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中圖分類號:TM62 文獻標識碼:A
火力發電廠作為電力能源的發送基地,要想實現其健康、可持續運營,就必須掌握先進的節能優化技術,提高其內部熱動系統的節能運行水平,進而從整體上提高系統運行效率,達到節能優化的目標。
一、火力發電廠熱動系統節能優化的重要意義
1.有效控制成本
通過對熱動系統進行節能改造能夠提高系統運行效率,減少不可再生的能源資源,例如:煤炭、石油等的過分依賴,減少資源進口,從而控制系統運行成本,提高發電廠的經濟效益。節能優化的最終成效就是最大程度地控制成本,增加經濟利潤,節省了更多的資料和能源,全面提升原材料的使用效率,有效控制成本。
2.技術創新的大勢所趨
新時期,人們進入節能環保新時代,節能環保需要創新性技術的支持,通過對熱動系統進行節能升級、優化改造,逐漸研發出適應時展的節能型技術,充分依賴并利用這一技術來推動熱動系統從粗放式運轉向集約型運行轉變,通過積極、大膽的技術創造與創新來不斷研發出新型技術、高端節能科技,從而實現火電廠熱動系統的節能化升級與改造,這是迎合時展的需要,是技術創新與發展的大勢所趨。
3.生態環保的需要
火力發電廠熱動系統是一個高能耗、高排放、高污染的熱動系統,實際運行過程中會產生多項污染,加劇空氣污染危機,甚至釀成嚴重的環境問題。通過對熱動系統進行節能化改造,為其提供一個安全、環保、生態的運行環境,利用先進的節能化技術達到對該系統的節能化改造,才能在一定程度上提高系統運行效率,減少不良污染的排放,從而營造出一個安全、環保的環境,實現熱動系統的低碳、節能運行。通過節能優化與改造,火電廠周圍環境不會受到太大的影響,環境污染指數能夠達到規定的合格指標,緩解了環境壓力,從整體上提高了熱動系統運行的經濟效益與環境效益。
4.發電廠健康持續發展的有效途徑
發電廠作為高污染、高能耗的行業企業,已經成為國家污染整治的重要對象之一,要想真正實現發電廠的健康、可持續運營,就要積極控制電廠的能耗、減少能源、資源等的浪費,提高資源能源的利用效率,科學協調好電力生產與環境保護之間的關系,在確保環境生態、健康的基礎上來控制不合理的排放,減少環境污染,這樣才能真正意義上推動火力發電廠的健康、可持續發展,促進人與自然的和諧統一,減少資源的不合理浪費,維護火電企業良好的信譽和形象,提高其發展的經濟效益與社會效益,推動火力發電廠的健康、可持續發展。
二、火力發電廠熱動系統運行現狀分析
現階段,火力發電廠整體上處于超負荷運轉狀態下,熱動系統實際運行無法支持高強度的電力生產,而且加劇了相關生產設備的能耗,實際運行中能耗較大,增加了熱動系統運行成本,影響了發電廠的健康、持續發展,在這種形勢下勢必需要對熱動系統實施節能化改造,提高發電廠熱動系統的運行效率,提升其環保水平,減少對能源資源的浪費。
所謂的熱動系統節能優化與改造就是在深入剖析熱動系統當前運行狀態的基礎上來得出各項技術參數,通過分析、計算、統計相關參數來綜合評價熱動系統的運行狀態,明確該系統的節能水平,得出系統內部所出現的問題,通過對問題所在位置加以改造來達到節能優化的目標,實現對能耗的科學控制。
火力發電廠熱動系統是主要的能耗系統,對其進行節能優化與改造能夠從整體上提高熱動系統運行效率,減少對有限的資源能源的依賴,從而達到節能環保的一大目標。
電廠熱動系統的節能優化勢必需要特定技術的支持,這就涉及到系統節能優化技術可行性問題,當前來看,已經研究發明了多種節能技術,電力生產系統的節能優化技術也日趨完善、完美,隨著技術的日臻成熟,熱動系統的節能優化只需要對發電機組的局部部件進行節能化改造,無需整體上的調換與更新,有限的技術與工藝就能達到節能減排的目標。現階段,發電機組實際研發過程中,已經將節能、減排、降耗納入了重點考慮范圍,實際的發電機組局部零件的設計已經融入了節能降耗的思想,基本上達到了節能目標,特別是新型發電機組的發明與利用可以實現產業結構的優化調整與升級,由此可見技術上的可行性成為發電廠熱動系統運行的充分不必要條件。
三、火力發電廠熱動系統節能優化措施探究
1.積極優化系統運行方式
為了達到系統節能優化的目標,就必須先對機組的運行模式實施節能化改造,調整傳統的系統運行方式,嘗試采用多元化的運行方式,例如:將一年分成若干個階段,年初若干月選擇單閥運行模式,隨之的若干月則可以嘗試順序閥運行模式,同時,積極調試機組,使其逐漸走向最為合理、最為合適的運行狀態,提高系統運行效率,時刻觀察并深入分析機組運行中的參數變化,并對各個參數狀態下的相關設計數值進行動態調整,以此來優化機組運行模式,使其逐漸走向最佳運行狀態,提高機組安全運行系數。同時,要重點密切關注機組真空系統,特別是汽輪凝結器的真空大小,通常會從整體上影響機組的運行狀態,相關的技術改造人員需要動態觀察、時刻檢查相關設備的真空度,并對真空度做出科學調節,確保其達到最佳狀態。
2.鍋爐排污系統的運用
鍋爐排污水是支持熱動系統節能優化的必要條件,實際發電操作中難免涉及到一定的污染物排除工作,在這期間勢必會出現一定的水體浪費,同時伴隨著一定的能耗,要想達到節能減排的目標就應該充分利用其中的能源、資源,例如:充分利用水資源、加大能源利用效率,控制對這些非可再生能源的浪費從而達到節能降耗的效果。對此可以選擇采用連續排污擴容設備,積極回收污染物排除中所損耗的能量,將冷卻器安裝在排污系統的末尾處,從而達到對系統中熱量的高效率回收,而且也能達到有效冷卻污水的目標,也為深層次的水資源良性循環創造有利條件,鍋爐排污系統的利用可以充分提高熱量的使用效率,推動水資源的良性循環,控制水體污染。
3.鍋爐排煙余熱的深入利用
熱動系統運行中勢必要出現一定量的廢氣,其中夾雜著一定的熱量,通過特定的方式來回收這些熱量,并再次深入、持續運用這些熱量才能有效地控制能量浪費,達到節能優化的目的,對此需要采取先進合理的熱量回收措施:
首先,降壓省氣。一般來說,為了實現對鍋爐排煙余熱的充分利用可以嘗試將降壓設備安裝于鍋爐末端,也可以將凝結水循環系統配設于鍋爐系統,通過這種方式來回收排煙中的余熱,實現能源的充分使用。或者引進節能設備,依靠該項設備達到熱量交換的目標,依靠此設備來從廢氣內部吸收更多的熱量,同時將其再次傳輸至熱動循環系統中,通過這種方式能夠達到節能降耗,經濟運行的目標。
4.蒸汽系統的節能化改造
蒸汽系統作為一項關鍵的熱動系統,其節能水平會從整體上影響到熱動系統的節能效果,要想實現節能降耗的目標有必要對蒸汽系統進行節能化改造,對此可以嘗試該環保傳統的低壓蒸汽系統,而是采用蒸汽冷凝水,用來催生蒸汽,從而最大程度上節省了低壓蒸汽,也能實現對冷凝水余熱的高效率利用,達到節能降耗的目標。
5.節能化改造供熱系統
火力發電廠熱動系統的節能優化也可以積極優化改造供熱系統,充分有效地使用蒸汽能量,現階段,多數活力發電廠都是對蒸汽實施降溫處理,采用此種方法不僅會伴隨著大量蒸汽能量的損耗,不利于節能降耗,對此可以調整蒸汽處理方式,讓蒸汽進入特定的設備系統,依靠蒸汽來制動汽輪機,發揮蒸汽能量的作用,減少能源的浪費。
此外,為了從根本上優化改造熱動系統,應該加大對節能降耗技術的研發力度,不斷研究出適合熱動系統降耗運行的技術,加快熱動系統的節能化改造,提高系統運行效率,從整體上打造出一個高質量的熱動系統。
結語
火力發電廠熱動系統是一個高能耗、高污染的動力系統,為了達到節能降耗減排的目標,就要注重對該系統的節能化改造,要善于采用先進的節能技術,選擇與系統相適應的環保科技,達到對熱動系統的節能化改造,提高系統運行效率,實現熱動系統的節能化運轉,從整體上打造出一個節能降耗減排的熱動系統。
參考文獻
[1]李珂.火電企業技改項目投資效益后評價及應用[D].山東大學,2012.
關鍵詞:能源危機;火力發電;節能降耗
中圖分類號:TE08文獻標識碼: A
引言
中國能源消耗中火力發電廠占比重很大,全年煤量和電量的消耗量十分大,加之當前煤炭價格不斷上漲,發電成本持續增加,火電廠的火力發電廠節能降耗工作的重要性更加突出。我國火電企業的發電煤耗和廠用電率等能耗指標比國外火電廠的能耗指標要高很多,與國外相比,能耗管理水平的差距也十分大,所以,我國火電企業的節能潛力還是比較大的。
1、火力發電廠能耗高的主要因素分析
1.1、發電廠廠用電率高
廠用電是衡量火電廠能耗的主要綜合經濟指標之一。據統計全國年平均廠用電率絕對值與國外先進水平相比差1.0%~1.5%,與德國相比差2.0%~2.5%。由此可見,減少廠用電率是減少火力發電廠能耗的一個重要途徑。影響廠用電率的因素有外部因素和內部因素。其中外部因素主要指機組負荷率,內部因素主要指輔機設備能耗。統計表明,大型機組負荷率每變化1%,廠用電量就變化0.028 1%。對于引進型機組還要更高,如300 MW機組在70%以上負荷時,負荷率每增加1%,廠用電率就減少0.03%;在60%~70%負荷范圍內,負荷率每減少1%,廠用電率就增加0.05%。輔機設備中風機、水泵和制粉系統的能耗最高。據調查風煙、制粉、循環水三大輔助系統是火電機組主要耗電用戶,其用電量占全部廠用電量的70%~75%左右,其中又以水泵耗電量最高,這類設備由于大多處于長期連續運行和常常處于低負荷及變負荷運行狀態,節電潛力很大。
1.2、熱力系統能耗高
根據美國EPRI及中國原電力工業部調查統計表明,中國發電標煤耗率即使在基本負荷下,也要高出設計值30g/(KW·h)~60 g/(KW·h),因此減少熱力系統能耗是降低火力發電廠能耗的重要途徑,影響發電廠煤耗偏高的主要因素是鍋爐效率、汽輪機工況和機組調峰運行時有無采用經濟運行方式。
1.3、節能管理不到位
造成火力發電廠能耗高的因素很多,其中很多因素只需增加少量的管理成本,就可取得明顯的節能效益。如燃料管理、各種主輔機的運行管理和單耗管理等。有一電廠通過提高給水溫度、加強尾部受熱面吹灰和調量等措施來降低排煙溫度,就取得了每降低排煙溫度1℃,可提高鍋爐效率0.05%~0.06%的節能效益。
2、火力發電廠節能途徑與措施
2.1、變壓器的空載運行
對于變壓器的空載運行有空載電流損耗與線圈匝數、材料銅損耗PCU1=I2Or1和鐵損耗PFe≈B2mf1.3等有關,所用材料的導磁性越好空載電流越小。在變壓器的空載運行中空載損耗約占額定容量(0.2~1.5)%隨容量的增大而減小。
解決空載損耗可采用降低磁通密度、高導磁,低損耗的導磁材料,或者采用厚度更薄的導磁材料等方法。
2.2.1、使變壓器實現冷備用方式
在起備變冷備用時,廠用電起備變應不帶公用負荷,在微機廠中用使用變壓器勵磁涌流功能,實現冷備用起備變空成功,并將起備變得高壓短路也納入微機廠,這一功能將大大提高電廠積極?利益。
2.2.2、引進節能型變壓器來降低損耗
類型:分“9”、“10”、“11” 型等系列油浸變壓器和“9”、“10”型等系列干式變壓器,其中有疊鐵心、卷鐵心和非晶合金鐵心等。
舉例說明:①如干式配電變壓器由于結構簡單、維護方便、防火阻燃、防塵等特點,被廣泛應用在對安全運行有較高要求的場合。主要有兩類產品;環氧樹脂干式變壓器和浸漬式干式變壓器(或稱做Nomex紙型)。②以及單相配電變壓器(D1O型)此類變壓器多為柱上式,便于安裝并靠近負荷中心,通常為少維護的密封式。與同容量三相變壓器相比,空載損耗和負載損耗都小,有效材料用量也少,價格低20~30%。
2.2、減少鐵磁性損耗
鐵損,它是變壓器主磁通在鐵心中產生的有功功率損耗,主要發生在變壓器鐵芯疊片內,是因交變的磁力線通過鐵芯產生磁滯及渦流而帶來的損耗(鐵損=磁滯損耗+渦流損耗)。
(1)導體金具應采用設計更為先進的型號及盡量采用非導磁性材料制造的金具,這樣既降低了損耗,也意味著溫升降低,延長了金具安全使用壽命。
(2)變壓器處于輕載狀態,額定電壓不變,當鐵損為常數時,要想實現節能損耗則必須用新材料來代替傳統的硅鋼片鐵芯。
(3)合理加大鋼構與母線的距離,一般母線中心至橫越鋼構中心的距離(mm)為母線電流(A)的0.7倍或以上,可以不采取其他設施。
(4)還可以用非晶態合金,材料本身為箔帶,選擇普通硅鋼片的十分之一,電阻效率高,可以實現低損耗。
2.3、燈光控制損耗
2.3.1、采用節能型燈具
根據新技術的不斷發展,節能型燈具的壽命逐步提高,價格不斷下降,其綜合經濟指標已具有明顯提高。發電廠的照明設計也要實現節約電能。
2.3.2、采用照明調壓器
對于電廠來說,由于動力負荷要比照明更為重要,實際運行時照明燈具電源電壓就遷就于動力電電壓(400/230V)。照明燈具屬于電阻性負荷,功率近似正比于電壓的平方。因此采用400/230V供電的照明燈具將比采用380/220V供電時浪費電能約10%,浪費很嚴重。照明調壓器可以穩定保持供電電壓為380/220V節約了電能。另外,由于降低了工作電壓,也解決了發電廠燈具壽命短。
2.4、提高鍋爐效率
可從保證鍋爐給水溫度合格、降低鍋爐吃灰可燃物含量、降低鍋爐排煙溫度和減少鍋爐本體汽水損失4個方面來提高鍋爐效率。
保證鍋爐給水溫度合格具體措施:改變高加汽源的抽氣段,并要保證設備達參數運行和保持進汽壓穩定;淘汰故障率高的老式浮球式疏水器,增加疏水器的調節能力強和運行周期;淘汰效率低的U型管式換熱器,提高換熱效果。
降低鍋爐吃灰可燃物含量的具體措施:嚴格控制煤粉細度,保證煤粉細度在最佳范圍之內。
降低鍋爐排煙溫度:具體可從燃燒調整、負荷協調和完善鍋爐吹灰打焦系統等方面著手。
減少鍋爐本體汽水損失的措施:確保蒸發回水在合格的情況下使用,且要控制好鍋爐連續排污量,并要根據蒸發回水質量變化及時調整排污率;加強鍋爐本體的無泄漏治理,在停爐檢修期問,要加強鍋爐本體閥門、法蘭的檢查維修,以減少這部分熱損失,提高鍋爐熱效率。
2.5、生產管理節能
加強生產管理節能的措施很多,在這里就不一一介紹,這里主要從運行管理和燃料管理兩方面著手來介紹加強煤耗管理的措施。
2.5.1、運行管理
發電廠的運行管理中鍋爐和汽機的運行管理相對重要,下面主要從這兩方面加以介紹。
鍋爐的運行管理:加強鍋爐的燃燒調整保持合理穩定的燃燒工況,燃燒調整方面應滿足以下幾方面要求:燃料著火迅速,燃燒穩定;運行可靠,能適應負荷的變化,維持蒸汽壓力和溫度的穩定,且在正常范圍內;燃燒效率高,化學及機械部完全燃燒損失小;燃燒強度和傳熱強度高;具有較好的燃燒適應性,并且調節要求靈敏,便于實現白動化操作;維持一定的爐膛負壓,減少環境污染等。
汽機的運行管理:加強凝汽器的清洗,保持凝汽器清洗裝置狀態良好并改善凝汽器換熱條件;按規定進行真空嚴密性試驗,在機組真空下降速度高于規定值時應及時加強密封;合理調整真空泵運行方式;調整二次助燃風擋板開度;保持高壓加熱器的投入率在95%以上。采取措施控制高壓加熱器啟停中的溫度變化速率,防止溫度急劇變化;維持正常運行水位,保持高壓加熱器旁路閥門的嚴密性,使給水溫度達到相應值;采取措施使回熱系統處于最經濟的運行方式。
2.5.2、加強燃料管理
入廠和入爐燃料的控制是發電廠節能工作的源頭,而且這一項工作如果做得不好,會直接影響到后續生產環節能源的消耗,增加鍋爐標準煤耗。在控制入
廠和如爐燃料時一般要注意以下幾方面問題:a)盡量選購燃燒穩定的設計煤種,以提高鍋爐的燃燒效率;b)加強煤場管理,搞好煤炭的驗收工作和減少熱值損耗,提高煤炭的入廠和入爐質量;c)制作的煤粉顆粒要適中,既要做到燃燒完全又要做到減少制粉損耗。
參考文獻:
關鍵詞:發電廠;汽輪機;節能降耗;汽輪機輔機;抽氣設備 文獻標識碼:A
中圖分類號:TE08 文章編號:1009-2374(2015)24-0077-04 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.24.038
工業社會在給人類帶來財富的同時也在消耗著地球僅存的能源,近年來惡劣天氣的頻繁發生也讓全世界都在關注著節能降耗的問題。社會用電量的猛增給發電廠帶來了越來越大的壓力,汽輪機作為熱力發電廠的主要裝備,擔負著非常重要的任務,但是它的正常運行往往會消耗大量的能量,所以,現在發電廠節約能源的最主要的任務就是在汽輪機運行的時候盡量減少能源的浪費。
1 汽輪機節能減耗的背景
1.1 電廠煤炭資源使用量
隨著我國經濟的發展,對于能源的需求不斷擴大,國家積極倡導節能減排,對于中國這個資源利用大國來說每年國家的電力能源的使用都是處于緊張的狀態。表1為國家火力電力年產量。我們國家是一個能源資源豐富的國家,煤炭資源豐富,但是由于社會生產的需要,當前煤炭資源的數量已經在不斷的下降,煤炭是電力開發的重要能源,但是當前在電力的開發過程中由于種種原因導致煤炭資源利用不充分,從而導致了資源的浪費。表2是國家在電力等方面使用的煤炭總量:
從表1以及表2中的數據顯示出火力電力的生產量與煤炭消耗量明顯的相差較大,從另一方面顯示出煤炭資源利用不充分,存在著大量的損耗。
1.2 電站汽輪機的主要組成部分
發電廠發電最主要的機器是汽輪機,然而從上表中看到煤炭資源得不到充分的利用,其最主要的原因取決于汽輪機在工作時能否將資源有效充分的利用。汽輪機主要就是利用蒸汽的能量轉化成為機械的旋轉式動力機械,在電力中主要用作發電的原動機。電站汽輪機主要由汽輪機本體設備、蒸汽系統設備、凝結水系統設備、給水系統設備以及其他輔助設備組成。圖1為電站汽輪機結構圖:
圖1 電站汽輪機結構圖
汽輪機內部結構復雜,任何一個部位處理不當都容易造成零部件的損壞,縮短其工作期限,使得在發電時造成能源的浪費。
汽輪機是將蒸汽的能量轉換成為機械功的旋轉動力機械,主要是運用在電力的發動上。汽輪機在使用時出現以下幾個方面的問題:(1)汽輪機的運行效率低下。電廠的汽輪機運行效率低下主要是由于低壓缸一直處在濕蒸汽區域內運行,各個級別的隔板受到水的侵蝕使得氣封逐漸的脫落,導致了嚴重的漏氣的現象;(2)汽輪機經常振動。由于汽輪機制造方面的缺陷,如零部件的質量問題以及汽輪機在安裝時由于安裝不好,造成在使用時出現振動現象;(3)汽輪機的能源消耗量大,產電量小于預計產能。
2 汽輪機的發展現狀
目前,我們國家電廠汽輪機主要存在兩個方面的問題,一是能源消耗較大,二是排污過程中污染過大。然而,汽輪機技術在不斷進步,目前世界上最主要的幾項技術是超臨界火電技術、循環流化床火電技術、增壓液化床聯合循環發電技術以及煤氣化聯合循環發電技術,表3是對上述幾項技術在效率環保、可靠性等方面的比較。
3 汽輪機出現問題的因素
3.1 影響汽輪機運行過程能耗的因素
汽輪機在電廠的所有發電設備中屬于比較復雜的設備,它在運行時會受到很多因素的影響,這些因素會導致汽輪機消耗的能源變得更大,這些影響因素主要有以下幾種:第一是電廠沒有隨著時代進步的步伐隨時更新汽輪機的運行技術,導致汽輪機的運行能耗較高。第二是在汽輪機運行的時候不能對它進行合理地調整,導致汽輪機實際的負荷和它的運行參數完全不同,在這種情況下汽輪機也不能達到最佳的運行狀態,所以運行能耗會增加。第三是在汽輪機運行的過程中真空泵還會出現很多問題,其中一個問題就是真空泵的溫度較高就會使凝汽器的真空度增高,這就導致了整個汽輪機的熱力循環系統的效率大大下降,最終增加汽輪機的能耗。第四是汽輪機的頻繁啟動與停機或者長時間的暖機行為等都會增加能耗。
3.2 汽輪機啟動方式的誤區
汽輪機最主要的支持動力就是依靠熱力,汽輪機的啟動主要就是受熱力的因素限制,在汽輪機加熱的過程中,我們如何找到一個合理的加熱方法,把溫度加到最佳的狀態,在保證安全的情況下,快速的啟動起汽輪機,而很多時候大家都是注重了快速的啟動汽輪機這一方面,而往往忽視了汽輪機的合理的溫度,導致很多的時候啟動方法錯誤,造成汽輪機出現各種問題。
3.3 汽輪機軸承問題
由于超負荷使得軸承的受力分布不均勻,個別的軸承超負荷導致油的進入不順暢,軸承內部進入了雜物,破壞了原有的零部件。由于氣體進入使得油進入受到了阻力,破壞了順暢性。由于超負荷的工作,使得軸承的溫度普遍升高,在高溫的作用下使得油發生變質,極易破壞當中的零部件。
4 針對汽輪機運行過程中的問題所給出的措施
4.1 控制鍋爐的給水溫度
溫度是汽輪機運行的最主要的一個因素。雖然表面上鍋爐的給水溫度與汽輪機沒有太大的關系,但是汽輪機會與鍋爐形成一個熱力循環系統,所以要想減少汽輪機的能源消耗問題就要控制鍋爐內的水溫。如果給水溫度比較低,那么鍋爐升溫的時間就比較長,這就需要消耗比較多的熱量來維持它的溫度,產生了熱損失,會大大降低鍋爐的效益。如果給水的溫度比較高,那么它升溫的時間就會相對較短一點,不需要很多的能源來維持溫度,鍋爐的排煙時間就相對比較少,熱損失就會變少,從而提高了鍋爐的熱效益。所以控制汽輪機的給水溫度是降低能耗的措施之一,研究表明正確控制給水溫度的措施有以下兩種:
4.1.1 加強維護高壓加熱器。高壓加熱器是控制水溫的一個重要的因素,如果高壓加熱器出現問題就會降低水的溫度,所以在平時汽輪機正常的運行時就必須要注意高壓加熱器的運行狀態,發現問題要及時解決,從而控制好水溫。
4.1.2 保證高壓加熱器在運行時的水位。高壓加熱器的水位問題是整個回熱系統經濟性和電站設備安全性的關鍵,只有保證高壓加熱器中水位的最佳水平才能保證回熱系統消耗最低的能源,并保證安全工作。因此,工作人員需要定期清洗高壓加熱器的換熱管并防止泄露,平時的檢查維修中如果發現有泄漏點就要及時更換換熱管。另外除了換熱管以外,工作人員還需要著重檢查水箱隔板的焊接處,如果水箱隔板沒有完全封閉,蒸汽就不會從正確的路線中進行熱交換導致給水溫度降低,水箱隔板的焊接處是最容易出現問題的地方,所以為了保證加熱器中的正常水位,在發現焊接處存在問題時必須要及時處理。
4.2 保證凝汽器運行時的真空度
凝汽器就是在汽輪機做完功之后將蒸汽進行凝結的裝置,有良好真空性的凝汽器才能維持汽輪機的高效率地運轉,從而提高整個發電廠的經濟效益。保證凝汽器運行的真空度的重要措施有以下三種:
4.2.1 確保機組的真空密封性良好。定期對凝汽器進行密封性檢測,最少半個月一次,在整個機組進行維修的時候應該對凝汽器進行水壓試驗,用來檢查凝汽器是否有泄漏的地方。
4.2.2 防止凝汽器的銅管結垢。當通過凝汽器的水質比較差時,水加熱后就會形成很多的水垢,因為凝汽器內銅管比較細,所以產生水垢時很容易堵塞銅管,因此工作人員應定期清洗銅管內的水垢,并控制水循環中水的質量,從而從源頭上控制水垢的產生。
4.2.3 控制凝汽器的水位。控制凝汽器的水位就是要防止它的水位升高,因為當凝汽器的水位過高時,就會減少凝汽器內的換熱面積,降低水汽的凝結效果,凝汽器的溫度就會升高,從而降低真空度。
4.3 優化汽輪機的運行過程和啟動停機
4.3.1 啟動汽輪機時的優化措施。當暖機的時間比較長時,汽輪機的啟動就會出現壓力與凝汽器的真空度與重轉參數嚴重不符的現象,這不但會增加運行時的能源損耗,還會增加它的電力損耗,極大地降低了整個汽輪機的經濟效益。為了優化汽輪機的啟動過程,工作人員可以先降低主氣門的蒸汽的壓力,然后開啟真空破壞門,從而降低凝汽器的真空度,這樣就可以使主汽門的壓力和凝汽器的真空度與重轉參數相當,從而降低它的能耗。
4.3.2 汽輪機停機時的優化措施。停機是指汽輪機從正常的運行到停止的狀態的過程,簡單的說停機的過程也是汽輪機的各個金屬零部件溫度冷卻的過程,因此一旦處理不當便會造成比在汽輪機工作的時候更大的損失。所以在汽輪機停止的時候尤其要注意汽輪機上各個部件的溫度的變化,防止因冷熱不均,或者冷的過慢亦或冷的過快而造成設備的損壞。
4.4 輪機的正確的啟動方式
由于汽輪機的啟動過程是一個對汽輪機的各個零部件的加熱的過程,因此在啟動的過程中如果溫度處理不當,會導致個別零部件的溫度急速上升產生很高的熱量使得零件變形等造成損傷,降低零部件的使用壽命。因此采用一個合理的啟動方法至關重要,現在的汽輪機的啟動方式多種多樣,主要有額定參數啟動,高、中壓缸聯合啟動等,因此在日常的使用過程中應當仔細閱讀說明書,嚴格按照說明書上的要求來啟動,避免因小失大,造成不必要的損失。另外,在汽輪機的啟動中應該防止轉子彎曲,要注重閥門的檢查,監視蒸汽溫度的變化,還應該注意在啟動時不要使用減溫水等。
4.5 負荷工作軸承溫度上升
在很多的時候汽輪機的問題出現,都是由于汽輪機超負荷的工作,導致了個別的軸承負荷加重,使得在油進入的時候受到了阻力進而會破壞汽輪機的零部件。由于軸承中存在著氣體,油的前進不舒暢不夠,導致軸承的溫度上升,進而也會導致油的質量發生變化,油質惡化,損壞整體的設備,造成工作效率低下。針對上述問題,我們應該意識到,對于汽輪機的使用應該在其工作的負荷之內,避免因為過分強求發展的指標而促使其設備使用期限的下降,造成不必要的損失。對于由于溫度的上升而造成油變質的問題,我們可以合理的啟動汽輪機,將溫度控制在可以保證設備正常運行而油也不會發生質變的范圍內。
4.6 優化汽輪機之中的除氧器
除氧器的主要的作用就是去除鍋爐給水中的氧氣以及其他不凝結氣體。很多時候對于保持汽輪機凝汽器的真空度時我們比較注重溫度等方面的改善與控制,卻忽視了汽輪機中的除氧器的作用,我們可以在保持溫度等外部因素的同時改善內部的除氧器,加大吸力,去除多余的氧氣以及其他不凝結氣體。
5 汽輪機輔機的運行優化
長期以來,由于技術的不斷發展,人們在汽輪機的主機上花費了過多的時間,經常想到的都是優化汽輪機的主機部分,從而達到汽輪機節能損耗的目的,使得汽輪機的主要設備的設計制造以及運行都達到了一個比較高的水平,但是汽輪機的總體質量還是不夠高,其主要原因在于我們忽視了汽輪機的輔機開發與改進。由于過度強調了主機質量的提升忽視了輔機,使得汽輪機在運行中的效率達不到所設計的水平,白白消耗了過多的能量,造成能源的損失耗費。
因此,對于輔機的運行方式的調整,是一項必不可少的工作,它可以有效地減少設計配套過程中造成的能量損失,從而提高設備的運行效率。
針對汽輪機輔機的優化,使其達到一個客觀的水平,優化汽輪機,節能優化。對于輔機的改進優化是一項投入少見效快的項目,應當大力推廣。
5.1 汽輪機輔機的組成部分
汽輪機的構造復雜,零部件眾多,汽輪機的輔機由多個部分組成,想要提高汽輪機的運行效率,加強汽輪機的節能減耗,也需要從汽輪機輔機方面入手。汽輪機輔機主要由冷凝器、凝結水泵、循環水泵、低壓加熱器、疏水泵、高壓加熱器、減溫減壓器、除氧器等組成,以及各個系統管路、閥門。
5.2 汽輪機輔機優化措施
火電機組汽輪機主要的輔機有循環水泵、抽氣設備、凝結水泵等,要想優化汽輪機,達到節能的目的,對汽輪機輔機的優化要從以下方面入手:
5.2.1 循環水泵運行的優化。實際中,汽輪機的循環水泵的臺數是有限的,故在循環水泵的優化主要體現在現有的循環水泵的臺數下進行調整,組合出不同的水泵運行方式,通過結合機組的負荷以及循環水溫的變化確定最佳背壓的循環水泵的運行的方式。
5.2.2 抽氣設備運行方式的優化。汽輪機在啟動的時候應該是在真空的狀態下進行的,一旦空氣進入阻礙油的流暢程度,就會加大對汽輪機的損耗程度。汽輪機中的抽氣設備的主要的任務就是在汽輪機啟動的時候建立真空,把里面的空氣以及其他不能凝結的氣體抽出,保持汽輪機的真空度。抽氣設備的主要作用就是將真空泵冷卻,進而產生巨大的吸力來抽掉空氣。降低冷卻真空泵的水源,另一方面就是改變原有的工作水循環,減小路徑采用直流的系統。
6 總結
電站汽輪機為國家電力的發展做出了重要貢獻,對于汽輪機的節能優化措施不僅僅在于加強改進除氧器,保持機組的真空度,還在于改進汽輪機的技術,不斷地開發創新型的超臨界火電技術、循環流化床火電技術、增壓液化床聯合循環發電技術以及煤氣化聯合循環發電技術,為國家的電力能源的發展做出重要的貢獻。傳統的汽輪機的構造設備主要有汽輪機本體設備、蒸汽系統設備、凝結水系統設備、給水系統設備以及其他輔助設備組成,我們可以在原有的基礎上增加一些對于節能有利的新型設備,不斷地完善汽輪機。
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【關鍵詞】 火力發電廠 電氣設備 節約能源 降低能耗
火力發電廠是中國的基礎能源單位,長期以來都承擔著供給電力能源的責任,且要確保所提供的電力能源能夠充分滿足電能用戶的需求。火力發電作為應用電力資源的過程中的一種存在形式,也要確保所提供的電力資源能夠最大程度地滿足當前的社會發展需要。雖然科學技術的快速發展,高端科技元素被用于火力發電廠運行中,使得鍋爐的燃燒效率得以提高,當能源傳輸的時候而出現的熱量損耗已經明顯減少,但是,由于中國電氣技術起步較晚,相比較于發達國家,我國火力發電廠的節能技術依然存在著滯后性。特別是電氣設備的損耗問題,還沒有切實得到解決,而這直接關乎到火力發電廠的生存與可持續發展。
1 火力發電廠運行中所存在的電氣設備損耗問題
1.1 火力發電廠運行中存在嚴重的鐵磁性損耗問題
當火力發電廠處于運行狀態,較為普遍存在的損耗形式就是鐵磁性損耗。隨著發電廠的各種電氣設備運行,磁場環境就會產生,而且這些磁場會出現交變的現象。在這樣的運行環境下,就會影響到鐵質的材料,而導致其出現了嚴重的損耗,并由此而導致發電廠的運行成本提升。從技術的角度而言,當這種磁場環境對鐵質的材料產生不良影響的時候,由于損耗形式的存在會使得線路在傳輸電能的時候的熱量存在形式發生了改變。在電磁場中有大量的熱量存在于其中,就會導致整個的磁場溫度瞬時提升,這就必然會對電氣設備的使用性能產生影響,使其功能性難以發揮出來,甚至會造成電氣設備的損壞,使得電氣設備的使用壽命降低。從現行的火力發電廠運行情況來看,這種問題的存在是非常普遍的,也是亟待解決的問題。
1.2 火力發電廠對電氣設備的運行管理缺乏科學性
火力發電廠的管理是否規范,直接關乎到其運行效率和經濟下效益。確保火力發電廠的系統化運行也是確保其持續穩定發展的重要保障。從目前的多火力發電廠管理情況來看,雖然已經形成了規范的管理體系,但是在具體執行中,就會由于缺乏嚴格執行而導致管理水平不高,對火力發電廠的長遠發展非常不利。比如,對于火力發電廠的運行管理,存在著監督不到位的現象,加之工作人員的管理水平不高,技術素養不足,就會影響運行管理的質量。如果火力發電廠在運行管理中沒有實現創新,就會對其正常的運行造成負面影響,從而影響了火力發電廠的未來發展。
1.3 火力發電廠電機的能量消耗量大
火力發電廠運行中,電機是發電的重要電氣設備。但是,所使用的電機消耗的電能過大,特別是火力發電廠會使用大型的電機,比如,大型的電動機、大型的變壓器等。當這些設備運行的時候,就會將火力發電廠的電能大量消耗。要降低這些電氣設備的電能消耗量,就需要采用節能降耗措施。這也是火力發電廠運行中需要直接面對的問題。從目前的火力發電廠電氣設備配置情況來看,并沒有從發電廠的實際運行情況出發選擇電氣設備,且在接線方式以及在運行參數的選擇上都存在著不合理性。所以,火力發電廠在選擇大型的電機設備的時候,要對發電廠的電氣設備實際需要充分考慮,還要使得電氣設備能夠滿足火力發電廠的運行需求,以達到節能降耗的目的。
2 火力發電廠的電氣設備節能降耗的處理措施
2.1 火力發電廠要根據電廠運行實際選擇電動機
火力發電廠運行中,電動機是極為關鍵的電氣設備,其運行效率直接關乎到發電廠的運行質量。S著中國社會經濟的發展,各個行業領域大量地使用電氣設備,火力發電廠為了滿足日益增長的電能需求,已經對原有的發電模式予以改進,引進了技術先進的發電設備。火力發電廠的生產輔助機械要實現有效做功,就要應用三相感應電動機通過旋轉之后拖動完成。當三相感應電動機運行中,就會帶動各種機械設備完成機械化施工。可見,生產輔助機械做功屬于是系統化工程。電力拖動所要完成的任務是將電能轉換為機械能,整個過程都是通過電動機的運轉來實現的。在電動機的帶動下,使得生產輔助機械啟動、運轉,調整速度并制動作業。當電動機處于運轉狀態的時候,主要的運行理論就是電磁理論。感應電動機處于運行狀態的時候會對有功功率和無功功率進行消耗,前者實現了電能向機械能轉換,后者則將旋轉磁場建立起來。所以,電動機的能量消耗就會有所降低,不僅可以有效地提高運行效率,而且還可以使得有功消耗量得以降低,相應地,運行功率因數就會有所提高,隨之,無功消耗就會有所減少。
火力發電廠要實現電氣設備的節能降耗,就要取締原有的低效率運行的電動機而采用高效運行的電動機。通過采取這種節約能源的措施,可以為提高電動機的運行效率,提高功率因數奠定良好的基礎。高效電動機是運行效率很高的電動機,與普通的電動機相比較,其能源消耗量會降低五分之一。高效電動機的運行原理是,在組成部件的使用上,包括轉子鐵芯以及定子鐵芯等等,都采用的是電工硅鋼片,這種材料的導磁性比較高,損耗率也比較低,屬于是質量優良的鋼片。從制造工藝技術上,也是目前較為先進的。所以,當電動機處于運行狀態的時候,就會提高運行效率,降低損耗,隨著功率因數的提高,電動機運行的熱穩定性也會有所提高,從而延長了電動機的使用壽命。
雖然高效電動機的運行效率非常高,而且能夠起到節約能源、降低能耗的作用,但是,與普通的電動機相比較,制造成本也相對較高。如果火力發電廠的輔助機械并不需要對運行狀態進行調節,就可以使用高效電動機取締原有的普通電動機,可謂是非常有效的方法。要調節電動機的運行狀態,就要對輔助機械進行調節。采用高效電動機所存在的不足之處在于,其不僅制造成本比普通電動機要高很多,導致高效電動機的價格高,而且其維修成本也比較高。當高效電動機運行的時候,是能夠實現定速運行,對于火力發電廠電力生產中需要調節流量的問題依然無法有效解決。所以,火力發電廠在選擇電動機的時候,要根據發電廠的實際情況進行選擇。如果經濟條件良好,就可以應用高效電動機以改善發電廠的運行環境,不僅可以使得發電的投入成本降低,而且還能夠達到節約能源、降低能源消耗的目的。
2.2 火力發電廠的變壓器要避免空載運行
火力發電廠為了滿足自身的發電需要,通常都安裝有備用變壓器,這種變壓器為高壓啟動,一方面是作為備用的變壓器存在,同時還發揮著啟動發電廠電源的作用。備用變壓器的容量通常都會等同于最大的高壓廠用變壓器的容量,如果其在火力發電廠運行的過程中處于空載運行狀態,能源消耗量是非常大的。如果在對備用變壓器進行設計的時候,將其啟動的設計和備用的設計轉變為“冷備用”的設計,就意味著當備用變壓器處于備用狀態的時候不帶電,就可以降低能源消耗,由此而節約了電力能源,降低了發電廠運行成本。但是,火力發電廠在使用冷備用的時候,要與電網的運行規定相符合。備用變壓器采用“冷備用”,在進行變壓器設置的時候,要使備用變壓器在啟動的過程中不會帶有公用的負荷,而應將這部分負荷合理分配到1號機組高壓廠用變壓器上和2號機組高壓廠用變壓器上,并確保所輸出的電能能夠滿足用電規范,以提高用電的可靠性。
2.3 火力發電廠中照明設備應盡量選用節能型燈具
火力發電廠日常生產和工作中,長期使用的照明設備也會大量的消耗電力能源且產生大量的照明損耗。隨著技術的不斷發展,相對于之前大功率的照明燈具來講,節能燈具的好處已經顯現出來:一個白熾燈泡的平均壽命是1000小時,一個普通日光燈的平均壽命是6000小時以上,而現如今大力推廣的LED節能燈具使用壽命理論可達100000小時。它跟白熾燈泡相比節能90%,跟普通日光燈相比節能60%,LED型節能燈理論上1000小時僅耗1度電。且其綠色環保、安全可靠,不含汞和鉛等有害元素,利于回收、利用,并且不會產生電磁干擾。從以上分析我們可以看到選用節能型燈具已經是一個必然趨勢,其在節能降耗方面有極大的推動作用。因此,火力發電廠大力推廣使用節能型燈具是做好節能降耗從實際出發的一個關鍵環節,是真正能夠將節能降耗行動從小處著手的表現。
3 結語
綜上所述,因火電廠在發電時,會消耗大量的電能,要想在電氣方面做好節能降耗工作,應盡量節省廠用電率。為了解決電氣設備能源消耗過大的問題并且還應保證機組的安全正常運行,必須相應的采取一系列針對性措施來降低能耗,以實現能源可持續發展的目標。
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關鍵詞:火力發電廠;全過程節能;監督;應用
中圖分類號:TM62文獻標識碼: A 文章編號:
引言
火力發電主要是通過燃燒石油、煤炭、天然氣等燃料產生熱能,用熱能加熱水將水變成高壓水蒸汽,繼而用水蒸氣帶動發電機發電的一種發電方法。在我國所有的電力資源中,火力發電占據主要位置,是推動我國經濟發展的助推器。火力發電在社會生活的各個領域都扮演著重要角色,為我們的生活提供了極大的便利。然而,火力發展需要燃燒大量的煤炭、石油。其燃燒排放的廢氣、廢物、廢水對我們的生態環境造成了嚴重的破壞,影響了人們的生活質量及生命健康。全過程節能技術在火力發電廠中應用監督必定能有效提升資源利用率,減少環境污染,對于保護環境及提高人們群眾的生活質量有重要意義。
全過程節能技術對于火力發電廠的重要意義
我國既是資源大國,同時也是資源小國。因為我國的資源總量及種類比較豐富,多項資源名列世界榜首,然后由于我國的人口多,資源的人均占有量少。火力發電所用的資源幾乎都是不可再生的資源,用一點少一點,實施全過程節能技術是提高資源利用率、減少資源浪費的重要舉措。同時,火力發電廠的發電原理離不開燃燒,在燃料燃燒過程中,會產生大量的二氧化碳等廢氣,燃燒后又會產生大量的廢渣,對環境污染嚴重。為了響應“低碳環保、節能減排”的口號,我們火力發電廠應實施全過程技能技術,提高資源利用率、減少環境污染,走可持續發展之路。
全過程節能技術在火力發電廠中的應用監督包括:貫徹落實國家及相關電力部門制定的法律、政策、規章制度;檢測電力設備的效率情況;火力發電廠完成經濟質量標準情況;火力發電廠的能耗狀況評估以及改建工程節能性質評估;火力發電廠新工藝、新技術推廣實施情況,員工培訓情況。火力發電廠應按照相關政策指標對廠內各項工作進行檢測分析,保證統計數據的科學嚴謹性,同時按期總結本廠完成經濟指標情況及能耗狀況,積極上報各監管部門。全過程節能技術應在電廠的制度、建設、運營、檢修等過程中貫徹執行。
全過程節能技術在火力發電廠的應用監督
(一)節能技術監督管理體系
在火力發電廠中,節能技術監督應建立分級監督體系,形成主管層、分廠管理以及班組管理三層面多領域的監督網。各個監督機構應在統一協作的基礎上,積極履行監管職責,做好節能技術監管工作。首先監管人員要認真學習領悟有關部門下發的節能方面的法律法規、政策、規范、標準,并組織廣大員工進行學習,落實好宣傳工作。發電廠需具備節能技術管理、監督方面的實施考核評估細則,并遵循與時俱進的原則,每3年修訂一次。其次,我們應落實各部門職責。統籌廠級領導、節能專責、運營部門、檢修部門、燃料部門以及其它部門之間的工作機制,監督全過程節能技術在電廠中的應用,將節能減排,低碳環保落到實處。
(二)積極推廣大容量機組
傳統的電廠使用小容量機組進行發電,這不僅會造成能源的浪費,還會嚴重污染環境。依據蒸汽動力原理以及熱力學動力分析,發展大容量、高參數的火力機組是火電廠實現節能減排、提高能源利用率的重要舉措。事實證明,發電機組的容量越大,單位小時內消耗的煤炭就越少,可見積極推廣大容量機組能有效實現節能減排,是火力發電廠實現可持續發展的必經之路。
(三)火力發電廠生產環節的節能技術監督管理
火力發電廠的生產環節包括煤炭燃燒、鍋爐燃燒率、發電設備等。實施全過程節能技術就要加強對火力發電生產環節的監督管理。①提高煤炭的燃燒率。在火力發電廠使用的燃燒原料中,煤炭占據最大份額,要實施節能減排技術首先要提高煤炭燃燒率。優質的煤炭不僅是提高電廠經濟效率的保障,也能有效減少燃燒過程對鍋爐、設備的損耗。在選擇煤炭時,我們應著重選擇質量好、易燃燒、價格適中的煤炭,這樣不僅可以提高燃燒效率,降低資源浪費,并且也能減輕對環境的污染。②提高鍋爐的燃燒效率。鍋爐在燃燒過程中,不僅會對燃燒進行消耗還會對燃燒的能量進行損耗。其中主要包含:未完全燃燒造成的熱損失、排煙造成的熱損失、鍋爐散熱造成的熱損失以及灰渣造成的熱損失等。因此,提高鍋爐的使用效率也是節能技術的應用之一。③完善發電設施。在火力發電廠生產過程中,發電設施是否充分利用對于節能減排的落實關系重大。首先要提高發電設備的利用率,對不合理的運行方式及系統進行改造;其次,加強對除灰設備的投入,確保廢灰、廢渣的回收利用。
(四)加強技術創新,實現節能減排
在火力發電廠中實現全過程節能技術的應用監督除了規章制度、機器設備方面的內容外,技術層面的提升、創新、進步是我們實現節能減排的重中之重。積極借鑒國外優良技術的同時結合我國實際情況,去粗取精、去偽存真,探索出一條適合我國火力發電廠的技術創新之路,以技術提高效率,以技術實現節能,以技術謀取發展!
結束語
總之,全過程節能技術在火力發電廠中應用監督能夠有效提升資源利用率,減少環境污染,是火力發電廠實現節能減排、低碳環保的必由之路,能夠有效保護環境及提高人們群眾的生活質量,是一種有效的監督措施,值得在火力發電廠中推廣應用。
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