
   
    影响汽轮机组缓凝器的因素,主要受天气原因影响的风和尘土,以及长期灰尘的堆积,会加大跳过管的热阻,对缓凝器传热功能产生影响。同时,设备如果处于负风压力区,风扇吸入的空气少,不利于其循环运行。
   
    1.3 冷却塔问题
   
    冷却塔方面主要是设计不合理,喷嘴之间不匹配,会加大其内部循环水温度,降低汽轮机排气温度、高真空度,而产生较大能源消耗。
   
    1.4 系统排放污染问题
   
    首先是SO2气体,锅炉汽轮机运行主要依靠燃烧煤炭来获得能量,相应的SO2排放量比较多,这种气体有毒害性,过度排放会恶化环境,影响人类和动植物健康。其次是CO2气体的排放,锅炉汽轮机会排放大量CO2,这种气体会加剧全球变暖,火电厂运行中使用的煤炭资源达到十几亿吨,排放的CO2气体量相当大,对环境危害严重[2]。此外,在锅炉汽轮机运行中,还会排放废烟气和废渣,废烟气中含有SO2气体,且排放废烟气时候汽轮机系统温度较高,会导致火电厂的热效率降低,且排放废烟气会排出一定的锅炉热量,造成热损失,加大能源浪费、污染环境。废渣的排放也会造成热量损失,加大了煤炭资源消耗,会降低电厂热效率,在恶性循环下不利于实现节能环保生产。
   
    2 锅炉汽轮机节能降耗运行可行性
   
    2.1 经济方面
   
    在对锅炉汽轮机进行技术改造之前,需分析研究其投入与产出是否适宜,进行严格的成本收益计算,要兼顾节能效果与改造成本、节能收益。当前在国内外改造实践中,新式汽轮机采购成本要高于技术改造成本,而在改造现有汽轮机之后,可以有效降低其能耗,长期效果利于节省电厂运行成本,与其经济效益目标是相符的,在经济层面具有良好的可行性[3]。
   
    2.2 技术层面
   
    我国的汽轮机改造工作已探索、应用了几十年,经过多年的实践发展,改造技术已比较成熟,经过改造汽轮机的能源转化率、热效率得到有效提升,减少了运行能耗。此外节能技术改造,提升了汽轮机运行安全性、可靠性,具有技术可行性。
   
    3 锅炉汽轮机节能及运行管理措施
   
    3.1 维持凝汽器最佳真空
   
    汽轮机运行中维持凝汽器最佳真空,既可以使机组的做功能力增强,又可以减少使用的燃料量,使机组的经济性获得提升[4]。具体可以采取以下措施来保持最佳真空:(1)保证机组具有良好的真空严密性,每月都要进行几次严密性试验,在大小修中灌水对凝汽器找漏;(2)维护好射水泵,减少射水池水位,如果检测到水温过高需要做好换水工作,射水池温度要保持在26℃以下;(3)加强对循环水质的监督,减少结构情况,可以采取胶球清洗方式增强铜管换热率;(4)保证凝结水水位正常,凝汽器水位过高的情况下会减少凝汽器空间,减少冷却面积、降低凝汽器真空。
   
    3.2 提高汽轮机需要的水温
   
    水温的变化会影响到汽轮机运行需要的燃料量,在其温度过低下会加大能源消耗和烟气排放,因此要依据规定做好水温控制,严格执行相关操作。日常操作中要保证汽轮机的操作,水管要及时清理避免堵塞,加热器也要保持水位正常,才可确保设备的运行安全性。加热器的铜管可能存在漏点,因此要定期检查,保证其密封性良好,及时解决漏点问题。
   
    3.3 完善汽轮机热力系统
   
    在汽轮机正常运行中,为实现节能降耗目的,需要完善其热力系统。一定程度上,汽轮机经济性与热力系统间联系紧密,因此要提高汽轮机节能降耗成效,需要优化完善热力系统,以提高其整体性能,避免在运行中产生更大损耗。在实际操作中,技术人员应根据实际情况和汽轮机结构,优化配置整体性能,减少能量运输中的损耗。还要改造中高压以外的下缸疏水系统,提升其工作效率,在一定程度上辅助汽轮机实现节能降耗[5]。
   
    3.4 合理控制汽轮机的启动、运行和停止
   
    (1)汽轮机启动。具体需要合理安排辅机设备启动时间,并减少不必要的疏水排放。可利用机组启动旁路系统,或者相关的凝疏管路系统,有效减少启动中排放的水汽,压力控制在2.5~3.0 MPa。手动开启真空破坏门,使其真空维持在65~70 kPa,加大汽轮机蒸汽进入量,提高暖机效率、胀差控制能力,还可减少并网时间。在必须进行水汽排放的情况下,需要考虑回收利用。然后要缩短启动的时间,可以通过增大启动输水管径、增加疏水点的方式,使暖管时间有效缩短。对于金属温差不达标等问题,需要设置气缸夹层加热装置来改进。改造前需对设备进行详细的检查、试验,预测可能出现的事故等,现场还需安排检修人员,以做好对可能出现的设备问题的及时应对。
   
    (2)运行控制。汽轮机运行方式是定—滑—定,就是在低负荷状态下,采用低水平定压调节限制水泵轴临界转速,确保锅炉水循环工况、燃烧稳定;高负荷区域下,机组的效率可以通过改变通流面积的方式改善;中间区域负荷的加减调节,则可以通过锅炉调整压力实现。这种运行方式可以很好地适应负荷变化,机组实现一次调频,由于调节汽门只有一个,因此还利于减少节流损失。汽轮机在高负荷运行下,可以适当提高主汽温度,确保加热器投入率高,加热器水位也要合理调整。此外,凝汽器水位不可过高,会导致饱和状态凝结水持续冷却下加大机组冷源损失,因此在汽轮机运行中维持凝汽器水位正常是极为重要的。
   
    (3)汽轮机停机。在正常停机或者非计划停机时,可以采取滑参数停机,利用锅炉余热即可发电,还能够降低设备温度,对于设备检修有利。
   
    3.5 安装脱硫设备
   
    对于锅炉汽轮机在运行中会产生大量SO2的问题,技术人员可以在改造工作中,在汽轮机系统设置脱硫装置。一般使用的脱硫装置有两种,包括废烟气脱硫装置和循环样式脱硫装置,这些装置无法完全处理SO2,但可降低排放量,减少污染。同时废烟气中排放的SO2减少,还可减轻对设备的腐蚀,提高锅炉汽轮机系统热效率,减少能源消耗,进而实现节能环保生产。当前还需进一步完善相关技术,降低脱硫成本,扩大其应用范围。
   
    结束语
   
    在锅炉汽轮机运行中,要实现节能降耗,需要采取措施结合先进技术,优化锅炉汽轮机系统,重视电厂节能工作安排和计划,确保系统在运行中提高资源利用率、减少污染排放,实现更大程度上的节能环保。
   
    参考文献   
    [1]张竞飞,王丕洲,殷一甲.锅炉汽轮机节能及运行管理[J].节能,2019,38(9):53-54.   
    [2]吴传善.锅炉汽轮机节能及运行管理初探[J].智能城市,2019,5(14):130-131.  
    [3]张晓宁,倪蕊,董娜.浅谈锅炉汽轮机节能及运行管理探讨[J].科技经济导刊,2018(18):127.  
    [4]杨凯.火电厂锅炉汽轮机系统节能环保的问题及措施[J].资源节约与环保,2019(8):45.
作者单位:茂名石化热电分部动力一车间
原文出处:廖炬.锅炉汽轮机节能及运行管理[J].设备管理与维修,2020(16):24-25.
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