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        鍋爐汽輪機(jī)節(jié)能及運(yùn)行管理分析

        2020-11-30 12:12:07邵亮軍
        中國電氣工程學(xué)報 2020年17期
        關(guān)鍵詞:節(jié)能管理運(yùn)行管理

        邵亮軍

        【摘要】在最近幾年中,工業(yè)的快速發(fā)展也帶動了鍋爐制造業(yè)的發(fā)展,這也使得能源問題和環(huán)境問題成為重要的問題。為了符合我國可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略,加強(qiáng)環(huán)境保護(hù),在鍋爐汽輪機(jī)管理中,必須要做好節(jié)能和運(yùn)行管理,防止運(yùn)行中產(chǎn)生過多的污染?;诖耍治鲥仩t汽輪機(jī)節(jié)能及運(yùn)行中存在的問題,然后探究鍋爐汽輪機(jī)節(jié)能及運(yùn)行管理的具體措施,以供參考。

        【關(guān)鍵詞】鍋爐汽輪機(jī); 節(jié)能管理; 運(yùn)行管理;

        一、鍋爐汽輪機(jī)的能源損耗和污染問題

        鍋爐熱效率偏低。實踐生產(chǎn)中的鍋爐汽輪機(jī)以小容量為主,這類鍋爐汽輪機(jī)難以開展完全燃燒,損失較多的熱量,難以實現(xiàn)最佳工況下的設(shè)備運(yùn)行。而大容量的鍋爐汽輪機(jī)大都處于低負(fù)荷狀態(tài),能源損耗問題嚴(yán)重。

        排煙溫度偏高。燃料燃燒是鍋爐汽輪機(jī)的運(yùn)行基礎(chǔ),目前,鍋爐汽輪機(jī)的燃燒為層燃狀態(tài),屬于不完全燃燒,排煙溫度可達(dá)300~350℃,排煙的成分包括一氧化氮、二氧化碳及二氧化硫,會對環(huán)境造成較大污染。

        控制系統(tǒng)不足。鍋爐汽輪機(jī)的控制系統(tǒng)不夠完善,操作人員難以掌握設(shè)備運(yùn)行的實時參數(shù),使鍋爐汽輪機(jī)長期處于非最佳工況運(yùn)行狀態(tài),不僅浪費電能與熱能,還會對設(shè)備內(nèi)部部件造成損傷,縮短鍋爐汽輪機(jī)的使用壽命。

        二、鍋爐汽輪機(jī)的節(jié)能策略

        (一)改進(jìn)鍋爐汽輪機(jī)設(shè)備

        1.鍋爐汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)

        針對鍋爐設(shè)備,制造企業(yè)可以從鍋爐爐拱結(jié)構(gòu)入手,通過尺寸和形狀的改進(jìn),擴(kuò)大鍋爐的內(nèi)部空間,避免鍋爐出現(xiàn)配風(fēng)不合理或者漏煤等問題,加大運(yùn)行能耗。同時,鍋爐結(jié)構(gòu)中保溫巖棉材料的應(yīng)用,可以增強(qiáng)鍋爐的保溫性能,減少熱量損失。

        針對汽輪機(jī)設(shè)備,制造企業(yè)可以從高壓缸或者低壓缸入手,改進(jìn)其構(gòu)造,實現(xiàn)節(jié)能的目標(biāo)。在高壓缸改進(jìn)中,制造企業(yè)需降低高壓缸的運(yùn)行阻力,提升高壓缸的運(yùn)行效率,以此降低能耗。對于動葉型汽輪機(jī),制造企業(yè)可整體固定動葉片,增強(qiáng)其動力強(qiáng)度,并加大隔板氣軸間的縫隙;對于靜葉型汽輪機(jī),制造企業(yè)可去除靜葉片中的加強(qiáng)筋,降低汽輪機(jī)的運(yùn)行阻力。在低壓缸改進(jìn)中,制造企業(yè)需要延長其工作時長,避免低壓缸出現(xiàn)運(yùn)行疲勞問題。以200MW機(jī)組的低壓缸為例,制造企業(yè)在生產(chǎn)中提高根莖的參數(shù)數(shù)值,并加固動葉片。在低壓缸投入運(yùn)行后,抗疲勞性能和耐腐蝕性能有較大提升,可減少能耗。

        2.鍋爐汽輪機(jī)的運(yùn)行方式改進(jìn)

        在結(jié)構(gòu)改造的同時,運(yùn)行方式的改進(jìn)也能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減排的目的。針對鍋爐設(shè)備,制造企業(yè)可通過鍋爐進(jìn)風(fēng)和出風(fēng)方式的改進(jìn)、煙氣余熱的利用和分層燃燒技術(shù)的引進(jìn),保障鍋爐的完全燃燒,實現(xiàn)鍋爐燃料的最大化利用,降低能耗。同時,制造企業(yè)可在鍋爐中應(yīng)用變頻技術(shù),控制鍋爐運(yùn)行中的煤量與風(fēng)量,減少煤炭的使用量。

        循環(huán)水泵。企業(yè)可通過機(jī)組負(fù)荷的控制,加大該設(shè)備的運(yùn)行效率,減少能源損耗。大量生產(chǎn)實踐表明,在同樣的壓力條件下,循環(huán)水量的提升,可以加大機(jī)組的作用力,增加能源損耗。因此,企業(yè)需要調(diào)節(jié)機(jī)組負(fù)荷,將機(jī)組的作用力控制在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi),確保機(jī)組出力增加值和循環(huán)水泵增加值間的差值最大,將機(jī)組的能源損耗降到最低。

        加熱器。水位和溫度聯(lián)系密切,在端差處于最低值時,加熱器的水位為最佳工況水位,熱量損失最低。企業(yè)需在加熱器中安裝溫度傳感器和溫度調(diào)控裝置,傳感器可以實時采集加熱器不同部位的溫度,獲得加熱器的端差。結(jié)合PLC控制系統(tǒng),調(diào)節(jié)加熱器的溫度,將端差控制在最低值,實現(xiàn)降低能源損耗的目標(biāo)。

        抽氣設(shè)備。該設(shè)備負(fù)責(zé)汽輪機(jī)真空工況的創(chuàng)造,運(yùn)行效率與液體溫度、環(huán)境溫度與壓力相關(guān)。夏季溫度偏高時,抽氣設(shè)備的工作效率偏低,能源損耗較大。因此,企業(yè)需注重抽氣設(shè)備液體溫度和環(huán)境溫度的控制,利用低溫冷卻水降低工作液的溫度,利用空調(diào)系統(tǒng)降低環(huán)境溫度。

        (二)采用多元化節(jié)能技術(shù)

        在鍋爐汽輪機(jī)應(yīng)用中,設(shè)備制造和使用中的節(jié)能技術(shù)引進(jìn),可以優(yōu)化設(shè)備的運(yùn)行工況,實現(xiàn)節(jié)能減排。在設(shè)備制造領(lǐng)域,制造企業(yè)可引進(jìn)多齒蜂窩狀汽封技術(shù)(見圖1),增強(qiáng)鍋爐汽輪機(jī)的流通性能,降低部件運(yùn)行阻力,提升設(shè)備運(yùn)行效率。濰坊特鋼集團(tuán)在12MW汽輪機(jī)中,應(yīng)用多齒蜂窩狀汽封技術(shù),將其額定進(jìn)氣壓力控制在3.14MPa、額定排氣壓力控制在0.0073MPa。結(jié)合生產(chǎn)數(shù)據(jù),節(jié)能技術(shù)在濰坊特鋼集團(tuán)的應(yīng)用,可使企業(yè)生產(chǎn)能源節(jié)約近9428噸標(biāo)準(zhǔn)煤,二氧化碳的年排放量減少24701t,約節(jié)約成本528萬元。在設(shè)備使用中,工業(yè)企業(yè)可引進(jìn)干冰清洗技術(shù)及工業(yè)鍋爐水處理技術(shù)。前者利用干冰的低溫收縮功能,清除鍋爐汽輪機(jī)中的煤垢與油垢;后者利用低溫廢熱產(chǎn)生的能量,帶動設(shè)備運(yùn)行,減少電能損耗。

        三、鍋爐汽輪機(jī)的運(yùn)行管理策略

        (一)嚴(yán)格控制鍋爐汽輪機(jī)參數(shù)

        基于鍋爐汽輪機(jī)的能耗影響因素,企業(yè)需要加強(qiáng)汽輪機(jī)給水溫度的控制,定期開展加熱器的檢修,確保加熱器中的高加鋼管等部件在密封性方面,符合鍋爐汽輪機(jī)的運(yùn)行需求,保障設(shè)備的高效換熱與傳熱。一旦檢修中發(fā)現(xiàn)高加鋼管存在泄漏點,立即采取修補(bǔ)措施,嚴(yán)重時可更換全新的鋼管,避免能源損耗不斷擴(kuò)大。

        (二)做好鍋爐汽輪機(jī)的日常管理

        企業(yè)需安排專業(yè)人員負(fù)責(zé)鍋爐汽輪機(jī)的啟動和停止操作,避免鍋爐汽輪機(jī)出現(xiàn)緊急停機(jī)狀態(tài),對設(shè)備造成破壞。鍋爐汽輪機(jī)的啟動過程為逐漸加熱過程,在操作人員點火操作完成后,需要較長時間完成機(jī)組并網(wǎng),并網(wǎng)過程將會消耗較多能源。因此,啟動人員需要在保障汽輪機(jī)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上,減少啟動時長,從而減少電能及熱能的損耗。首先打開旁壓,將汽輪機(jī)的壓力控制在4MPa左右,再手動開啟真空破門,將汽輪機(jī)的真空控制在-60~-50kPa左右;然后加大蒸汽量,增加汽輪機(jī)啟動的速度,減少啟動過程的能耗。鍋爐汽輪機(jī)的停機(jī)時,停機(jī)人員需采用滑參數(shù)停機(jī)方式,降低汽輪機(jī)與鍋爐的溫度,為鍋爐余熱利用提供條件,實現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。同時,企業(yè)需利用停機(jī)機(jī)會,開展設(shè)備的部件檢修及大修。

        (三)制定完善的運(yùn)行管理制度

        在鍋爐汽輪機(jī)運(yùn)行管理中,完善的管理制度能夠約束工作人員的行為,使鍋爐汽輪機(jī)保持最佳工況運(yùn)行。企業(yè)需要根據(jù)鍋爐汽輪機(jī)的運(yùn)行狀況,結(jié)合崗位需求,制定責(zé)任到人制,將鍋爐汽輪機(jī)的運(yùn)行責(zé)任、環(huán)保責(zé)任落實到具體工作人員,并對工作人員進(jìn)行培訓(xùn),使其掌握鍋爐汽輪機(jī)的參數(shù)控制與日常管理要點,確保鍋爐汽輪機(jī)長期處于最佳工況。

        四、結(jié)束語

        綜上所述,鍋爐汽輪機(jī)的運(yùn)行能源消耗研究十分重要,相關(guān)部門應(yīng)該從技術(shù)與政策方面入手,通過引入節(jié)能設(shè)備、節(jié)能技術(shù),完善和落實節(jié)能運(yùn)行管理制度來保證鍋爐汽輪機(jī)節(jié)能及運(yùn)行管理質(zhì)量。

        【參考文獻(xiàn)】

        [1]淺談燃?xì)忮仩t的節(jié)能運(yùn)行管理[J].石磊.科技與創(chuàng)新.2017(23).

        [2]淺談電站鍋爐節(jié)能管理與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行[J].張希峰,賈潤平,常遠(yuǎn).山東工業(yè)技術(shù).2016(11).

        [3]淺談工業(yè)鍋爐的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與節(jié)能管理.楊敏.工程技術(shù):引文版.2017.

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