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        電廠集控運(yùn)行中汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化策略探討

        2019-07-10 16:45:31李端良
        科學(xué)與財(cái)富 2019年14期
        關(guān)鍵詞:汽輪機(jī)措施問題

        李端良

        摘 要:隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國工業(yè)穩(wěn)步發(fā)展,人民生活水平不斷提高。在社會生活中的電廠運(yùn)行中,對電能的數(shù)量和質(zhì)量提出了更高的要求。其中汽輪機(jī)的高效運(yùn)行能夠有效促進(jìn)發(fā)電機(jī)發(fā)電,直接提高發(fā)電效率,對發(fā)電廠起到積極的影響。本文通過對汽輪機(jī)的概念和設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,并對電廠集控運(yùn)行中汽輪機(jī)運(yùn)行中存在的問題進(jìn)行分析,并提出優(yōu)化問題的合理化建議,對提高能源生產(chǎn)效率,提高電廠效率和質(zhì)量具有積極意義。

        關(guān)鍵詞:電廠;汽輪機(jī);問題;措施

        0.引言

        隨著我國電力消費(fèi)的持續(xù)增長,發(fā)電廠的發(fā)電壓力不斷增加,發(fā)電行業(yè)需要適應(yīng)和滿足當(dāng)前的發(fā)電需求。作為電廠集控運(yùn)行中的重要裝置,對汽輪機(jī)運(yùn)行效率的優(yōu)化能夠顯著改善存在的問題,進(jìn)行有效的提升。它在提高能源效率方面起著重要作用,在提高發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益方面,有著許多得天獨(dú)厚的作用。

        1.汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行

        作為熱力發(fā)電廠中的重要裝置,汽輪機(jī)主要蒸汽和燃?xì)廨啓C(jī)設(shè)備組成,這些設(shè)備的正常運(yùn)行對電廠的發(fā)展起著決定性的影響。在結(jié)構(gòu)上,汽輪機(jī)主要由兩個(gè)主要部分組成:旋轉(zhuǎn)部分和固定部分。旋轉(zhuǎn)部分,也稱為轉(zhuǎn)子部分,主要由葉輪、主軸、葉片和離合器組成,定子部分主要由氣缸、隔板、入口部分和蒸汽、密封和軸承組成。

        汽輪機(jī)的運(yùn)行主要是利用蒸汽的熱能來實(shí)現(xiàn)工作過程,首先是脈沖效應(yīng)的原理。當(dāng)蒸汽通過葉片形成的空氣通道在蒸汽輪機(jī)中高速流動時(shí),蒸汽的流動方向也相應(yīng)地改變,從而產(chǎn)生葉片的脈沖。這種脈沖能使葉輪旋轉(zhuǎn)并成為機(jī)械動能。第二,反作用的工作原理。此時(shí),強(qiáng)大的氣流將不可避免地在葉片上產(chǎn)生強(qiáng)大的反作用力,從而促進(jìn)葉輪的運(yùn)動以進(jìn)行機(jī)械加工。根據(jù)第一操作過程原理,葉片氣道中的氣流不會加速,只會改變方向。根據(jù)第二操作原理,空氣會發(fā)生膨脹,氣流也會改變方向。

        在50年代和60年代,蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)成為發(fā)電廠的一部分,并具有巨大的優(yōu)勢。鑒于汽輪機(jī)運(yùn)行單元逐漸老化,責(zé)任人員應(yīng)加強(qiáng)檢修工作,對汽輪機(jī)進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷和運(yùn)行處理,及時(shí)對突發(fā)事件做出反應(yīng),積極調(diào)整設(shè)備的運(yùn)行情況。

        2.我國汽輪機(jī)運(yùn)行的現(xiàn)狀與問題

        在影響汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的眾多因素中,汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和優(yōu)化是主要因素。通過優(yōu)化汽輪機(jī)單元的設(shè)計(jì)、制造和安裝,顯著提高了汽輪機(jī)單元的運(yùn)行效率。

        2.1汽輪機(jī)的蒸汽分配方法

        汽輪機(jī)具有許多蒸汽分配方法,但最常用的是復(fù)合氣體分配方法。通常主要分為兩個(gè)階段:第一階段是高負(fù)荷下的汽輪機(jī),汽輪機(jī)正常運(yùn)行,順序閥依次使用,第二階段是低負(fù)荷下的汽輪機(jī)。汽輪機(jī)要實(shí)現(xiàn)良好的運(yùn)行,通常應(yīng)使用單個(gè)閥門。盡管兩級負(fù)荷模式運(yùn)行良好,但低負(fù)荷階段的汽輪機(jī)機(jī)會產(chǎn)生節(jié)流消耗,這降低了能源的利用效率,并影響了發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效率。

        2.2汽輪機(jī)的啟動和停止階段

        汽輪機(jī)的啟停階段容易發(fā)生問題,在正常條件下,當(dāng)轉(zhuǎn)子處于正常運(yùn)行階段時(shí),在汽輪機(jī)中會產(chǎn)生高溫環(huán)境。當(dāng)汽輪機(jī)處于啟動和停止?fàn)顟B(tài)時(shí),溫度場就會產(chǎn)生湍流。同時(shí),轉(zhuǎn)子表面上蒸汽的存在可能影響轉(zhuǎn)子蒸汽參數(shù)的變化,參數(shù)可能增加或者減小。由于轉(zhuǎn)子的啟動和停止,轉(zhuǎn)子的工作環(huán)境不穩(wěn)定,并且有時(shí)會在高溫環(huán)境中發(fā)生。因此,應(yīng)進(jìn)行良好的汽輪機(jī)參數(shù)設(shè)置,否則將嚴(yán)重影響汽輪機(jī)的正常運(yùn)行,減少汽輪機(jī)的使用壽命。

        2.3汽輪機(jī)組的容量

        導(dǎo)致汽輪機(jī)單元能量消耗的因素很多,用于蒸汽輪機(jī)的氣閥有多種,通常,汽輪機(jī)蒸汽閥分為兩種類型:順序閥控制和單閥控制。單閥調(diào)節(jié)主要受汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)的影響,汽輪機(jī)蒸汽參數(shù)主要受噴嘴影響。順序閥的應(yīng)用范圍有限,只能在閥力不強(qiáng)的情況下使用。如果在閥門壓力較高時(shí)繼續(xù)使用順序閥,則外部氣缸和噴嘴將嚴(yán)重變形,在嚴(yán)重情況下,影響或甚至導(dǎo)致蒸汽汽輪機(jī)單元泄漏并且還降低蒸汽單元功率,最終導(dǎo)致汽輪機(jī)單元無法運(yùn)行。

        3.進(jìn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化的措施

        3.1氣體分布的優(yōu)化

        目前,大多數(shù)汽輪機(jī)使用的氣體分配方法主要是傳統(tǒng)類型,功耗大,只能在低負(fù)荷工作環(huán)境中使用。在高負(fù)荷下使用時(shí),汽輪機(jī)會嚴(yán)重?fù)p壞蒸汽設(shè)備壽命。為了改變這種狀況,可以使用性能更好的三閥氣體分配,不僅可以降低功耗,還可以顯著提高轉(zhuǎn)換效率并提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益。由于其良好的流量和較低的調(diào)節(jié)水平要求,三閥氣體分配過程可以有效地實(shí)現(xiàn)節(jié)能。

        3.2啟動和停止汽輪機(jī)時(shí)的優(yōu)化措施

        目前,大多數(shù)汽輪機(jī)額定功率為600兆瓦,汽輪機(jī)的啟動模式通常與高壓和中壓汽缸一起使用以實(shí)現(xiàn)啟用。下面介紹啟動程序如下:在啟用汽輪機(jī)之前,應(yīng)進(jìn)行充分的準(zhǔn)備工作,包括冷卻液和循環(huán)水,并且系統(tǒng)應(yīng)進(jìn)行有效測試,以確保墊圈處在緊固狀態(tài)。同時(shí)潤滑劑的量不應(yīng)低于最低液面,一旦發(fā)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行期間,鍋爐的溫度和壓力突然增加,并且超過最大范圍,操作人員應(yīng)立即打開備用鍋爐,以促進(jìn)設(shè)備的平穩(wěn)運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)安全平穩(wěn)的發(fā)電。

        3.3汽輪機(jī)組的容量的優(yōu)化措施

        在實(shí)際的高壓和中壓氣缸啟動期間,通常伴隨著溫度的升高,汽輪機(jī)的壽命隨著溫度升高而降低,因此有必要采取優(yōu)化措施進(jìn)行積極的改善,以促進(jìn)電廠的運(yùn)行優(yōu)化。優(yōu)化措施基本概括如下:首先,在汽輪機(jī)啟動期間應(yīng)將蒸汽壓力設(shè)定為0.5MPa,其次,應(yīng)始終保持高壓汽缸開口。并且在汽輪機(jī)工作期間,將汽輪機(jī)從工作狀態(tài)調(diào)整為停止?fàn)顟B(tài),即從動態(tài)變?yōu)殪o態(tài)。同時(shí)使汽輪機(jī)的進(jìn)氣量從高值逐漸減小到零,對主進(jìn)氣閥進(jìn)行關(guān)閉,氣缸其他部分的工作溫度逐漸降低等措施。在正常情況下,汽輪機(jī)可分為兩類,一類是滑動參數(shù)汽輪機(jī)和標(biāo)稱參數(shù)汽輪機(jī)。通常,選擇汽輪機(jī)的滑動參數(shù)。優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下:首先,可以減少熱量,一方面可以提高汽輪機(jī)的效率,并且可以利用鍋爐單元的預(yù)熱功能來發(fā)電。另一方面,汽輪機(jī)的各種部件可以有效地冷卻,這對于設(shè)備的維護(hù)和管理非常重要。

        4.發(fā)展趨勢

        汽輪機(jī)的發(fā)明帶來了能源工業(yè)的巨大變化。首先,要有效提高汽輪機(jī)的熱效率。隨著汽輪機(jī)裝置的推廣應(yīng)用,汽輪機(jī)的熱輸出已成為最重要的發(fā)展趨勢之一,一些新理論不斷涌出,給電廠集控運(yùn)行帶來新的發(fā)展機(jī)遇,不斷提升電廠的發(fā)電質(zhì)量,促進(jìn)生產(chǎn)效率的提升,以保證社會的用電需求,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。雖然目前已經(jīng)為促進(jìn)整個(gè)電力產(chǎn)業(yè)的發(fā)展而做出了積極努力,但是實(shí)際效果確不盡如人意,只有積極探索新技術(shù)和新理論,才能不斷促進(jìn)汽輪機(jī)的開發(fā)和應(yīng)用,才能加速汽輪機(jī)的發(fā)展,為電廠集控運(yùn)行做出積極貢獻(xiàn)。

        5.結(jié)論

        總而言之,隨著發(fā)電技術(shù)的發(fā)展和人們生活條件的改善,人們對電能的質(zhì)量和穩(wěn)定性提出了更高的要求。為了滿足當(dāng)前發(fā)電的需要,電廠必須不斷優(yōu)化和改進(jìn)發(fā)電設(shè)備的運(yùn)行,促進(jìn)發(fā)電效率跟質(zhì)量的提升,這其中汽優(yōu)化的高效運(yùn)行在提高電力效率和質(zhì)量方面發(fā)揮著重要作用。因此有關(guān)單位和部門要加強(qiáng)研究,提高汽輪機(jī)運(yùn)行性能,促進(jìn)汽輪機(jī)發(fā)電效率的提升,實(shí)現(xiàn)電廠發(fā)電質(zhì)量的提高與改善,滿足當(dāng)前社會多樣化的需求,保障社會秩序的有序進(jìn)行。

        參考文獻(xiàn):

        [1]楊昌城,林禎.電廠集控運(yùn)行汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施探討[J].工業(yè)設(shè)計(jì),2016,03:125+127.

        [2]高秀芳.電廠汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施探討[J].科技與企業(yè),2015,01:231-232.

        [3]馮劍釗,張景偉.電廠汽輪機(jī)運(yùn)行優(yōu)化措施探討[J].科技視界,2015,12:244+282.

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