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摘 要:汽机是火电厂发电进程中重要的一部分,对电能供应与发电运行工作发挥着重要的作用。现阶段,我国科学技术持续更迭换代,对机组运行情况有着更高的要求,但是汽机运行中仍然存在性能不高、运行方案不完善等问题,使其难以符合火电厂发电需求,因此亟待加强汽机的优化运行。本文针对火电厂汽机基本情况展开论述,并提出一定的经济运行策略,希望能够确保火力发电厂汽机的稳定运行,促进电力事业的长远发展。
关键词:火电厂;汽机运行;问题;措施
一、火电厂汽机运行中存在的问题
科学技术不断更迭换代,经济社会稳步发展,我国火力发电厂的汽机设备升级改造,其设备运行效能已经逐渐与发达国家缩小了差距,为我国社会生产与人们工作生活提供足够的电力供应。然而,在汽机的运行中,仍然不可避免的受到各种外界因素的影响,例如电力共组人员缺乏专业素质与技能等,设备管理情况较差,致使汽机在实际的运行中性能存在一定的问题。具体表现为:
1、火力发电厂运行中,汽机使用性能相对较低。现阶段,我国社会发展中对于用电量的需求不断上升,因此对火力发电厂汽机的运行性能有着较高的要求。然而,即使当前火力发电技术已经不断改造升级,但是仍然无法支撑火力发电的需求。与此同时,火力发电厂的管网性能较低,一旦汽机与管网结合,将对汽机的运行性能造成严重的影响,大幅影响到火力发电厂的运行经济性。
2、火力发电厂汽机的实施方案不完善。当前,我国用电量持续增加,火力发电厂若想充分满足用电需求,则应该不断调整汽机的运行效率。然而,由于汽机本身的结构复杂,操作存在一定的难度,导致不能适应制定出的实施方案或者不能完全执行,致使汽机运行达不到理想状态和理论参数。故此,火力发电厂汽机的运行方案需要根据需求变化不断改进优化,随时调整实施方案以保证汽机尽量高效运转。
3、汽机运行缺少足够的资金支持。当前,社会用电量需求不断增加,火力发电厂运行中面临着各种难题与挑战。由于很多火电厂汽机运行中缺少足够的资金支持,使得汽机不能按实际需求和性能优化方案进行改进的,甚至影响到火力发电厂的稳定运行。
二、影响火电厂汽机运行效果的因素分析
1、主汽/排汽参数。就发电热力循环而言,蒸汽初压与初温是影响热力机组性能的2个主要参数。通过提高初压与初温可使蒸汽动力循环的平均吸热温度升高,進而让循环热效率提高。在蒸汽初参数确定的前提下,让汽轮机的实际排汽压力降低,这样可降低循环放热过程的平均温度,这样也能提高汽机热循环效率,但在提高初压与降低排汽压力的情况下,通常也会增大汽轮机末级湿度,造成湿汽损失增大,排汽湿度的过大,也会缩短末几级叶片的寿命,最终会对汽轮机的安全运行造成影响。
2、再热系统参数。为有效处理排汽湿度过大问题,人们通常会加入中间再热循环,该种循环主要是把蒸汽从汽机某级后引到锅炉然后再进行加热,让蒸汽温度提高后,再把蒸汽送至汽轮机后面级内,让其继续做功。通常情况下,再热工质的吸热温度一般会比主汽工质高。再热对汽机机经济性的提高,通常表现在:①让末级湿度降低,让湿汽损失减小,让低压缸效率提高。②让工质的加权平均吸热温度提高。
3、回热系统参数。在实际生产中,抽汽级数、各级抽汽压力、抽汽烩值、各加热器进出口给水温度以及烩值等,这些都是回热系统的主要参数。通过给水回热,一方面可减少汽轮机排入凝汽器的蒸汽量,进而降低汽轮机冷源损失;另一方面还可把工质在锅炉内的平均吸热温度提高,让锅炉内部的传热温度差降低,进而减少做功能力损失。
三、解决火电厂汽机运行中问题的措施
1、优化火力发电厂汽机抽汽设备。在火力发电厂的实际运行中,汽机占据着重要的地位,并发挥着不可取代的作用。作为凝汽器抽真空装置,汽机的运行情况关系着机组的安全稳定运行状态。故此,强化真空泵系统显得尤为重要,不管是关闭汽机,还是开启汽机都应该始终保证凝汽器的真空状态。在火电厂的正常运行中,最为常见的应用设备是真空喷射器,主要分为喷射器、蒸汽喷射器两种,虽然所运用的媒体不同,但是实际运行的原理是殊途同归的。两者都存在一定的优势与缺点,其中抽真空装置构造较为简单,操作便捷,运行性能稳定,制作成本较低,但是实际运行成本与维护成本较高,甚至容易导致浪费水资源的现象;而真空泵具备启动时间段、机械化操作强、运行功率低等优势,但是同时具备前期投资多,蒸汽处理弱等缺点,对真空系统的运行情况容易造成一定的威胁。在火力发电厂的实际运行中,需要按照自身的实际条件与运行情况选择合适的汽机抽汽设备,确保发电厂机组的稳定运行。
2、优化汽机的回热加热器。若想确保火力发电厂机组的稳定运行,则应该根据实际情况来设计操作各级加热器,不管哪级加热器故障切除都将导致整个汽机及热力系统效率降低,直接降低了火力发电厂的发电效率。加热器的端差是加热器效能的直接体现,如何维持较低的端差又不影响安全运行是研究的方向。要得到低端差势必要维持加热器高水位稳定,这就需要我们的调节系统足够精确和线性,才能既保证安全又保证高效。而国产调节系统在这精细度方面是不过关的,特别是这种低流量低水压的不起眼地方更为突出,还需要不断投入研发制造出更优秀的产品来让我们使用。当然也可以直接采购国外的先进成熟产品,势必成本也会大大高。那么优化的方式也可以变通,在重要的设备使用可靠性和精细度更高的国外产品,在初调或者要求不高的地方使用国产设备,两相集合找到效能与投入的平衡点,出发点还是在于使用者的需求。再加上制定相应的操作规范和管理制度,多管齐下降本增效。
3、优化汽机的运行模式。在火力发电厂汽机中有大量水泵,应该按照发电厂的不同发电需求应用不同的运行模式。按水泵的工作方式主要分为两种类型:定速泵、变频泵。其中定速泵应用最为广泛,包括电动给水泵也使用定速泵(通过液力耦合器改变给水泵转速)。定速泵使用的是定速电机,造价低方便制造,安装调试简单,控制系统也不复杂。然而一旦定速泵的装置出现低负荷运行的情况,将会造成严重的资源浪费情况,主要表现在节流损失大幅上升,泵组效率下降。故此,对水泵进行变频改造是极其有效的提升办法,原因在于变频电机及其附属设备能够在不同工况输出不同转速和功率,保证正常使用的前提下还没有节流损失,大大提高了效率。但变频装置造价高、设备体积大、安装维护难度高、控制系统复杂,所以要按需安装做到效益最大化。在控制成本和维护难度的前提下,定速和变频泵组综合采用。
4、优化汽机给水泵。事实上,火力发电厂运行中,电动给水泵是耗电量最大的设备,所以若想保证汽机机组的经济运行,则应该加强电动给水泵耗电量的控制。除了变频改造外,还有更经济的汽动给水泵组可以采用。具体优化措施有:①处于启动炉供汽或者临机运行状态下,采用前置泵为锅炉提供水源升温升压;②如果汽包压力大于0.8MPa时,则应该借助于冲动小轮机带动汽动给水泵来为锅炉提供水源,减少电动给水泵的使用时间。当然电动给水泵反应迅速,作为紧急备用使用,在异常情况下可以保证安全还是必不可少。成本控制前提下可以削减电动给水泵的容量,但是不能不设置电动给水泵。
结束语
总之,火电厂作为电能生产的重要部门,其特殊性对能源消耗量也较大,所以在这竞争白热化的态势下,需要采取切实可行的节能措施,强化汽轮机的节能运行,确保其以最小的能源消耗,实现经济效益的最大化。
参考文献
[1]王毅.火力发电厂汽机现状及优化策略[J].电子世界,2019(14):367-369.
关键词:火电厂;汽机运行;问题;措施
一、火电厂汽机运行中存在的问题
科学技术不断更迭换代,经济社会稳步发展,我国火力发电厂的汽机设备升级改造,其设备运行效能已经逐渐与发达国家缩小了差距,为我国社会生产与人们工作生活提供足够的电力供应。然而,在汽机的运行中,仍然不可避免的受到各种外界因素的影响,例如电力共组人员缺乏专业素质与技能等,设备管理情况较差,致使汽机在实际的运行中性能存在一定的问题。具体表现为:
1、火力发电厂运行中,汽机使用性能相对较低。现阶段,我国社会发展中对于用电量的需求不断上升,因此对火力发电厂汽机的运行性能有着较高的要求。然而,即使当前火力发电技术已经不断改造升级,但是仍然无法支撑火力发电的需求。与此同时,火力发电厂的管网性能较低,一旦汽机与管网结合,将对汽机的运行性能造成严重的影响,大幅影响到火力发电厂的运行经济性。
2、火力发电厂汽机的实施方案不完善。当前,我国用电量持续增加,火力发电厂若想充分满足用电需求,则应该不断调整汽机的运行效率。然而,由于汽机本身的结构复杂,操作存在一定的难度,导致不能适应制定出的实施方案或者不能完全执行,致使汽机运行达不到理想状态和理论参数。故此,火力发电厂汽机的运行方案需要根据需求变化不断改进优化,随时调整实施方案以保证汽机尽量高效运转。
3、汽机运行缺少足够的资金支持。当前,社会用电量需求不断增加,火力发电厂运行中面临着各种难题与挑战。由于很多火电厂汽机运行中缺少足够的资金支持,使得汽机不能按实际需求和性能优化方案进行改进的,甚至影响到火力发电厂的稳定运行。
二、影响火电厂汽机运行效果的因素分析
1、主汽/排汽参数。就发电热力循环而言,蒸汽初压与初温是影响热力机组性能的2个主要参数。通过提高初压与初温可使蒸汽动力循环的平均吸热温度升高,進而让循环热效率提高。在蒸汽初参数确定的前提下,让汽轮机的实际排汽压力降低,这样可降低循环放热过程的平均温度,这样也能提高汽机热循环效率,但在提高初压与降低排汽压力的情况下,通常也会增大汽轮机末级湿度,造成湿汽损失增大,排汽湿度的过大,也会缩短末几级叶片的寿命,最终会对汽轮机的安全运行造成影响。
2、再热系统参数。为有效处理排汽湿度过大问题,人们通常会加入中间再热循环,该种循环主要是把蒸汽从汽机某级后引到锅炉然后再进行加热,让蒸汽温度提高后,再把蒸汽送至汽轮机后面级内,让其继续做功。通常情况下,再热工质的吸热温度一般会比主汽工质高。再热对汽机机经济性的提高,通常表现在:①让末级湿度降低,让湿汽损失减小,让低压缸效率提高。②让工质的加权平均吸热温度提高。
3、回热系统参数。在实际生产中,抽汽级数、各级抽汽压力、抽汽烩值、各加热器进出口给水温度以及烩值等,这些都是回热系统的主要参数。通过给水回热,一方面可减少汽轮机排入凝汽器的蒸汽量,进而降低汽轮机冷源损失;另一方面还可把工质在锅炉内的平均吸热温度提高,让锅炉内部的传热温度差降低,进而减少做功能力损失。
三、解决火电厂汽机运行中问题的措施
1、优化火力发电厂汽机抽汽设备。在火力发电厂的实际运行中,汽机占据着重要的地位,并发挥着不可取代的作用。作为凝汽器抽真空装置,汽机的运行情况关系着机组的安全稳定运行状态。故此,强化真空泵系统显得尤为重要,不管是关闭汽机,还是开启汽机都应该始终保证凝汽器的真空状态。在火电厂的正常运行中,最为常见的应用设备是真空喷射器,主要分为喷射器、蒸汽喷射器两种,虽然所运用的媒体不同,但是实际运行的原理是殊途同归的。两者都存在一定的优势与缺点,其中抽真空装置构造较为简单,操作便捷,运行性能稳定,制作成本较低,但是实际运行成本与维护成本较高,甚至容易导致浪费水资源的现象;而真空泵具备启动时间段、机械化操作强、运行功率低等优势,但是同时具备前期投资多,蒸汽处理弱等缺点,对真空系统的运行情况容易造成一定的威胁。在火力发电厂的实际运行中,需要按照自身的实际条件与运行情况选择合适的汽机抽汽设备,确保发电厂机组的稳定运行。
2、优化汽机的回热加热器。若想确保火力发电厂机组的稳定运行,则应该根据实际情况来设计操作各级加热器,不管哪级加热器故障切除都将导致整个汽机及热力系统效率降低,直接降低了火力发电厂的发电效率。加热器的端差是加热器效能的直接体现,如何维持较低的端差又不影响安全运行是研究的方向。要得到低端差势必要维持加热器高水位稳定,这就需要我们的调节系统足够精确和线性,才能既保证安全又保证高效。而国产调节系统在这精细度方面是不过关的,特别是这种低流量低水压的不起眼地方更为突出,还需要不断投入研发制造出更优秀的产品来让我们使用。当然也可以直接采购国外的先进成熟产品,势必成本也会大大高。那么优化的方式也可以变通,在重要的设备使用可靠性和精细度更高的国外产品,在初调或者要求不高的地方使用国产设备,两相集合找到效能与投入的平衡点,出发点还是在于使用者的需求。再加上制定相应的操作规范和管理制度,多管齐下降本增效。
3、优化汽机的运行模式。在火力发电厂汽机中有大量水泵,应该按照发电厂的不同发电需求应用不同的运行模式。按水泵的工作方式主要分为两种类型:定速泵、变频泵。其中定速泵应用最为广泛,包括电动给水泵也使用定速泵(通过液力耦合器改变给水泵转速)。定速泵使用的是定速电机,造价低方便制造,安装调试简单,控制系统也不复杂。然而一旦定速泵的装置出现低负荷运行的情况,将会造成严重的资源浪费情况,主要表现在节流损失大幅上升,泵组效率下降。故此,对水泵进行变频改造是极其有效的提升办法,原因在于变频电机及其附属设备能够在不同工况输出不同转速和功率,保证正常使用的前提下还没有节流损失,大大提高了效率。但变频装置造价高、设备体积大、安装维护难度高、控制系统复杂,所以要按需安装做到效益最大化。在控制成本和维护难度的前提下,定速和变频泵组综合采用。
4、优化汽机给水泵。事实上,火力发电厂运行中,电动给水泵是耗电量最大的设备,所以若想保证汽机机组的经济运行,则应该加强电动给水泵耗电量的控制。除了变频改造外,还有更经济的汽动给水泵组可以采用。具体优化措施有:①处于启动炉供汽或者临机运行状态下,采用前置泵为锅炉提供水源升温升压;②如果汽包压力大于0.8MPa时,则应该借助于冲动小轮机带动汽动给水泵来为锅炉提供水源,减少电动给水泵的使用时间。当然电动给水泵反应迅速,作为紧急备用使用,在异常情况下可以保证安全还是必不可少。成本控制前提下可以削减电动给水泵的容量,但是不能不设置电动给水泵。
结束语
总之,火电厂作为电能生产的重要部门,其特殊性对能源消耗量也较大,所以在这竞争白热化的态势下,需要采取切实可行的节能措施,强化汽轮机的节能运行,确保其以最小的能源消耗,实现经济效益的最大化。
参考文献
[1]王毅.火力发电厂汽机现状及优化策略[J].电子世界,2019(14):367-369.