火電廠汽輪機(jī)組節(jié)能提效治理的研究與分析

引言

現(xiàn)階段解決火電廠汽輪機(jī)組能耗高和效率低的方法主要有如下兩種:一種是消除設(shè)備缺陷,在確保設(shè)備和系統(tǒng)良好出力的基礎(chǔ)上提高運(yùn)行可靠性,將設(shè)備缺陷引發(fā)的能量損失降至最低:另一種是通過(guò)技術(shù)改造和技術(shù)革新來(lái)提高設(shè)備的能源利用效率,降低各種能量損失。例如,針對(duì)真空系統(tǒng)嚴(yán)密性差而導(dǎo)致的凝汽器換熱效率低、凝結(jié)水溶氧高的問(wèn)題,除定期進(jìn)行汽輪機(jī)組真空系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗(yàn),積極查找"負(fù)壓"系統(tǒng)泄漏點(diǎn)并及時(shí)消漏外,還可以對(duì)凝汽器水封筒高度進(jìn)行重新設(shè)計(jì)。

1汽封換型改造的分析

汽封換型改造是提升汽輪機(jī)缸效的有效方法,現(xiàn)階段汽輪機(jī)經(jīng)常使用的汽封類(lèi)型如表1所示。

火電廠在選擇汽封時(shí)要重點(diǎn)注意如下幾點(diǎn):

第一,自調(diào)整式汽封為首選類(lèi)型,其自動(dòng)調(diào)整間隙的特性既可滿(mǎn)足機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)對(duì)間隙較小的需求,也可滿(mǎn)足機(jī)組啟停機(jī)狀態(tài)時(shí)對(duì)間隙較大的需求。

第二,因工作壓力的差異,高、中、低壓缸適宜的汽封類(lèi)型也存在差異,其中自調(diào)整汽封比較適用于高、中壓缸,但在中壓缸的后幾級(jí),要同時(shí)考慮變工況時(shí)對(duì)機(jī)組運(yùn)行安全的要求及壓差的要求,因此要針對(duì)不同機(jī)型通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)分析計(jì)算方能決定。而對(duì)于工作壓力較小的低壓缸,基本不能滿(mǎn)足自調(diào)整汽封關(guān)于汽封塊前后壓差的工作要求,此時(shí)蜂窩式汽封是很好的選擇,但汽封間隙不宜調(diào)整過(guò)低,以免機(jī)組過(guò)臨界時(shí)產(chǎn)生碰磨而破壞汽封結(jié)構(gòu)。

第三,在運(yùn)行中汽封和汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子間存在一定的碰磨,倘若選用過(guò)硬的汽封材料則會(huì)加劇汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的損壞,不利于機(jī)組的安全運(yùn)行。此外,汽封的選用可以相互結(jié)合,例如高、中壓缸,汽輪機(jī)各級(jí)汽封除了選用自調(diào)整汽封外,還可將接觸式汽封使用在末級(jí),在自調(diào)整汽封的汽封塊上加裝接觸式汽封的密封環(huán),以此有效減少汽輪機(jī)末級(jí)的蒸汽泄漏。

2凝汽器真空節(jié)能優(yōu)化的分析

(1）真空泵工作水溫度的降低。不少火電廠汽輪機(jī)組的真空泵為水環(huán)式真空泵,當(dāng)工作水溫高時(shí)會(huì)造成抽汽量減少,加重設(shè)備腐蝕并降低凝汽器真空,而實(shí)際操作時(shí)可采取如下措施來(lái)降低真空泵工作水溫度:對(duì)密封水出口問(wèn)題進(jìn)行密切監(jiān)測(cè),一旦換熱出現(xiàn)惡化要及時(shí)清洗并重視日常維護(hù):真空泵的換熱面積和密封循環(huán)冷卻水的流量可適當(dāng)增加,以進(jìn)一步提高真空泵的換熱效果。

(2）凝汽器換熱面清潔度的提高。生物臟污、機(jī)械臟污和鹽類(lèi)臟污等對(duì)火電廠汽輪機(jī)組的煤耗有很大影響,如污垢問(wèn)題造成凝汽器端差升高、冷卻管垢下腐蝕和泄漏、冷卻水量及真空度下降,這些都會(huì)導(dǎo)致煤耗的上升(表2為常見(jiàn)的凝汽器除垢方法）?，F(xiàn)階段火電廠常用的凝汽器清洗裝置為膠球清洗裝置,其可在不停機(jī)的前提下連續(xù)工作,但受到凝汽器水室存在死角或渦流、收球裝置上的柵網(wǎng)板關(guān)閉不嚴(yán)、循環(huán)水壓力不夠、冷卻管壁發(fā)生脫落或剝離等因素的影響,膠球的收球率偏低,為此可采取如下解決措施:檢修過(guò)程中如果發(fā)現(xiàn)水室端蓋、水室隔板、管板銜接處等膠球聚集的死角,可以通過(guò)加裝導(dǎo)流板來(lái)改變此處的水流方向,從而避開(kāi)死角:可以通過(guò)對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的限位進(jìn)行調(diào)整來(lái)確保收球裝置上的柵網(wǎng)板關(guān)閉到位:可將一臺(tái)循環(huán)水泵安裝在膠球清洗前,通過(guò)循環(huán)水壓力的增大來(lái)增加膠球的通行能力:可以用不銹鋼管來(lái)替代銅管,有效解決冷卻管結(jié)垢的問(wèn)題。

(3）真空嚴(yán)密性的提高?？諝馔ㄟ^(guò)漏點(diǎn)漏入凝汽器是影響其真空嚴(yán)密性的重要原因,為尋找真空系統(tǒng)的漏氣點(diǎn),可將跟蹤氣體氦氣注入到可疑部位,當(dāng)氦氣進(jìn)入到真空負(fù)壓系統(tǒng)后,將隨著不凝結(jié)氣體經(jīng)過(guò)真空泵排向大氣,然后再利用氦質(zhì)譜檢漏儀來(lái)對(duì)真空泵向大氣排放的氦氣含量進(jìn)行檢測(cè)分析,從而確定檢測(cè)區(qū)域是否存在漏氣點(diǎn)及漏氣點(diǎn)的大小。當(dāng)查找到漏氣點(diǎn)后,再結(jié)合汽輪機(jī)組的實(shí)際情況來(lái)制定合理的解決措施。

3其他節(jié)能提效治理策略

第一,低壓缸排汽通道的優(yōu)化。國(guó)產(chǎn)汽輪機(jī)低壓缸排汽通道普遍存在一定的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)缺陷,即在排汽通道內(nèi)部設(shè)計(jì)安裝了7號(hào)、8號(hào)低壓加熱器,大量抽汽管道和支撐鋼架,這不僅會(huì)加大低壓缸排汽的阻力系數(shù),還將使得凝汽器汽側(cè)排汽場(chǎng)的汽流分配嚴(yán)重不均。因此,對(duì)其進(jìn)行節(jié)能改造勢(shì)在必行。例如,可在汽輪機(jī)組停機(jī)檢修時(shí),根據(jù)模擬排汽場(chǎng)試驗(yàn)和計(jì)算,在排汽通道內(nèi)部合理位置和角度安裝一定數(shù)量的"排汽導(dǎo)流板"。

第二,冷卻水塔噴淋裝置噴頭的換型。倘若冷卻水塔噴淋裝置采用反射淋水盤(pán)式,會(huì)因霧化能力低、淋灑面積小、散熱效果差及盲區(qū)多而降低凝汽器的換熱效果,為此可更換為新型"無(wú)軸承旋轉(zhuǎn)式陀螺淋水盤(pán)噴頭"。

第三,給水溫度的調(diào)整。具體來(lái)說(shuō),對(duì)高加水位進(jìn)行嚴(yán)格控制,確保其始終處于平衡位置,并做好高加水位的日常檢測(cè)和維護(hù),以確保換熱管的正常使用:對(duì)測(cè)試加熱器進(jìn)行檢修,一旦發(fā)現(xiàn)存在漏點(diǎn)要及時(shí)處理:在汽輪機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)進(jìn)行加熱器水位檢測(cè),確保其水位處于正常狀態(tài)。

4結(jié)語(yǔ)

汽輪機(jī)組節(jié)能提效治理是提高火電廠經(jīng)濟(jì)效益的必然舉措。實(shí)現(xiàn)汽輪機(jī)組節(jié)能提效的方法很多,本文主要從設(shè)備操作和技術(shù)改造兩個(gè)方面進(jìn)行了闡述。不同火電廠在具體應(yīng)用時(shí)要結(jié)合自身實(shí)際情況來(lái)采取合理措施,切不可盲目照搬別人的經(jīng)驗(yàn)和做法。