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中图分类号:TM62 文献标识码:A
火力发电厂作为电力能源的发送基地,要想实现其健康、可持续运营,就必须掌握先进的节能优化技术,提高其内部热动系统的节能运行水平,进而从整体上提高系统运行效率,达到节能优化的目标。
一、火力发电厂热动系统节能优化的重要意义
1.有效控制成本
通过对热动系统进行节能改造能够提高系统运行效率,减少不可再生的能源资源,例如:煤炭、石油等的过分依赖,减少资源进口,从而控制系统运行成本,提高发电厂的经济效益。节能优化的最终成效就是最大程度地控制成本,增加经济利润,节省了更多的资料和能源,全面提升原材料的使用效率,有效控制成本。
2.技术创新的大势所趋
新时期,人们进入节能环保新时代,节能环保需要创新性技术的支持,通过对热动系统进行节能升级、优化改造,逐渐研发出适应时展的节能型技术,充分依赖并利用这一技术来推动热动系统从粗放式运转向集约型运行转变,通过积极、大胆的技术创造与创新来不断研发出新型技术、高端节能科技,从而实现火电厂热动系统的节能化升级与改造,这是迎合时展的需要,是技术创新与发展的大势所趋。
3.生态环保的需要
火力发电厂热动系统是一个高能耗、高排放、高污染的热动系统,实际运行过程中会产生多项污染,加剧空气污染危机,甚至酿成严重的环境问题。通过对热动系统进行节能化改造,为其提供一个安全、环保、生态的运行环境,利用先进的节能化技术达到对该系统的节能化改造,才能在一定程度上提高系统运行效率,减少不良污染的排放,从而营造出一个安全、环保的环境,实现热动系统的低碳、节能运行。通过节能优化与改造,火电厂周围环境不会受到太大的影响,环境污染指数能够达到规定的合格指标,缓解了环境压力,从整体上提高了热动系统运行的经济效益与环境效益。
4.发电厂健康持续发展的有效途径
发电厂作为高污染、高能耗的行业企业,已经成为国家污染整治的重要对象之一,要想真正实现发电厂的健康、可持续运营,就要积极控制电厂的能耗、减少能源、资源等的浪费,提高资源能源的利用效率,科学协调好电力生产与环境保护之间的关系,在确保环境生态、健康的基础上来控制不合理的排放,减少环境污染,这样才能真正意义上推动火力发电厂的健康、可持续发展,促进人与自然的和谐统一,减少资源的不合理浪费,维护火电企业良好的信誉和形象,提高其发展的经济效益与社会效益,推动火力发电厂的健康、可持续发展。
二、火力发电厂热动系统运行现状分析
现阶段,火力发电厂整体上处于超负荷运转状态下,热动系统实际运行无法支持高强度的电力生产,而且加剧了相关生产设备的能耗,实际运行中能耗较大,增加了热动系统运行成本,影响了发电厂的健康、持续发展,在这种形势下势必需要对热动系统实施节能化改造,提高发电厂热动系统的运行效率,提升其环保水平,减少对能源资源的浪费。
所谓的热动系统节能优化与改造就是在深入剖析热动系统当前运行状态的基础上来得出各项技术参数,通过分析、计算、统计相关参数来综合评价热动系统的运行状态,明确该系统的节能水平,得出系统内部所出现的问题,通过对问题所在位置加以改造来达到节能优化的目标,实现对能耗的科学控制。
火力发电厂热动系统是主要的能耗系统,对其进行节能优化与改造能够从整体上提高热动系统运行效率,减少对有限的资源能源的依赖,从而达到节能环保的一大目标。
电厂热动系统的节能优化势必需要特定技术的支持,这就涉及到系统节能优化技术可行性问题,当前来看,已经研究发明了多种节能技术,电力生产系统的节能优化技术也日趋完善、完美,随着技术的日臻成熟,热动系统的节能优化只需要对发电机组的局部部件进行节能化改造,无需整体上的调换与更新,有限的技术与工艺就能达到节能减排的目标。现阶段,发电机组实际研发过程中,已经将节能、减排、降耗纳入了重点考虑范围,实际的发电机组局部零件的设计已经融入了节能降耗的思想,基本上达到了节能目标,特别是新型发电机组的发明与利用可以实现产业结构的优化调整与升级,由此可见技术上的可行性成为发电厂热动系统运行的充分不必要条件。
三、火力发电厂热动系统节能优化措施探究
1.积极优化系统运行方式
为了达到系统节能优化的目标,就必须先对机组的运行模式实施节能化改造,调整传统的系统运行方式,尝试采用多元化的运行方式,例如:将一年分成若干个阶段,年初若干月选择单阀运行模式,随之的若干月则可以尝试顺序阀运行模式,同时,积极调试机组,使其逐渐走向最为合理、最为合适的运行状态,提高系统运行效率,时刻观察并深入分析机组运行中的参数变化,并对各个参数状态下的相关设计数值进行动态调整,以此来优化机组运行模式,使其逐渐走向最佳运行状态,提高机组安全运行系数。同时,要重点密切关注机组真空系统,特别是汽轮凝结器的真空大小,通常会从整体上影响机组的运行状态,相关的技术改造人员需要动态观察、时刻检查相关设备的真空度,并对真空度做出科学调节,确保其达到最佳状态。
2.锅炉排污系统的运用
锅炉排污水是支持热动系统节能优化的必要条件,实际发电操作中难免涉及到一定的污染物排除工作,在这期间势必会出现一定的水体浪费,同时伴随着一定的能耗,要想达到节能减排的目标就应该充分利用其中的能源、资源,例如:充分利用水资源、加大能源利用效率,控制对这些非可再生能源的浪费从而达到节能降耗的效果。对此可以选择采用连续排污扩容设备,积极回收污染物排除中所损耗的能量,将冷却器安装在排污系统的末尾处,从而达到对系统中热量的高效率回收,而且也能达到有效冷却污水的目标,也为深层次的水资源良性循环创造有利条件,锅炉排污系统的利用可以充分提高热量的使用效率,推动水资源的良性循环,控制水体污染。
3.锅炉排烟余热的深入利用
热动系统运行中势必要出现一定量的废气,其中夹杂着一定的热量,通过特定的方式来回收这些热量,并再次深入、持续运用这些热量才能有效地控制能量浪费,达到节能优化的目的,对此需要采取先进合理的热量回收措施:
首先,降压省气。一般来说,为了实现对锅炉排烟余热的充分利用可以尝试将降压设备安装于锅炉末端,也可以将凝结水循环系统配设于锅炉系统,通过这种方式来回收排烟中的余热,实现能源的充分使用。或者引进节能设备,依靠该项设备达到热量交换的目标,依靠此设备来从废气内部吸收更多的热量,同时将其再次传输至热动循环系统中,通过这种方式能够达到节能降耗,经济运行的目标。
4.蒸汽系统的节能化改造
蒸汽系统作为一项关键的热动系统,其节能水平会从整体上影响到热动系统的节能效果,要想实现节能降耗的目标有必要对蒸汽系统进行节能化改造,对此可以尝试该环保传统的低压蒸汽系统,而是采用蒸汽冷凝水,用来催生蒸汽,从而最大程度上节省了低压蒸汽,也能实现对冷凝水余热的高效率利用,达到节能降耗的目标。
5.节能化改造供热系统
火力发电厂热动系统的节能优化也可以积极优化改造供热系统,充分有效地使用蒸汽能量,现阶段,多数活力发电厂都是对蒸汽实施降温处理,采用此种方法不仅会伴随着大量蒸汽能量的损耗,不利于节能降耗,对此可以调整蒸汽处理方式,让蒸汽进入特定的设备系统,依靠蒸汽来制动汽轮机,发挥蒸汽能量的作用,减少能源的浪费。
此外,为了从根本上优化改造热动系统,应该加大对节能降耗技术的研发力度,不断研究出适合热动系统降耗运行的技术,加快热动系统的节能化改造,提高系统运行效率,从整体上打造出一个高质量的热动系统。
结语
火力发电厂热动系统是一个高能耗、高污染的动力系统,为了达到节能降耗减排的目标,就要注重对该系统的节能化改造,要善于采用先进的节能技术,选择与系统相适应的环保科技,达到对热动系统的节能化改造,提高系统运行效率,实现热动系统的节能化运转,从整体上打造出一个节能降耗减排的热动系统。
参考文献
[1]李珂.火电企业技改项目投资效益后评价及应用[D].山东大学,2012.
关键词:能源危机;火力发电;节能降耗
中图分类号:TE08文献标识码: A
引言
中国能源消耗中火力发电厂占比重很大,全年煤量和电量的消耗量十分大,加之当前煤炭价格不断上涨,发电成本持续增加,火电厂的火力发电厂节能降耗工作的重要性更加突出。我国火电企业的发电煤耗和厂用电率等能耗指标比国外火电厂的能耗指标要高很多,与国外相比,能耗管理水平的差距也十分大,所以,我国火电企业的节能潜力还是比较大的。
1、火力发电厂能耗高的主要因素分析
1.1、发电厂厂用电率高
厂用电是衡量火电厂能耗的主要综合经济指标之一。据统计全国年平均厂用电率绝对值与国外先进水平相比差1.0%~1.5%,与德国相比差2.0%~2.5%。由此可见,减少厂用电率是减少火力发电厂能耗的一个重要途径。影响厂用电率的因素有外部因素和内部因素。其中外部因素主要指机组负荷率,内部因素主要指辅机设备能耗。统计表明,大型机组负荷率每变化1%,厂用电量就变化0.028 1%。对于引进型机组还要更高,如300 MW机组在70%以上负荷时,负荷率每增加1%,厂用电率就减少0.03%;在60%~70%负荷范围内,负荷率每减少1%,厂用电率就增加0.05%。辅机设备中风机、水泵和制粉系统的能耗最高。据调查风烟、制粉、循环水三大辅助系统是火电机组主要耗电用户,其用电量占全部厂用电量的70%~75%左右,其中又以水泵耗电量最高,这类设备由于大多处于长期连续运行和常常处于低负荷及变负荷运行状态,节电潜力很大。
1.2、热力系统能耗高
根据美国EPRI及中国原电力工业部调查统计表明,中国发电标煤耗率即使在基本负荷下,也要高出设计值30g/(KW·h)~60 g/(KW·h),因此减少热力系统能耗是降低火力发电厂能耗的重要途径,影响发电厂煤耗偏高的主要因素是锅炉效率、汽轮机工况和机组调峰运行时有无采用经济运行方式。
1.3、节能管理不到位
造成火力发电厂能耗高的因素很多,其中很多因素只需增加少量的管理成本,就可取得明显的节能效益。如燃料管理、各种主辅机的运行管理和单耗管理等。有一电厂通过提高给水温度、加强尾部受热面吹灰和调量等措施来降低排烟温度,就取得了每降低排烟温度1℃,可提高锅炉效率0.05%~0.06%的节能效益。
2、火力发电厂节能途径与措施
2.1、变压器的空载运行
对于变压器的空载运行有空载电流损耗与线圈匝数、材料铜损耗PCU1=I2Or1和铁损耗PFe≈B2mf1.3等有关,所用材料的导磁性越好空载电流越小。在变压器的空载运行中空载损耗约占额定容量(0.2~1.5)%随容量的增大而减小。
解决空载损耗可采用降低磁通密度、高导磁,低损耗的导磁材料,或者采用厚度更薄的导磁材料等方法。
2.2.1、使变压器实现冷备用方式
在起备变冷备用时,厂用电起备变应不带公用负荷,在微机厂中用使用变压器励磁涌流功能,实现冷备用起备变空成功,并将起备变得高压短路也纳入微机厂,这一功能将大大提高电厂积极?利益。
2.2.2、引进节能型变压器来降低损耗
类型:分“9”、“10”、“11” 型等系列油浸变压器和“9”、“10”型等系列干式变压器,其中有叠铁心、卷铁心和非晶合金铁心等。
举例说明:①如干式配电变压器由于结构简单、维护方便、防火阻燃、防尘等特点,被广泛应用在对安全运行有较高要求的场合。主要有两类产品;环氧树脂干式变压器和浸渍式干式变压器(或称做Nomex纸型)。②以及单相配电变压器(D1O型)此类变压器多为柱上式,便于安装并靠近负荷中心,通常为少维护的密封式。与同容量三相变压器相比,空载损耗和负载损耗都小,有效材料用量也少,价格低20~30%。
2.2、减少铁磁性损耗
铁损,它是变压器主磁通在铁心中产生的有功功率损耗,主要发生在变压器铁芯叠片内,是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞及涡流而带来的损耗(铁损=磁滞损耗+涡流损耗)。
(1)导体金具应采用设计更为先进的型号及尽量采用非导磁性材料制造的金具,这样既降低了损耗,也意味着温升降低,延长了金具安全使用寿命。
(2)变压器处于轻载状态,额定电压不变,当铁损为常数时,要想实现节能损耗则必须用新材料来代替传统的硅钢片铁芯。
(3)合理加大钢构与母线的距离,一般母线中心至横越钢构中心的距离(mm)为母线电流(A)的0.7倍或以上,可以不采取其他设施。
(4)还可以用非晶态合金,材料本身为箔带,选择普通硅钢片的十分之一,电阻效率高,可以实现低损耗。
2.3、灯光控制损耗
2.3.1、采用节能型灯具
根据新技术的不断发展,节能型灯具的寿命逐步提高,价格不断下降,其综合经济指标已具有明显提高。发电厂的照明设计也要实现节约电能。
2.3.2、采用照明调压器
对于电厂来说,由于动力负荷要比照明更为重要,实际运行时照明灯具电源电压就迁就于动力电电压(400/230V)。照明灯具属于电阻性负荷,功率近似正比于电压的平方。因此采用400/230V供电的照明灯具将比采用380/220V供电时浪费电能约10%,浪费很严重。照明调压器可以稳定保持供电电压为380/220V节约了电能。另外,由于降低了工作电压,也解决了发电厂灯具寿命短。
2.4、提高锅炉效率
可从保证锅炉给水温度合格、降低锅炉吃灰可燃物含量、降低锅炉排烟温度和减少锅炉本体汽水损失4个方面来提高锅炉效率。
保证锅炉给水温度合格具体措施:改变高加汽源的抽气段,并要保证设备达参数运行和保持进汽压稳定;淘汰故障率高的老式浮球式疏水器,增加疏水器的调节能力强和运行周期;淘汰效率低的U型管式换热器,提高换热效果。
降低锅炉吃灰可燃物含量的具体措施:严格控制煤粉细度,保证煤粉细度在最佳范围之内。
降低锅炉排烟温度:具体可从燃烧调整、负荷协调和完善锅炉吹灰打焦系统等方面着手。
减少锅炉本体汽水损失的措施:确保蒸发回水在合格的情况下使用,且要控制好锅炉连续排污量,并要根据蒸发回水质量变化及时调整排污率;加强锅炉本体的无泄漏治理,在停炉检修期问,要加强锅炉本体阀门、法兰的检查维修,以减少这部分热损失,提高锅炉热效率。
2.5、生产管理节能
加强生产管理节能的措施很多,在这里就不一一介绍,这里主要从运行管理和燃料管理两方面着手来介绍加强煤耗管理的措施。
2.5.1、运行管理
发电厂的运行管理中锅炉和汽机的运行管理相对重要,下面主要从这两方面加以介绍。
锅炉的运行管理:加强锅炉的燃烧调整保持合理稳定的燃烧工况,燃烧调整方面应满足以下几方面要求:燃料着火迅速,燃烧稳定;运行可靠,能适应负荷的变化,维持蒸汽压力和温度的稳定,且在正常范围内;燃烧效率高,化学及机械部完全燃烧损失小;燃烧强度和传热强度高;具有较好的燃烧适应性,并且调节要求灵敏,便于实现白动化操作;维持一定的炉膛负压,减少环境污染等。
汽机的运行管理:加强凝汽器的清洗,保持凝汽器清洗装置状态良好并改善凝汽器换热条件;按规定进行真空严密性试验,在机组真空下降速度高于规定值时应及时加强密封;合理调整真空泵运行方式;调整二次助燃风挡板开度;保持高压加热器的投入率在95%以上。采取措施控制高压加热器启停中的温度变化速率,防止温度急剧变化;维持正常运行水位,保持高压加热器旁路阀门的严密性,使给水温度达到相应值;采取措施使回热系统处于最经济的运行方式。
2.5.2、加强燃料管理
入厂和入炉燃料的控制是发电厂节能工作的源头,而且这一项工作如果做得不好,会直接影响到后续生产环节能源的消耗,增加锅炉标准煤耗。在控制入
厂和如炉燃料时一般要注意以下几方面问题:a)尽量选购燃烧稳定的设计煤种,以提高锅炉的燃烧效率;b)加强煤场管理,搞好煤炭的验收工作和减少热值损耗,提高煤炭的入厂和入炉质量;c)制作的煤粉颗粒要适中,既要做到燃烧完全又要做到减少制粉损耗。
参考文献:
关键词:发电厂;汽轮机;节能降耗;汽轮机辅机;抽气设备 文献标识码:A
中图分类号:TE08 文章编号:1009-2374(2015)24-0077-04 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.24.038
工业社会在给人类带来财富的同时也在消耗着地球仅存的能源,近年来恶劣天气的频繁发生也让全世界都在关注着节能降耗的问题。社会用电量的猛增给发电厂带来了越来越大的压力,汽轮机作为热力发电厂的主要装备,担负着非常重要的任务,但是它的正常运行往往会消耗大量的能量,所以,现在发电厂节约能源的最主要的任务就是在汽轮机运行的时候尽量减少能源的浪费。
1 汽轮机节能减耗的背景
1.1 电厂煤炭资源使用量
随着我国经济的发展,对于能源的需求不断扩大,国家积极倡导节能减排,对于中国这个资源利用大国来说每年国家的电力能源的使用都是处于紧张的状态。表1为国家火力电力年产量。我们国家是一个能源资源丰富的国家,煤炭资源丰富,但是由于社会生产的需要,当前煤炭资源的数量已经在不断的下降,煤炭是电力开发的重要能源,但是当前在电力的开发过程中由于种种原因导致煤炭资源利用不充分,从而导致了资源的浪费。表2是国家在电力等方面使用的煤炭总量:
从表1以及表2中的数据显示出火力电力的生产量与煤炭消耗量明显的相差较大,从另一方面显示出煤炭资源利用不充分,存在着大量的损耗。
1.2 电站汽轮机的主要组成部分
发电厂发电最主要的机器是汽轮机,然而从上表中看到煤炭资源得不到充分的利用,其最主要的原因取决于汽轮机在工作时能否将资源有效充分的利用。汽轮机主要就是利用蒸汽的能量转化成为机械的旋转式动力机械,在电力中主要用作发电的原动机。电站汽轮机主要由汽轮机本体设备、蒸汽系统设备、凝结水系统设备、给水系统设备以及其他辅助设备组成。图1为电站汽轮机结构图:
图1 电站汽轮机结构图
汽轮机内部结构复杂,任何一个部位处理不当都容易造成零部件的损坏,缩短其工作期限,使得在发电时造成能源的浪费。
汽轮机是将蒸汽的能量转换成为机械功的旋转动力机械,主要是运用在电力的发动上。汽轮机在使用时出现以下几个方面的问题:(1)汽轮机的运行效率低下。电厂的汽轮机运行效率低下主要是由于低压缸一直处在湿蒸汽区域内运行,各个级别的隔板受到水的侵蚀使得气封逐渐的脱落,导致了严重的漏气的现象;(2)汽轮机经常振动。由于汽轮机制造方面的缺陷,如零部件的质量问题以及汽轮机在安装时由于安装不好,造成在使用时出现振动现象;(3)汽轮机的能源消耗量大,产电量小于预计产能。
2 汽轮机的发展现状
目前,我们国家电厂汽轮机主要存在两个方面的问题,一是能源消耗较大,二是排污过程中污染过大。然而,汽轮机技术在不断进步,目前世界上最主要的几项技术是超临界火电技术、循环流化床火电技术、增压液化床联合循环发电技术以及煤气化联合循环发电技术,表3是对上述几项技术在效率环保、可靠性等方面的比较。
3 汽轮机出现问题的因素
3.1 影响汽轮机运行过程能耗的因素
汽轮机在电厂的所有发电设备中属于比较复杂的设备,它在运行时会受到很多因素的影响,这些因素会导致汽轮机消耗的能源变得更大,这些影响因素主要有以下几种:第一是电厂没有随着时代进步的步伐随时更新汽轮机的运行技术,导致汽轮机的运行能耗较高。第二是在汽轮机运行的时候不能对它进行合理地调整,导致汽轮机实际的负荷和它的运行参数完全不同,在这种情况下汽轮机也不能达到最佳的运行状态,所以运行能耗会增加。第三是在汽轮机运行的过程中真空泵还会出现很多问题,其中一个问题就是真空泵的温度较高就会使凝汽器的真空度增高,这就导致了整个汽轮机的热力循环系统的效率大大下降,最终增加汽轮机的能耗。第四是汽轮机的频繁启动与停机或者长时间的暖机行为等都会增加能耗。
3.2 汽轮机启动方式的误区
汽轮机最主要的支持动力就是依靠热力,汽轮机的启动主要就是受热力的因素限制,在汽轮机加热的过程中,我们如何找到一个合理的加热方法,把温度加到最佳的状态,在保证安全的情况下,快速的启动起汽轮机,而很多时候大家都是注重了快速的启动汽轮机这一方面,而往往忽视了汽轮机的合理的温度,导致很多的时候启动方法错误,造成汽轮机出现各种问题。
3.3 汽轮机轴承问题
由于超负荷使得轴承的受力分布不均匀,个别的轴承超负荷导致油的进入不顺畅,轴承内部进入了杂物,破坏了原有的零部件。由于气体进入使得油进入受到了阻力,破坏了顺畅性。由于超负荷的工作,使得轴承的温度普遍升高,在高温的作用下使得油发生变质,极易破坏当中的零部件。
4 针对汽轮机运行过程中的问题所给出的措施
4.1 控制锅炉的给水温度
温度是汽轮机运行的最主要的一个因素。虽然表面上锅炉的给水温度与汽轮机没有太大的关系,但是汽轮机会与锅炉形成一个热力循环系统,所以要想减少汽轮机的能源消耗问题就要控制锅炉内的水温。如果给水温度比较低,那么锅炉升温的时间就比较长,这就需要消耗比较多的热量来维持它的温度,产生了热损失,会大大降低锅炉的效益。如果给水的温度比较高,那么它升温的时间就会相对较短一点,不需要很多的能源来维持温度,锅炉的排烟时间就相对比较少,热损失就会变少,从而提高了锅炉的热效益。所以控制汽轮机的给水温度是降低能耗的措施之一,研究表明正确控制给水温度的措施有以下两种:
4.1.1 加强维护高压加热器。高压加热器是控制水温的一个重要的因素,如果高压加热器出现问题就会降低水的温度,所以在平时汽轮机正常的运行时就必须要注意高压加热器的运行状态,发现问题要及时解决,从而控制好水温。
4.1.2 保证高压加热器在运行时的水位。高压加热器的水位问题是整个回热系统经济性和电站设备安全性的关键,只有保证高压加热器中水位的最佳水平才能保证回热系统消耗最低的能源,并保证安全工作。因此,工作人员需要定期清洗高压加热器的换热管并防止泄露,平时的检查维修中如果发现有泄漏点就要及时更换换热管。另外除了换热管以外,工作人员还需要着重检查水箱隔板的焊接处,如果水箱隔板没有完全封闭,蒸汽就不会从正确的路线中进行热交换导致给水温度降低,水箱隔板的焊接处是最容易出现问题的地方,所以为了保证加热器中的正常水位,在发现焊接处存在问题时必须要及时处理。
4.2 保证凝汽器运行时的真空度
凝汽器就是在汽轮机做完功之后将蒸汽进行凝结的装置,有良好真空性的凝汽器才能维持汽轮机的高效率地运转,从而提高整个发电厂的经济效益。保证凝汽器运行的真空度的重要措施有以下三种:
4.2.1 确保机组的真空密封性良好。定期对凝汽器进行密封性检测,最少半个月一次,在整个机组进行维修的时候应该对凝汽器进行水压试验,用来检查凝汽器是否有泄漏的地方。
4.2.2 防止凝汽器的铜管结垢。当通过凝汽器的水质比较差时,水加热后就会形成很多的水垢,因为凝汽器内铜管比较细,所以产生水垢时很容易堵塞铜管,因此工作人员应定期清洗铜管内的水垢,并控制水循环中水的质量,从而从源头上控制水垢的产生。
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,因为当凝汽器的水位过高时,就会减少凝汽器内的换热面积,降低水汽的凝结效果,凝汽器的温度就会升高,从而降低真空度。
4.3 优化汽轮机的运行过程和启动停机
4.3.1 启动汽轮机时的优化措施。当暖机的时间比较长时,汽轮机的启动就会出现压力与凝汽器的真空度与重转参数严重不符的现象,这不但会增加运行时的能源损耗,还会增加它的电力损耗,极大地降低了整个汽轮机的经济效益。为了优化汽轮机的启动过程,工作人员可以先降低主气门的蒸汽的压力,然后开启真空破坏门,从而降低凝汽器的真空度,这样就可以使主汽门的压力和凝汽器的真空度与重转参数相当,从而降低它的能耗。
4.3.2 汽轮机停机时的优化措施。停机是指汽轮机从正常的运行到停止的状态的过程,简单的说停机的过程也是汽轮机的各个金属零部件温度冷却的过程,因此一旦处理不当便会造成比在汽轮机工作的时候更大的损失。所以在汽轮机停止的时候尤其要注意汽轮机上各个部件的温度的变化,防止因冷热不均,或者冷的过慢亦或冷的过快而造成设备的损坏。
4.4 轮机的正确的启动方式
由于汽轮机的启动过程是一个对汽轮机的各个零部件的加热的过程,因此在启动的过程中如果温度处理不当,会导致个别零部件的温度急速上升产生很高的热量使得零件变形等造成损伤,降低零部件的使用寿命。因此采用一个合理的启动方法至关重要,现在的汽轮机的启动方式多种多样,主要有额定参数启动,高、中压缸联合启动等,因此在日常的使用过程中应当仔细阅读说明书,严格按照说明书上的要求来启动,避免因小失大,造成不必要的损失。另外,在汽轮机的启动中应该防止转子弯曲,要注重阀门的检查,监视蒸汽温度的变化,还应该注意在启动时不要使用减温水等。
4.5 负荷工作轴承温度上升
在很多的时候汽轮机的问题出现,都是由于汽轮机超负荷的工作,导致了个别的轴承负荷加重,使得在油进入的时候受到了阻力进而会破坏汽轮机的零部件。由于轴承中存在着气体,油的前进不舒畅不够,导致轴承的温度上升,进而也会导致油的质量发生变化,油质恶化,损坏整体的设备,造成工作效率低下。针对上述问题,我们应该意识到,对于汽轮机的使用应该在其工作的负荷之内,避免因为过分强求发展的指标而促使其设备使用期限的下降,造成不必要的损失。对于由于温度的上升而造成油变质的问题,我们可以合理的启动汽轮机,将温度控制在可以保证设备正常运行而油也不会发生质变的范围内。
4.6 优化汽轮机之中的除氧器
除氧器的主要的作用就是去除锅炉给水中的氧气以及其他不凝结气体。很多时候对于保持汽轮机凝汽器的真空度时我们比较注重温度等方面的改善与控制,却忽视了汽轮机中的除氧器的作用,我们可以在保持温度等外部因素的同时改善内部的除氧器,加大吸力,去除多余的氧气以及其他不凝结气体。
5 汽轮机辅机的运行优化
长期以来,由于技术的不断发展,人们在汽轮机的主机上花费了过多的时间,经常想到的都是优化汽轮机的主机部分,从而达到汽轮机节能损耗的目的,使得汽轮机的主要设备的设计制造以及运行都达到了一个比较高的水平,但是汽轮机的总体质量还是不够高,其主要原因在于我们忽视了汽轮机的辅机开发与改进。由于过度强调了主机质量的提升忽视了辅机,使得汽轮机在运行中的效率达不到所设计的水平,白白消耗了过多的能量,造成能源的损失耗费。
因此,对于辅机的运行方式的调整,是一项必不可少的工作,它可以有效地减少设计配套过程中造成的能量损失,从而提高设备的运行效率。
针对汽轮机辅机的优化,使其达到一个客观的水平,优化汽轮机,节能优化。对于辅机的改进优化是一项投入少见效快的项目,应当大力推广。
5.1 汽轮机辅机的组成部分
汽轮机的构造复杂,零部件众多,汽轮机的辅机由多个部分组成,想要提高汽轮机的运行效率,加强汽轮机的节能减耗,也需要从汽轮机辅机方面入手。汽轮机辅机主要由冷凝器、凝结水泵、循环水泵、低压加热器、疏水泵、高压加热器、减温减压器、除氧器等组成,以及各个系统管路、阀门。
5.2 汽轮机辅机优化措施
火电机组汽轮机主要的辅机有循环水泵、抽气设备、凝结水泵等,要想优化汽轮机,达到节能的目的,对汽轮机辅机的优化要从以下方面入手:
5.2.1 循环水泵运行的优化。实际中,汽轮机的循环水泵的台数是有限的,故在循环水泵的优化主要体现在现有的循环水泵的台数下进行调整,组合出不同的水泵运行方式,通过结合机组的负荷以及循环水温的变化确定最佳背压的循环水泵的运行的方式。
5.2.2 抽气设备运行方式的优化。汽轮机在启动的时候应该是在真空的状态下进行的,一旦空气进入阻碍油的流畅程度,就会加大对汽轮机的损耗程度。汽轮机中的抽气设备的主要的任务就是在汽轮机启动的时候建立真空,把里面的空气以及其他不能凝结的气体抽出,保持汽轮机的真空度。抽气设备的主要作用就是将真空泵冷却,进而产生巨大的吸力来抽掉空气。降低冷却真空泵的水源,另一方面就是改变原有的工作水循环,减小路径采用直流的系统。
6 总结
电站汽轮机为国家电力的发展做出了重要贡献,对于汽轮机的节能优化措施不仅仅在于加强改进除氧器,保持机组的真空度,还在于改进汽轮机的技术,不断地开发创新型的超临界火电技术、循环流化床火电技术、增压液化床联合循环发电技术以及煤气化联合循环发电技术,为国家的电力能源的发展做出重要的贡献。传统的汽轮机的构造设备主要有汽轮机本体设备、蒸汽系统设备、凝结水系统设备、给水系统设备以及其他辅助设备组成,我们可以在原有的基础上增加一些对于节能有利的新型设备,不断地完善汽轮机。
参考文献
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【关键词】 火力发电厂 电气设备 节约能源 降低能耗
火力发电厂是中国的基础能源单位,长期以来都承担着供给电力能源的责任,且要确保所提供的电力能源能够充分满足电能用户的需求。火力发电作为应用电力资源的过程中的一种存在形式,也要确保所提供的电力资源能够最大程度地满足当前的社会发展需要。虽然科学技术的快速发展,高端科技元素被用于火力发电厂运行中,使得锅炉的燃烧效率得以提高,当能源传输的时候而出现的热量损耗已经明显减少,但是,由于中国电气技术起步较晚,相比较于发达国家,我国火力发电厂的节能技术依然存在着滞后性。特别是电气设备的损耗问题,还没有切实得到解决,而这直接关乎到火力发电厂的生存与可持续发展。
1 火力发电厂运行中所存在的电气设备损耗问题
1.1 火力发电厂运行中存在严重的铁磁性损耗问题
当火力发电厂处于运行状态,较为普遍存在的损耗形式就是铁磁性损耗。随着发电厂的各种电气设备运行,磁场环境就会产生,而且这些磁场会出现交变的现象。在这样的运行环境下,就会影响到铁质的材料,而导致其出现了严重的损耗,并由此而导致发电厂的运行成本提升。从技术的角度而言,当这种磁场环境对铁质的材料产生不良影响的时候,由于损耗形式的存在会使得线路在传输电能的时候的热量存在形式发生了改变。在电磁场中有大量的热量存在于其中,就会导致整个的磁场温度瞬时提升,这就必然会对电气设备的使用性能产生影响,使其功能性难以发挥出来,甚至会造成电气设备的损坏,使得电气设备的使用寿命降低。从现行的火力发电厂运行情况来看,这种问题的存在是非常普遍的,也是亟待解决的问题。
1.2 火力发电厂对电气设备的运行管理缺乏科学性
火力发电厂的管理是否规范,直接关乎到其运行效率和经济下效益。确保火力发电厂的系统化运行也是确保其持续稳定发展的重要保障。从目前的多火力发电厂管理情况来看,虽然已经形成了规范的管理体系,但是在具体执行中,就会由于缺乏严格执行而导致管理水平不高,对火力发电厂的长远发展非常不利。比如,对于火力发电厂的运行管理,存在着监督不到位的现象,加之工作人员的管理水平不高,技术素养不足,就会影响运行管理的质量。如果火力发电厂在运行管理中没有实现创新,就会对其正常的运行造成负面影响,从而影响了火力发电厂的未来发展。
1.3 火力发电厂电机的能量消耗量大
火力发电厂运行中,电机是发电的重要电气设备。但是,所使用的电机消耗的电能过大,特别是火力发电厂会使用大型的电机,比如,大型的电动机、大型的变压器等。当这些设备运行的时候,就会将火力发电厂的电能大量消耗。要降低这些电气设备的电能消耗量,就需要采用节能降耗措施。这也是火力发电厂运行中需要直接面对的问题。从目前的火力发电厂电气设备配置情况来看,并没有从发电厂的实际运行情况出发选择电气设备,且在接线方式以及在运行参数的选择上都存在着不合理性。所以,火力发电厂在选择大型的电机设备的时候,要对发电厂的电气设备实际需要充分考虑,还要使得电气设备能够满足火力发电厂的运行需求,以达到节能降耗的目的。
2 火力发电厂的电气设备节能降耗的处理措施
2.1 火力发电厂要根据电厂运行实际选择电动机
火力发电厂运行中,电动机是极为关键的电气设备,其运行效率直接关乎到发电厂的运行质量。S着中国社会经济的发展,各个行业领域大量地使用电气设备,火力发电厂为了满足日益增长的电能需求,已经对原有的发电模式予以改进,引进了技术先进的发电设备。火力发电厂的生产辅助机械要实现有效做功,就要应用三相感应电动机通过旋转之后拖动完成。当三相感应电动机运行中,就会带动各种机械设备完成机械化施工。可见,生产辅助机械做功属于是系统化工程。电力拖动所要完成的任务是将电能转换为机械能,整个过程都是通过电动机的运转来实现的。在电动机的带动下,使得生产辅助机械启动、运转,调整速度并制动作业。当电动机处于运转状态的时候,主要的运行理论就是电磁理论。感应电动机处于运行状态的时候会对有功功率和无功功率进行消耗,前者实现了电能向机械能转换,后者则将旋转磁场建立起来。所以,电动机的能量消耗就会有所降低,不仅可以有效地提高运行效率,而且还可以使得有功消耗量得以降低,相应地,运行功率因数就会有所提高,随之,无功消耗就会有所减少。
火力发电厂要实现电气设备的节能降耗,就要取缔原有的低效率运行的电动机而采用高效运行的电动机。通过采取这种节约能源的措施,可以为提高电动机的运行效率,提高功率因数奠定良好的基础。高效电动机是运行效率很高的电动机,与普通的电动机相比较,其能源消耗量会降低五分之一。高效电动机的运行原理是,在组成部件的使用上,包括转子铁芯以及定子铁芯等等,都采用的是电工硅钢片,这种材料的导磁性比较高,损耗率也比较低,属于是质量优良的钢片。从制造工艺技术上,也是目前较为先进的。所以,当电动机处于运行状态的时候,就会提高运行效率,降低损耗,随着功率因数的提高,电动机运行的热稳定性也会有所提高,从而延长了电动机的使用寿命。
虽然高效电动机的运行效率非常高,而且能够起到节约能源、降低能耗的作用,但是,与普通的电动机相比较,制造成本也相对较高。如果火力发电厂的辅助机械并不需要对运行状态进行调节,就可以使用高效电动机取缔原有的普通电动机,可谓是非常有效的方法。要调节电动机的运行状态,就要对辅助机械进行调节。采用高效电动机所存在的不足之处在于,其不仅制造成本比普通电动机要高很多,导致高效电动机的价格高,而且其维修成本也比较高。当高效电动机运行的时候,是能够实现定速运行,对于火力发电厂电力生产中需要调节流量的问题依然无法有效解决。所以,火力发电厂在选择电动机的时候,要根据发电厂的实际情况进行选择。如果经济条件良好,就可以应用高效电动机以改善发电厂的运行环境,不仅可以使得发电的投入成本降低,而且还能够达到节约能源、降低能源消耗的目的。
2.2 火力发电厂的变压器要避免空载运行
火力发电厂为了满足自身的发电需要,通常都安装有备用变压器,这种变压器为高压启动,一方面是作为备用的变压器存在,同时还发挥着启动发电厂电源的作用。备用变压器的容量通常都会等同于最大的高压厂用变压器的容量,如果其在火力发电厂运行的过程中处于空载运行状态,能源消耗量是非常大的。如果在对备用变压器进行设计的时候,将其启动的设计和备用的设计转变为“冷备用”的设计,就意味着当备用变压器处于备用状态的时候不带电,就可以降低能源消耗,由此而节约了电力能源,降低了发电厂运行成本。但是,火力发电厂在使用冷备用的时候,要与电网的运行规定相符合。备用变压器采用“冷备用”,在进行变压器设置的时候,要使备用变压器在启动的过程中不会带有公用的负荷,而应将这部分负荷合理分配到1号机组高压厂用变压器上和2号机组高压厂用变压器上,并确保所输出的电能能够满足用电规范,以提高用电的可靠性。
2.3 火力发电厂中照明设备应尽量选用节能型灯具
火力发电厂日常生产和工作中,长期使用的照明设备也会大量的消耗电力能源且产生大量的照明损耗。随着技术的不断发展,相对于之前大功率的照明灯具来讲,节能灯具的好处已经显现出来:一个白炽灯泡的平均寿命是1000小时,一个普通日光灯的平均寿命是6000小时以上,而现如今大力推广的LED节能灯具使用寿命理论可达100000小时。它跟白炽灯泡相比节能90%,跟普通日光灯相比节能60%,LED型节能灯理论上1000小时仅耗1度电。且其绿色环保、安全可靠,不含汞和铅等有害元素,利于回收、利用,并且不会产生电磁干扰。从以上分析我们可以看到选用节能型灯具已经是一个必然趋势,其在节能降耗方面有极大的推动作用。因此,火力发电厂大力推广使用节能型灯具是做好节能降耗从实际出发的一个关键环节,是真正能够将节能降耗行动从小处着手的表现。
3 结语
综上所述,因火电厂在发电时,会消耗大量的电能,要想在电气方面做好节能降耗工作,应尽量节省厂用电率。为了解决电气设备能源消耗过大的问题并且还应保证机组的安全正常运行,必须相应的采取一系列针对性措施来降低能耗,以实现能源可持续发展的目标。
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关键词:火力发电厂;全过程节能;监督;应用
中图分类号:TM62文献标识码: A 文章编号:
引言
火力发电主要是通过燃烧石油、煤炭、天然气等燃料产生热能,用热能加热水将水变成高压水蒸汽,继而用水蒸气带动发电机发电的一种发电方法。在我国所有的电力资源中,火力发电占据主要位置,是推动我国经济发展的助推器。火力发电在社会生活的各个领域都扮演着重要角色,为我们的生活提供了极大的便利。然而,火力发展需要燃烧大量的煤炭、石油。其燃烧排放的废气、废物、废水对我们的生态环境造成了严重的破坏,影响了人们的生活质量及生命健康。全过程节能技术在火力发电厂中应用监督必定能有效提升资源利用率,减少环境污染,对于保护环境及提高人们群众的生活质量有重要意义。
全过程节能技术对于火力发电厂的重要意义
我国既是资源大国,同时也是资源小国。因为我国的资源总量及种类比较丰富,多项资源名列世界榜首,然后由于我国的人口多,资源的人均占有量少。火力发电所用的资源几乎都是不可再生的资源,用一点少一点,实施全过程节能技术是提高资源利用率、减少资源浪费的重要举措。同时,火力发电厂的发电原理离不开燃烧,在燃料燃烧过程中,会产生大量的二氧化碳等废气,燃烧后又会产生大量的废渣,对环境污染严重。为了响应“低碳环保、节能减排”的口号,我们火力发电厂应实施全过程技能技术,提高资源利用率、减少环境污染,走可持续发展之路。
全过程节能技术在火力发电厂中的应用监督包括:贯彻落实国家及相关电力部门制定的法律、政策、规章制度;检测电力设备的效率情况;火力发电厂完成经济质量标准情况;火力发电厂的能耗状况评估以及改建工程节能性质评估;火力发电厂新工艺、新技术推广实施情况,员工培训情况。火力发电厂应按照相关政策指标对厂内各项工作进行检测分析,保证统计数据的科学严谨性,同时按期总结本厂完成经济指标情况及能耗状况,积极上报各监管部门。全过程节能技术应在电厂的制度、建设、运营、检修等过程中贯彻执行。
全过程节能技术在火力发电厂的应用监督
(一)节能技术监督管理体系
在火力发电厂中,节能技术监督应建立分级监督体系,形成主管层、分厂管理以及班组管理三层面多领域的监督网。各个监督机构应在统一协作的基础上,积极履行监管职责,做好节能技术监管工作。首先监管人员要认真学习领悟有关部门下发的节能方面的法律法规、政策、规范、标准,并组织广大员工进行学习,落实好宣传工作。发电厂需具备节能技术管理、监督方面的实施考核评估细则,并遵循与时俱进的原则,每3年修订一次。其次,我们应落实各部门职责。统筹厂级领导、节能专责、运营部门、检修部门、燃料部门以及其它部门之间的工作机制,监督全过程节能技术在电厂中的应用,将节能减排,低碳环保落到实处。
(二)积极推广大容量机组
传统的电厂使用小容量机组进行发电,这不仅会造成能源的浪费,还会严重污染环境。依据蒸汽动力原理以及热力学动力分析,发展大容量、高参数的火力机组是火电厂实现节能减排、提高能源利用率的重要举措。事实证明,发电机组的容量越大,单位小时内消耗的煤炭就越少,可见积极推广大容量机组能有效实现节能减排,是火力发电厂实现可持续发展的必经之路。
(三)火力发电厂生产环节的节能技术监督管理
火力发电厂的生产环节包括煤炭燃烧、锅炉燃烧率、发电设备等。实施全过程节能技术就要加强对火力发电生产环节的监督管理。①提高煤炭的燃烧率。在火力发电厂使用的燃烧原料中,煤炭占据最大份额,要实施节能减排技术首先要提高煤炭燃烧率。优质的煤炭不仅是提高电厂经济效率的保障,也能有效减少燃烧过程对锅炉、设备的损耗。在选择煤炭时,我们应着重选择质量好、易燃烧、价格适中的煤炭,这样不仅可以提高燃烧效率,降低资源浪费,并且也能减轻对环境的污染。②提高锅炉的燃烧效率。锅炉在燃烧过程中,不仅会对燃烧进行消耗还会对燃烧的能量进行损耗。其中主要包含:未完全燃烧造成的热损失、排烟造成的热损失、锅炉散热造成的热损失以及灰渣造成的热损失等。因此,提高锅炉的使用效率也是节能技术的应用之一。③完善发电设施。在火力发电厂生产过程中,发电设施是否充分利用对于节能减排的落实关系重大。首先要提高发电设备的利用率,对不合理的运行方式及系统进行改造;其次,加强对除灰设备的投入,确保废灰、废渣的回收利用。
(四)加强技术创新,实现节能减排
在火力发电厂中实现全过程节能技术的应用监督除了规章制度、机器设备方面的内容外,技术层面的提升、创新、进步是我们实现节能减排的重中之重。积极借鉴国外优良技术的同时结合我国实际情况,去粗取精、去伪存真,探索出一条适合我国火力发电厂的技术创新之路,以技术提高效率,以技术实现节能,以技术谋取发展!
结束语
总之,全过程节能技术在火力发电厂中应用监督能够有效提升资源利用率,减少环境污染,是火力发电厂实现节能减排、低碳环保的必由之路,能够有效保护环境及提高人们群众的生活质量,是一种有效的监督措施,值得在火力发电厂中推广应用。
参考文献:
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