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對(duì)火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化的探討

2022-03-18 02:11馬同利
科海故事博覽 2022年1期
關(guān)鍵詞:輔機(jī)汽機(jī)結(jié)垢

馬同利

(老虎沖垃圾電廠,遼寧 沈陽 110000)

汽機(jī)輔機(jī)的性能優(yōu)化對(duì)于電力輸出的時(shí)效性和穩(wěn)定性都具有重要意義,為了提升火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益,專業(yè)技術(shù)人員需要全面的分析汽機(jī)輔機(jī)的性能優(yōu)化技術(shù),并對(duì)其生產(chǎn)電能的工作流程加以調(diào)整,使汽機(jī)輔機(jī)在生產(chǎn)電能中能夠保持良好的工作狀態(tài),促進(jìn)電力事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

1 概述

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高,火力發(fā)電廠發(fā)電的經(jīng)濟(jì)效益也在日漸的完善。如何提高供電機(jī)組的工作效率同時(shí)減少產(chǎn)電裝置的能源消耗一直是電力相關(guān)研究的重點(diǎn)內(nèi)容,性能優(yōu)化工作的實(shí)際成效能夠有效的提升火力發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。汽機(jī)輔機(jī)是火力發(fā)電廠的常用機(jī)型之一,汽機(jī)輔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)和能源消耗情況對(duì)火力發(fā)電廠的發(fā)電效益有著重要的影響,從實(shí)際情況出發(fā),把實(shí)際情況和火力發(fā)電廠發(fā)電自身情況相結(jié)合,得出汽機(jī)輔機(jī)的運(yùn)行方式改良措施和性能優(yōu)化是現(xiàn)階段火力發(fā)電廠所要解決的問題。從性能優(yōu)化的角度分析汽機(jī)輔機(jī)在運(yùn)行過程中能夠進(jìn)行優(yōu)化的方面,促使汽機(jī)輔機(jī)能夠擁有更好的性能是我們要討論的要點(diǎn)。

2 火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)性能優(yōu)化的意義

汽機(jī)輔機(jī)作為傳統(tǒng)能源的發(fā)電設(shè)備在火力發(fā)電廠大規(guī)模生產(chǎn)電力的過程中占據(jù)著重要位置,也是火力發(fā)電廠控制能源消耗的一個(gè)重要組成部分。但是汽機(jī)輔機(jī)的固有屬性使得它在工作的過程中需要消耗大量的資源,因此對(duì)汽機(jī)輔機(jī)進(jìn)行性能優(yōu)化方面的技術(shù)改良勢在必行。

隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,在對(duì)汽機(jī)輔機(jī)性能的技術(shù)研究方面已經(jīng)取得了一些進(jìn)展,汽機(jī)輔機(jī)的性能優(yōu)化技術(shù)也得到了一定的突破,汽機(jī)輔機(jī)在理論層面的性能優(yōu)化促使其在進(jìn)行維護(hù)和技術(shù)改良的過程中把結(jié)構(gòu)中的不合理之處指出并不斷的完善,從而使汽機(jī)輔機(jī)的電力生產(chǎn)效能不斷的提高。

3 影響汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的性能情況分析

3.1 汽機(jī)輔機(jī)軸封系統(tǒng)的完善程度

汽機(jī)輔機(jī)的完整軸封系統(tǒng)是指門桿漏氣和軸封漏氣過程中對(duì)漏掉的氣體進(jìn)行回收再利用的完整處理系統(tǒng)。在汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的過程中,軸封的漏氣和門桿的漏氣都用以加熱汽機(jī)輔機(jī)中的循環(huán)水,從水資源和熱性能方面減少了汽機(jī)輔機(jī)的整體資源消耗,從而提升了經(jīng)濟(jì)效益。如果把汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行中的泄露物質(zhì)和外放的熱量全部回收利用,就能使得汽機(jī)輔機(jī)的熱量損失達(dá)到最低。因此回收利用系統(tǒng)的完善性能夠?qū)ζ麢C(jī)輔機(jī)運(yùn)行性能產(chǎn)生影響。

3.2 蒸汽參數(shù)對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響

汽機(jī)輔機(jī)顧名思義其主要的運(yùn)行能量來自于蒸汽的供給,蒸汽的壓力和溫度都能對(duì)汽機(jī)輔機(jī)的性能產(chǎn)生影響,從而影響到汽機(jī)輔機(jī)的經(jīng)濟(jì)效益。隨著蒸汽壓力的降低,汽機(jī)輔機(jī)內(nèi)裝置的運(yùn)行效率也會(huì)降低,在日常的參數(shù)統(tǒng)計(jì)中,蒸汽壓力每降低0.1Mpa 就會(huì)使熱量的消耗增加0.5%左右,蒸汽溫度每降低10℃就會(huì)使熱量的消耗增加0.5%左右[1]。因此應(yīng)注意蒸汽參數(shù)的控制,從參數(shù)控制的角度入手優(yōu)化汽機(jī)輔機(jī)的性能。

3.3 汽機(jī)輔機(jī)通流部分結(jié)垢對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響

在汽機(jī)輔機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中其通流部分會(huì)產(chǎn)生結(jié)垢現(xiàn)象,通流部分結(jié)垢會(huì)導(dǎo)致通流裝置整體的通流面積減小,從而使得蒸汽的流量隨之減小,汽機(jī)輔機(jī)葉片的工作效率也隨之降低,導(dǎo)致汽機(jī)輔機(jī)的工作效能降低。如果長時(shí)間不對(duì)汽機(jī)輔機(jī)通流部分的結(jié)垢進(jìn)行處理,出現(xiàn)嚴(yán)重結(jié)垢現(xiàn)象,那么汽機(jī)輔機(jī)在超臨界壓力下工作一年后其整體的工作效率會(huì)下降6%左右。而且結(jié)垢會(huì)對(duì)通流部分的反動(dòng)度造成影響,隨著結(jié)垢的增多和長時(shí)間不做處理,汽機(jī)輔機(jī)的軸向推力會(huì)不斷的加大,這就會(huì)威脅到汽機(jī)輔機(jī)組的運(yùn)行安全[2]。

3.4 工質(zhì)泄露對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響

工質(zhì)的泄露導(dǎo)致汽機(jī)輔機(jī)的做功效率下降,從而使汽機(jī)輔機(jī)的經(jīng)濟(jì)效能下降。在重要位置的蒸汽泄露是對(duì)汽機(jī)輔機(jī)工作效能影響最大的因素。同時(shí),如果在汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的過程中不對(duì)排污進(jìn)行回收利用,也會(huì)導(dǎo)致較大的熱量損失,從而影響到汽機(jī)輔機(jī)的經(jīng)濟(jì)效能。

3.5 蒸汽壓力損失對(duì)經(jīng)濟(jì)的影響

主蒸汽壓力損失,抽汽壓力損失等都會(huì)使汽機(jī)輔機(jī)的做功能力下降,從而造成經(jīng)濟(jì)損失。

3.6 真空系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的經(jīng)濟(jì)影響

在汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的過程中蒸汽的有效焓會(huì)隨著真空空間的減少而降低,在汽機(jī)輔機(jī)發(fā)電總效能保持不變的情況下,機(jī)組的進(jìn)氣量增大,真空降低會(huì)使得循環(huán)熱效率降低,從而造成經(jīng)濟(jì)效率的降低。

4 汽機(jī)輔機(jī)性能優(yōu)化措施

4.1 優(yōu)化火力發(fā)電廠轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速

大型電機(jī)主要由定子和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。其中定子是主磁極,定子主要由換向磁極、電刷、定子基座和端蓋組成,轉(zhuǎn)子主要由電樞裝置的一部分零件、換向器、軸承和轉(zhuǎn)軸組成。轉(zhuǎn)子是傳動(dòng)裝置,轉(zhuǎn)子中的電樞繞組盤繞在電樞鐵芯上,通過切割磁感線來獲得電流。

通過換向器能夠做到電機(jī)的直流交流轉(zhuǎn)換。轉(zhuǎn)子的軸承和轉(zhuǎn)軸能夠?qū)D(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)起到輔助作用,所有的這些構(gòu)件組成都是極其重要的,缺一不可。定子主要是由磁極組成,并且在產(chǎn)生磁感線的同時(shí)能夠減少轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)過程中的能量損失。

轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸在長期運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下容易發(fā)生磨損現(xiàn)象,這會(huì)導(dǎo)致整個(gè)電力汽輪機(jī)系統(tǒng)的工作狀態(tài)受到影響。因此,應(yīng)該優(yōu)化火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的工作狀態(tài),對(duì)其中的轉(zhuǎn)子運(yùn)行水平進(jìn)行有效提升。

首先需要對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸進(jìn)行精準(zhǔn)測量,一般情況下,轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)軸出現(xiàn)問題是汽輪機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)故障的主要原因,因此優(yōu)化轉(zhuǎn)子的運(yùn)行水平首先優(yōu)化轉(zhuǎn)軸。在轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)經(jīng)位置放置測量裝置,然后對(duì)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量和有效記錄,這樣就能夠控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)一直維持在工作范圍允許的區(qū)間內(nèi),并保證轉(zhuǎn)子可控。然后在轉(zhuǎn)子進(jìn)行工作的過程中如果出現(xiàn)異?;蝿?dòng)的情況,其晃動(dòng)幅度會(huì)直接導(dǎo)致轉(zhuǎn)軸磨損,針對(duì)這種情況,可以對(duì)轉(zhuǎn)子工作過程中的晃動(dòng)情況進(jìn)行記錄,然后對(duì)晃動(dòng)幅度進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)并分析。分析的結(jié)果能夠呈現(xiàn)轉(zhuǎn)子晃動(dòng)的物偏差,通過物偏差能夠?qū)D(zhuǎn)子工作進(jìn)行精準(zhǔn)檢測和維修。

4.2 控制汽機(jī)輔機(jī)給水系統(tǒng)

要想降低汽機(jī)輔機(jī)的性能就要對(duì)汽機(jī)輔機(jī)的給水溫度進(jìn)行控制。通常情況下汽機(jī)輔機(jī)的給水溫度受到鍋爐燃料燃燒的充分程度影響,當(dāng)汽機(jī)輔機(jī)的給水溫度低于臨界值時(shí),鍋爐會(huì)增加電消耗從而使整個(gè)汽機(jī)輔機(jī)的性能增加,同時(shí)汽機(jī)輔機(jī)的排煙系統(tǒng)也會(huì)增加熱量散發(fā),導(dǎo)致能源的使用率大大降低。關(guān)注汽機(jī)輔機(jī)開啟和關(guān)閉過程中的水溫度變化,將水溫控制在汽機(jī)輔機(jī)正常工作需求的溫度范圍內(nèi),同時(shí)對(duì)汽機(jī)輔機(jī)進(jìn)行日常維護(hù),避免汽機(jī)輔機(jī)因?yàn)槿藶椴僮魇д`或者運(yùn)行系統(tǒng)問題而導(dǎo)致的能量損耗。平時(shí)應(yīng)加強(qiáng)汽機(jī)輔機(jī)管道結(jié)垢物質(zhì)的清理,減少結(jié)垢對(duì)汽機(jī)輔機(jī)供熱效率的影響。要注重高溫加熱器水位對(duì)汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的影響,要讓水位剛好可以維持汽機(jī)輔機(jī)的正常運(yùn)行,這對(duì)汽機(jī)輔機(jī)的供熱率有極大的影響。水位和水溫的問題都會(huì)導(dǎo)致汽機(jī)輔機(jī)的熱能損失,從而影響汽機(jī)輔機(jī)的工作效率[3]。

4.3 凝結(jié)器狀態(tài)控制

凝結(jié)器的使用對(duì)汽機(jī)輔機(jī)的使用壽命有極大的影響,凝結(jié)器應(yīng)該始終保持最佳的真空狀態(tài),這對(duì)于能源投入量有著很重要的影響,能源投入的越少,汽機(jī)輔機(jī)的運(yùn)行使用壽命就會(huì)越長,同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生更高的效能。要使凝結(jié)器的真空狀態(tài)始終保持最佳,處理方式有以下幾種:

1.對(duì)凝結(jié)器的真空密閉性進(jìn)行周期性檢查,保證其密閉性始終良好。

2.定期對(duì)射水泵進(jìn)行檢查,使射水箱的水位始終保持在正常水位且溫度適宜。

3.對(duì)凝結(jié)器管道的水質(zhì)量進(jìn)行定期檢查,如果積垢過多就要對(duì)積垢進(jìn)行清理,保證水質(zhì)一直為最佳。

4.保證凝結(jié)器的水位始終保持在汽機(jī)輔機(jī)正常運(yùn)行所需要的水位,讓其在運(yùn)行中的工作面能夠得到有效的冷卻。

通過以上幾個(gè)方面的檢查和調(diào)整,汽機(jī)輔機(jī)的運(yùn)行效率能夠得到有效的保證,從而提升汽機(jī)輔機(jī)的整體效能。

4.4 汽機(jī)輔機(jī)的運(yùn)行和停止

汽機(jī)輔機(jī)在運(yùn)行過程中要保證“一定一滑”的運(yùn)行方式。在低負(fù)荷運(yùn)行下,汽機(jī)輔機(jī)鍋爐中的水循環(huán)和燃燒效率要得到保證,同時(shí)及時(shí)進(jìn)行定壓調(diào)節(jié)。在高負(fù)荷運(yùn)行下,高負(fù)荷范圍內(nèi)要用噴嘴進(jìn)行調(diào)整從而保證汽機(jī)輔機(jī)組的高效運(yùn)行。對(duì)于汽機(jī)輔機(jī)的停止,通常分為滑參數(shù)非計(jì)劃性停機(jī)和正常停機(jī)兩種,保證汽機(jī)輔機(jī)的停機(jī)是這兩種停機(jī)方式之中的一種,這樣不僅可以利用鍋爐中剩余的熱量來進(jìn)行下次運(yùn)行,還可以降低鍋爐溫度和汽機(jī)輔機(jī)的設(shè)備溫度,就可以延長汽機(jī)輔機(jī)的使用壽命,更方便了設(shè)備的檢修。

4.5 對(duì)加熱器進(jìn)行優(yōu)化

當(dāng)火力發(fā)電廠在運(yùn)行的過程中,加熱器內(nèi)部的每一個(gè)裝置都會(huì)在蒸汽給水和凝水轉(zhuǎn)變的過程中發(fā)揮著積極的作用,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)水蒸氣回?zé)峒訜岬哪康?,但是結(jié)合目前實(shí)際運(yùn)行情況而言,不管是局部出現(xiàn)故障還是端差產(chǎn)生變化都會(huì)從根本上影響汽機(jī)的運(yùn)行速度以及運(yùn)行質(zhì)量。為了能夠解決這些問題,工作人員在完成相關(guān)工作之后還要將蒸汽冷卻、凝結(jié)等在內(nèi)的u型管板倒立式高壓和臥式加壓融入到加熱系統(tǒng)當(dāng)中,在這個(gè)過程當(dāng)中蒸汽冷卻段會(huì)通過蒸汽凝結(jié)的方式來對(duì)給水進(jìn)行加熱,而疏水冷卻則能夠有效提升抽氣能力的利用率和給水的溫度,在此之后還通過降低自身溫度去弱化下一階級(jí)抽氣的排斥能力,只有將兩者進(jìn)行統(tǒng)一才能有效控制加熱器端差的變化幅度,從而在根本上提升其經(jīng)濟(jì)性。眾所周知,每一個(gè)壓力性除氧器都會(huì)以0.3%的釋放比例對(duì)外界排放蒸氣,如果相關(guān)部門沒有對(duì)此予以調(diào)整就會(huì)引發(fā)更為嚴(yán)重的資源浪費(fèi)現(xiàn)象?;诖耍嚓P(guān)部門要為300MW 以上的機(jī)組配備一臺(tái)無頭除氧器,只有這樣才能有效的實(shí)現(xiàn)應(yīng)力以及出水含氧量的降低。如果時(shí)間和條件都允許的話還可以對(duì)噴嘴進(jìn)行改造,這樣就能更好的緩解大氣污染等問題。

4.6 對(duì)水泵進(jìn)行全面的優(yōu)化

如果在保持汽機(jī)組以及冷卻溫度不變的前提下去改變循環(huán)水流量就會(huì)直接影響到汽機(jī)的實(shí)際壓力,進(jìn)而讓循環(huán)水泵的功率產(chǎn)生變化。眾所周知,循環(huán)水加大流量時(shí)汽機(jī)的出力值和水泵增大的功率會(huì)有一定的差距,這時(shí)候就要利用循環(huán)水泵來將差距縮減到最小,但是大部分企業(yè)在采取這項(xiàng)措施的過程中會(huì)時(shí)常出現(xiàn)問題,基于此,工作人員一定要對(duì)循環(huán)水泵的不同組合方式的運(yùn)行效果進(jìn)行分析并找到一個(gè)最佳的運(yùn)行方案。不過有一點(diǎn)需要注意的就是工作人員一定要對(duì)汽組的性能、循環(huán)水流等方面進(jìn)行全方位的檢測,并根據(jù)最終結(jié)果對(duì)汽組的運(yùn)行背壓進(jìn)行合理的計(jì)算,只有這樣做才能確定循環(huán)水泵要用哪一種運(yùn)行方式去實(shí)現(xiàn)利益的最大化。

4.7 對(duì)抽氣設(shè)備進(jìn)行全面的優(yōu)化

對(duì)于火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)中的抽氣設(shè)備來說,其存在的意義就是給啟動(dòng)機(jī)組營造一個(gè)良好的真空狀態(tài),在整個(gè)運(yùn)行的過程當(dāng)中還能將凝結(jié)器中不凝結(jié)的水蒸氣和其他廢氣順利抽出,以此來穩(wěn)定其真空度。這種操作流程看似簡單但是卻非常容易受到真空泵轉(zhuǎn)速、工作液溫度等影響,在這些因素當(dāng)中工作液溫度所帶來的影響是最大的,為此工作人員在對(duì)抽氣設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化的過程中一定要對(duì)其予以高度的重視,盡可能的避免此問題的出現(xiàn)。如果想要更大限度的實(shí)現(xiàn)抽氣設(shè)備的優(yōu)化工作,工作人員應(yīng)使用地下水對(duì)真空泵的溫度進(jìn)行冷卻,這種措施如果在夏天進(jìn)行操作不僅能提升抽氣設(shè)備的抽吸能力,還能有效降低能源消耗,以此來提升冷凝器的換熱能力以及真空度。此外,如果在優(yōu)化的過程中出現(xiàn)了地下水消耗完的情況還可以將搜集好的水蒸氣進(jìn)行液化,以此來當(dāng)充作循環(huán)水,這樣一來不僅能有效保證能源的充分利用,還能給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。

5 結(jié)語

綜上所述,汽機(jī)輔機(jī)的性能優(yōu)化涉及到汽機(jī)輔機(jī)的結(jié)構(gòu)維護(hù)和運(yùn)行維護(hù),需要保證其在運(yùn)行時(shí)的能量供給和能量的再利用。汽機(jī)輔機(jī)作為火力發(fā)電廠發(fā)電的主要機(jī)型之一,在性能優(yōu)化中所涉及的面非常多,因此實(shí)際生產(chǎn)中火力發(fā)電廠要根據(jù)自身情況對(duì)汽機(jī)輔機(jī)進(jìn)行管理優(yōu)化和設(shè)計(jì)優(yōu)化,讓汽機(jī)輔機(jī)的水溫長期處于適合運(yùn)行的溫度,同時(shí)保證汽機(jī)輔機(jī)的運(yùn)行參數(shù)始終符合標(biāo)準(zhǔn),在對(duì)汽機(jī)輔機(jī)的日常維護(hù)中,要對(duì)汽機(jī)輔機(jī)的運(yùn)行合理性進(jìn)行定期檢查,保證其生產(chǎn)效能。

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