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摘要:人们生活水平的提高,用电需求的不断增多,促进了我国电力产业的不断发展。我国电厂发电以汽轮机发电为主,保持着较高效率的运行水平。辅机系统作为汽轮机的重要组成部分却往往被忽略,在实际运行中存在着严重资源浪费问题。那么对辅机系统设备运行方式进行优化和采取有效措施进行改进,是电厂提高发电效率的首要目标。本文就电厂汽轮机辅机运行优化及改进展开探讨。
关键词:电厂;汽轮机;辅机
我国电厂发电的主要动力设备是汽轮机机,汽轮机是否能够正常运转直接关系到发电厂的安全稳定性。对此,作为发电厂高效有机整体的重要组成部分,加强日常的汽轮机辅机(包括加热器、各种泵体、凝汽器)的检修维护是必不可少的,我们要熟知汽轮机辅机出现较多常见的问题,如汽轮机辅机异常震动、油系统故障、凝汽器真空偏低等。保持严谨的工作态度,做好日常的维护检修工作。同时要想提高电厂的发电效率,提升汽轮机辅机的节能改造是必要的,让能源能够实现最大化转化,并保证汽轮发电机组本身的安全运行,可提升电厂的发电效率。
1电厂汽轮机辅机优化的作用
目前我国主要的发电形式还是火电厂汽轮机发电,所以汽轮机组运行的正常性对于电厂正常运转具有非常重要的意义。一旦汽轮机组运行过程中发生故障,则会给电能的正常供应带来较大的影响,对经济的发展带来较大的制约。辅机系统是电厂汽轮机组的重要组成部分,所以通过对辅机系统进行优化和改进,对于提高发电效率具有十分重要的意义,因此在当前电厂提高发电效率的举措中,优化和改进汽轮机辅机系统不仅是首选目标,同时也是非常重要的途径。
2电厂汽轮机辅机的优化方式
2.1给水泵运行优化
锅炉给水泵是火力发电厂重要的辅助设备,也是厂用电消耗最多的辅助设备。给水泵能量损失主要来源于三个方面:运行效率低造成的流量过剩;扬程储备引起;出于安全运行考虑而配备参数偏大型号的给水泵。火力发电厂中的大型机组往往会选用功率较大的电动给水泵,其耗电量接近厂用电量的三分之一。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。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。
2.2冷却水系统的优化方式
冷却水系统最易出现的问题有系统运行受到的阻力不定、出水点的流量控制力度不明显等等,针对这些现象进行分析不难发现,冷却水随调节门开度的减少,相应阻力越来越大,不但造成了资源浪费,还增加了安全隐患。目前针对冷却水系统的优化方式为调整冷却水泵的运行压力,调节开门全部打开,并适当降低水的流速,以此来达到降低扬程的目的,从而实现对冷却水系统的优化。这种方式不仅达到了优化的效果,还对辅机的节能情况进行了改良,使其达到最佳性能。
2.3采用喷射式装置优化真空抽气装置
要想提高汽轮机辅机凝汽器的真空度,优化其运作效率,我们采用喷射式装置,喷射式的真空抽气装置在使用的压力来自蒸汽时,则是射汽抽气装置;依靠压力水的抽取来获得真空,则是射水抽气装置。不过目前也有很多电厂采用真空泵,它相对而言在抽取真空能力要大,消耗功率小,损失汽水小,但唯一缺点在于真空泵在投入成本上是非常昂贵的,所以电厂要根据自身的实际情况选取恰当的装置优化真空抽气装置,从而起到汽轮机辅机节能作用。
2.4优化循环水泵
当机组负荷和冷却水温一定时,当循环水流量发生改变时,凝汽器压力也会随之出现变化,这样在循环水流量变化时则会对循环水泵的功耗产生直接的影响,当循环水流量增加时,则凝汽器压力会减小,而机组的出力增加,但循环水泵的功耗也会出现增加,但当循环水流量增加太多时,循环水泵的功耗增加而将机组出力的增加值抵消。所以在循环水流量增加的情况下,机组的出力增加值与循环水泵耗功增加值的差为最大时的凝汽器运行压力,当前凝汽器运行压力处于最佳运行压力时,则循环水泵运行方式也会处于最佳的水平。在汽轮机运行过程中,通常情况下排汽量由外界负荷决定,具有不可调节性,所以可以通过对冷却水量的改变来实现对冷却水温升的控制。汽轮机冷却水量的多少由循环水泵的容量和运行台数决定,当冷却水量增加时,则其排汽压力则会降低,这样汽轮机的发出功率则会增加。一台汽轮机,当其蒸汽在末级时会存在极限膨胀压力,这时排汽压力低于该值时,则会导致膨胀不足损失发生,汽轮机的功率则不会增加,同时其凝结水温还会出现降低,从而导致机组功率减小。在这种情况下,则需要尽可能的确保凝汽器处于最佳真空作用状态下,这样才能确保实现对循环水泵的优化。
3电厂汽轮机辅机的技术改进措施
3.1输送水体系改进
在实际工作中最常见的是因输送水体系规格不匹配,导致的泵口崩裂和大量漏水问题。解决这一问题的改进措施是,在凝气设备处安装可与空气接触的输送水泵,起到消除因水泵冲撞而造成震动的作用。
3.2进一步对输送水位调控力度进行加强
电厂汽轮机辅机在运行过程中,会受到输送水位的影响,所以为了更好的提高汽轮机辅机的工作效率,则需要根据实际情况来进行技术改进。在辅机工作过程中,其输送水位通常情况下会达不到预期的设计要求,从而导致输送水处的温度出现升高的情况,甚至还会有气流冲击问题的发生,所以需要对输送水位高度预期的设计进行降低,这样才能提高其灵活性,确保其操作范围的进一步扩大。同时还需要对其进行实验来确保方案的最优性。另外还需要对输送水位的支撑高度进行提高,这也会实现对输送水位调控力度的改进。
3.3增加辅机偶合设备效率
汽轮机的偶合设备包括:偶合器、涡轮等,这些仪器在工作中会产生较大的轴向力,造成仪器工作稳定性降低,因此长期工作中的偶合设备,容易出现断裂、振幅过大的问题,导致工作效率降低。其中最为突出的是涡轮扭矩不稳定的问题,尚且还未有好的解决方法。为了确保偶合设备的高效率的稳定运行,可通过增加偶合设备功率途径入手,比如在实际电厂机组运行中,会对偶合机箱体进行焊接以增加设备的强度,提升设备使用限度。还可通过降低扭矩的频率来实现减少阻力造成的不良影响。此外,还应对注重辅机偶合设备的定期维护和保养,保证设备处于良好的工作状态。
结语
电厂检修工作是维护电厂安全、正常运行的重要保障,对于汽轮机辅机的常见故障必须要通过日常的定期维护,提高机械设备的各种相关联的优化,对汽轮机辅机常见的故障点进行数据统计,对故障方面的原因、解决方法进行归纳总结,便于出现故障时能够快速排除故障。同时电厂汽轮机辅机的改造技术也要有所提升,面向更加节能的方向发展,提高能源转换效率,从而提升电厂设备运行效率,提升我国电厂可持续发展进程。
参考文献
[1]凌建波.对火力发电厂汽机辅机优化的探讨[J].河北科技前沿,2015,8(3).
[2]鲁子晶.火电厂汽轮机辅机常见故障及检修方法研究[J].机电信息,2016.