上海大屯能源股份有限公司 發(fā)電廠 朱 軍
發(fā)電廠汽輪機(jī)系統(tǒng)優(yōu)化策略分析
上海大屯能源股份有限公司 發(fā)電廠 朱 軍
在電力能源供應(yīng)日趨緊張的情況下,優(yōu)化發(fā)電廠的汽輪機(jī),提高其運(yùn)行效率,是積極落實(shí)節(jié)能減排政策的重要途徑之一。本文,筆者以某發(fā)電廠4×300 MW 亞臨界機(jī)組為例,對(duì)汽輪機(jī)系統(tǒng)的優(yōu)化策略進(jìn)行分析,以期對(duì)同行有所參考。
影響發(fā)電廠汽輪機(jī)組發(fā)電效率的因素比較多,主要有主汽溫度、循環(huán)水泵耗電率、補(bǔ)水率、凝汽器端差、給水泵單耗、主汽壓力以及凝汽器背壓等。另外,在優(yōu)化發(fā)電廠汽輪機(jī)系統(tǒng)時(shí),還需要考慮機(jī)組負(fù)荷率、附屬系統(tǒng)的完備程度以及汽輪機(jī)不同汽缸的熱效率等因素。
1.汽輪機(jī)本體方面存在的問(wèn)題。
(1)主汽的設(shè)計(jì)壓力與調(diào)節(jié)級(jí)動(dòng)葉后的設(shè)計(jì)壓力分別為16.8 MPa和11.818 MPa,調(diào)節(jié)級(jí)的效率低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)高壓缸的效率低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。在實(shí)際運(yùn)行中,該發(fā)電廠汽輪機(jī)組的高壓缸排汽溫度要比廠家設(shè)計(jì)值高出20 ℃ ~ 30 ℃,其高壓缸效率普遍低于廠家設(shè)計(jì)值5% ~ 10%.調(diào)節(jié)級(jí)汽封的結(jié)構(gòu)形式為單齒、鑲嵌式;同時(shí),大修該類型汽輪機(jī)時(shí),揭缸檢查發(fā)現(xiàn)汽封未出現(xiàn)磨損情況。
上述情況表明,廠家的設(shè)計(jì)間隙值略大,使機(jī)器無(wú)法發(fā)揮出最佳的密封效果,增加了漏氣量,最終降低了調(diào)節(jié)級(jí)效率。
2.軸封系統(tǒng)方面存在的問(wèn)題。該發(fā)電廠所使用的汽輪機(jī)封軸系統(tǒng)雖然在設(shè)計(jì)之初考慮了熱經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題,但是由于軸封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)太過(guò)簡(jiǎn)單,導(dǎo)致軸封系統(tǒng)出現(xiàn)了一系列問(wèn)題。如,啟/停軸封系統(tǒng)時(shí)常出現(xiàn)壓力低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn);汽輪機(jī)組在處于正常工作狀態(tài)時(shí),高壓軸封的漏汽量偏大等。需要及時(shí)改進(jìn)這些問(wèn)題,否則會(huì)直接降低汽輪機(jī)的工作效率。
3.疏水系統(tǒng)方面存在的問(wèn)題。該發(fā)電廠的汽輪機(jī)組不論是熱力管道的疏水系統(tǒng)還是本體的疏水系統(tǒng),其設(shè)計(jì)規(guī)模均十分龐大,閥門出現(xiàn)內(nèi)漏的概率很大。這不僅影響汽輪機(jī)組功率的正常發(fā)揮,還會(huì)引發(fā)一系列問(wèn)題。如,導(dǎo)致工質(zhì)出現(xiàn)非允許狀態(tài)下的流動(dòng);增加擴(kuò)容器和疏水集管之間的溫度差異,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)容器連接疏水集管之間的部位被拉裂,導(dǎo)致凝汽器漏入大量的空氣,破壞凝汽器的真空;數(shù)量龐大的高品質(zhì)工質(zhì)漏入到凝汽器當(dāng)中,汽輪機(jī)組受此影響,機(jī)組功率明顯降低,并增大凝汽器的工作負(fù)荷水平,破壞凝汽器真空。
1.汽輪機(jī)本體方面的節(jié)能優(yōu)化改造。首先,不論是在汽輪機(jī)的安裝過(guò)程中,還是在大修過(guò)程中,必須高度重視對(duì)質(zhì)量的監(jiān)督和管理,確保通流間隙始終保持在合理的水平。其次,如果發(fā)現(xiàn)汽輪機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)了上下缸溫差較大的情況,應(yīng)立即與廠家溝通,待確定汽缸夾層蒸汽的流量與流向之后,充分利用汽輪機(jī)大修的機(jī)會(huì),直接更換汽封或者調(diào)整通流部分間隙,提高汽輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行效率,實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)節(jié)能化運(yùn)行。
2.軸封系統(tǒng)方面的節(jié)能優(yōu)化改造。發(fā)電廠工程部門應(yīng)該在設(shè)計(jì)階段就封軸系統(tǒng)存在的問(wèn)題與廠家溝通、協(xié)商,并進(jìn)行解決。建議在增加軸封供汽母管管徑的同時(shí),對(duì)啟/停軸封系統(tǒng)時(shí)出現(xiàn)的壓力低于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、高壓軸封的漏汽量偏大等問(wèn)題進(jìn)行解決,為發(fā)電廠相關(guān)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和安全工作提供保障。
3.疏水系統(tǒng)方面的節(jié)能優(yōu)化改造。在大修期間,通過(guò)對(duì)汽輪機(jī)組本體系統(tǒng)以及疏水系統(tǒng)的進(jìn)一步改進(jìn)和完善,在一定程度上降低了發(fā)電煤耗率,從而降低了發(fā)電成本,提高了發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。管道疏水?dāng)U容器以及高加危急疏水?dāng)U容器在進(jìn)行疏水系統(tǒng)重新設(shè)計(jì)時(shí)被取消,導(dǎo)致高加危急疏水閥動(dòng)作以及不同種類疏水閥門內(nèi)漏能夠在不經(jīng)過(guò)任何擴(kuò)容器降溫的前提下便可直接進(jìn)入到凝汽器背包擴(kuò)容器中,致使凝汽器受到更大的沖擊,破壞凝汽器真空。
1.功能優(yōu)化。采用 SIS 系統(tǒng)(安全聯(lián)鎖儀表系統(tǒng)),充分利用該系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)、發(fā)電煤耗計(jì)算、熱力系統(tǒng)故障診斷、優(yōu)化運(yùn)行策略制定及設(shè)備檢修建議提供等功能。采用運(yùn)行優(yōu)化技術(shù),實(shí)現(xiàn)循環(huán)水系統(tǒng)、給水泵組、汽輪機(jī)運(yùn)行方式、回?zé)嵯到y(tǒng)、調(diào)門運(yùn)行方式的優(yōu)化,使用順序閥方式,盡量將閥位調(diào)整至閥點(diǎn)附近。參照機(jī)組的設(shè)計(jì)值或熱力試驗(yàn)后獲得的最佳運(yùn)行曲線,實(shí)行耗差分析管理,優(yōu)化運(yùn)行方式,在運(yùn)行中監(jiān)視并分析機(jī)組的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo),并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整,不斷提高機(jī)組運(yùn)行效率。
2.改善汽輪機(jī)的運(yùn)行環(huán)境。
(1)每月進(jìn)行1次真空嚴(yán)密性試驗(yàn)。當(dāng)機(jī)組真空下降速度大于 400 Pa/m in時(shí),應(yīng)檢查泄漏原因并及時(shí)消除。
(2)加強(qiáng)凝汽器的清洗保養(yǎng),保持凝汽器清洗裝置處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。
(3)合理調(diào)整真空泵運(yùn)行方式,根據(jù)凝汽器真空參數(shù)及真空嚴(yán)密性,確定最合適的真空泵運(yùn)行方式。
(4)保證循環(huán)水的水質(zhì),防止凝汽器鋼管結(jié)垢,保證換熱效果。
(5)在真空系統(tǒng)設(shè)備安裝過(guò)程中要加強(qiáng)質(zhì)量監(jiān)督,確保真空系統(tǒng)管道閥門的嚴(yán)密性。