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      冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化的探討

      2017-07-18 01:11陳方明
      魅力中國 2016年46期
      關(guān)鍵詞:節(jié)能優(yōu)化

      陳方明

      摘 要:目前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速,能源危機(jī)已經(jīng)成為了制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問題。雖然國家針對能源問題采取了很多有利措施,但是還是不能解決電力發(fā)展與人們生活需求日益增長的矛盾。冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組是電能生產(chǎn)的主要部門,要提高電能生產(chǎn),就需要提高汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率,減少火電廠的總體消耗,使汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行得到全面優(yōu)化。本文通過對發(fā)電機(jī)組現(xiàn)有設(shè)備汽機(jī)輔機(jī)進(jìn)行分析,提出有針對性的優(yōu)化方案,分析方案在節(jié)能耗方面取得的效果,從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目標(biāo)。

      關(guān)鍵詞:冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組 汽輪機(jī)組 汽機(jī)輔機(jī) 節(jié)能優(yōu)化

      一、汽輪機(jī)組輔機(jī)優(yōu)化運(yùn)行的意義

      在冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中,汽輪機(jī)組是一個(gè)有機(jī)高效的整體。汽輪機(jī)組的運(yùn)行是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,需要先用鍋爐把煤等化學(xué)能物質(zhì)加熱成蒸汽,再高速把蒸汽經(jīng)噴嘴送進(jìn)汽輪機(jī)組,從而實(shí)現(xiàn)蒸汽的動(dòng)力與為推動(dòng)汽輪機(jī)組工作的機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化。在實(shí)際工作中,我們通過觀察一些運(yùn)行指標(biāo)來判斷汽輪機(jī)組的運(yùn)行情況,通過有效的提升這些指示,可以優(yōu)化并保障汽輪機(jī)組實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能安全的運(yùn)行。對冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組企業(yè)的生產(chǎn)意義重大。

      二、冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)組主要輔機(jī)概述

      汽輪機(jī)組是一個(gè)有機(jī)高效的整體,它主要由凝汽設(shè)備、抽氣設(shè)備和冷卻設(shè)備組成。汽機(jī)輔機(jī)是冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中非常核心的設(shè)備,下面對汽輪機(jī)組的組成設(shè)備進(jìn)行一下簡要介紹:

      (一)凝氣設(shè)備

      凝氣設(shè)備是由凝汽器、循環(huán)和凝結(jié)水泵以及抽氣裝置等組成的一個(gè)整體機(jī)組。它的主要通過在汽機(jī)排氣口建立真空來提高汽機(jī)循環(huán)熱效率,通過回收工質(zhì)形成循環(huán)并對補(bǔ)給水和凝結(jié)水實(shí)行真空除氧,一旦負(fù)荷情況改變能夠及時(shí)回收排汽及疏水。如果凝汽器中一旦有空氣或有不能凝結(jié)的氣體進(jìn)入,凝氣設(shè)備的運(yùn)行安全就會(huì)出現(xiàn)問題,運(yùn)行效率也會(huì)隨之降低。

      (二)抽氣設(shè)備

      抽氣設(shè)備因不同的工作原理可以分為射流式抽氣器和容積式真空泵兩種。射流式抽氣器又分為射汽式和射水式兩種抽氣器。兩者相比射水式抽氣器系統(tǒng)相對簡單易操作,運(yùn)行維護(hù)方便比較經(jīng)濟(jì),但占地面積大而且比較費(fèi)水,需要配置專用的水泵。容積式真空泵也有離心式和液環(huán)式兩種。

      (三)冷卻設(shè)備

      冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組的供水系分為直流供水系統(tǒng)和循環(huán)供水系統(tǒng)兩種。直流供水系統(tǒng)又分為三種循環(huán)供水系統(tǒng),即冷卻水池、噴水池和冷卻塔。一般冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組的冷卻塔的進(jìn)水溫度為8℃~10 ℃,冷卻幅高為5℃~10 ℃。橫流塔運(yùn)行管理比較方便,而且可以有效地節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)投資成本,雖然占地面積比較大,但在現(xiàn)在的冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用的還是比較廣泛的。

      三、冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化策略

      汽輪機(jī)組是關(guān)系到冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組總體效益的重要設(shè)備,只有汽輪機(jī)組設(shè)備高效、安全、可靠的運(yùn)行,冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組才能實(shí)現(xiàn)整體效益的提升。汽輪機(jī)組的運(yùn)行是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,需要先用鍋爐把煤等化學(xué)能物質(zhì)加熱成蒸汽,再高速把蒸汽經(jīng)噴嘴送進(jìn)汽輪機(jī)組,從而實(shí)現(xiàn)蒸汽的動(dòng)力與為推動(dòng)汽輪機(jī)組工作的機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化。為使汽輪機(jī)組運(yùn)行效率提高,我們需要通過觀察一些運(yùn)行指標(biāo)來判斷汽輪機(jī)組的運(yùn)行情況,通過有效的提升這些指示,可以優(yōu)化并保障汽輪機(jī)組實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、安全的運(yùn)行。

      (一)循環(huán)水泵的優(yōu)化

      當(dāng)汽輪機(jī)組和冷卻水溫度確定不變時(shí),隨著循環(huán)水流量的變化,凝汽器的壓力也產(chǎn)生相應(yīng)的變化,這種變化會(huì)影響循環(huán)水泵的消耗。隨著循環(huán)水流量的增大,凝汽器壓力變小,這樣就增加了機(jī)組的出力,從而增加循環(huán)水泵的耗功。水流量增大到一個(gè)基準(zhǔn)值時(shí),機(jī)組出力的增加值會(huì)被水泵的耗功增加抵消。因此,汽輪機(jī)組最佳的運(yùn)行背壓就是循環(huán)水流量增大后造成的汽輪機(jī)組出力增加值與水泵功耗增加值差在最大時(shí)凝汽器的運(yùn)行壓力。此時(shí)循環(huán)水泵的運(yùn)行方式也將達(dá)到最佳狀態(tài)。冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中汽輪機(jī)組的配套循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)是有限的,因此循環(huán)水流量在調(diào)節(jié)上沒辦法連續(xù)。為了更好的優(yōu)化水泵運(yùn)行方式,必須按照冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中目前所擁有的水泵臺(tái)數(shù)實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)行方式的組合。通過實(shí)地測評不同的循環(huán)水泵組合方式中凝汽器變工況性能、汽輪機(jī)的出力增加值、循環(huán)水泵流量及功耗的各項(xiàng)指標(biāo),再把它們和循環(huán)水溫度變化及機(jī)組負(fù)荷變化結(jié)合在一起考慮,從而計(jì)算出水溫恒定及機(jī)組負(fù)荷條件下汽輪機(jī)組的最佳運(yùn)行背壓,以此來決定循環(huán)水泵的最佳運(yùn)行方式。

      (二)給水泵的優(yōu)化

      優(yōu)化化給水泵的運(yùn)行方式可以提升機(jī)組的效能利用。在冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中,耗電量最大的輔機(jī)就是電動(dòng)給水泵。把除氧箱抽出的給水升壓后輸送到鍋爐是給水泵的基本功。電動(dòng)給水泵耗的電量會(huì)對汽輪機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性造成直接影響。因此,優(yōu)化電動(dòng)給水泵勢在必行。電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)和汽輪機(jī)拖動(dòng)是拖動(dòng)給水泵的兩種基本方式,因運(yùn)行方式不同,電動(dòng)給水泵可以分為定速電動(dòng)給水泵和變速電動(dòng)給水泵。在汽包壓力低于0.8 MPa時(shí),可以采用啟動(dòng)前置泵向鍋爐供水和沖洗的運(yùn)行方式來啟動(dòng)爐供汽,在汽包壓力大于0. 8 MP a時(shí),可以使用沖動(dòng)小輪機(jī)向鍋爐供水的運(yùn)行方式,使給水泵處于備用狀態(tài),從而運(yùn)用機(jī)組啟停時(shí)不啟停給水泵的方式來降低耗電量。對于汽動(dòng)給水泵的優(yōu)化可以采用機(jī)組滑壓的運(yùn)行方法來降低小汽輪機(jī)的耗氣量,從而達(dá)到節(jié)能的目的。氣動(dòng)泵在運(yùn)行時(shí)必須保持轉(zhuǎn)速為每分鐘3000轉(zhuǎn),以此來使給水泵循環(huán)流量穩(wěn)定。

      (三)抽氣設(shè)備優(yōu)化

      抽氣設(shè)備是汽輪機(jī)組中的一個(gè)重要的組成部分,它通過啟動(dòng)機(jī)組時(shí)建立真空狀態(tài),,為了維持真空度,及時(shí)抽出機(jī)組運(yùn)行過程中漏入到凝汽器當(dāng)中不凝結(jié)的氣體和空氣,這就是抽氣設(shè)備最大的作用。抽氣設(shè)備的優(yōu)化可以使汽輪機(jī)組實(shí)現(xiàn)安全有效的運(yùn)行。汽輪機(jī)組運(yùn)行的一個(gè)基本條件就是保持凝汽器內(nèi)的真空狀態(tài)。抽氣設(shè)備的工作效率會(huì)受到工作液溫度、真空泵轉(zhuǎn)速以及吸入口溫度和壓力等因素的影響,其中最主要因素是工作液溫度,對工作液溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)就能優(yōu)化抽氣設(shè)備??梢圆捎檬褂玫叵滤崩鋮s真空泵的工作水的方法來提高抽氣設(shè)備的抽吸能力,從而有效減少真空泵的耗功,達(dá)到改善凝汽器的換熱條件、提高真空度的目的。而且用完的地下水可以排到循環(huán)水系統(tǒng)中加入水系統(tǒng)的循環(huán)利用中,從而節(jié)約了水資源。

      在實(shí)際工作中,我們要以具體情況具體分析的方法來優(yōu)化凝氣器真空抽氣系統(tǒng)的運(yùn)行。噴射式真空抽氣器是目前我國冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組使用的主要抽氣設(shè)備。因使用介質(zhì)不同,噴射式抽氣器可以分為射汽抽氣器和射水抽氣器。射水抽氣器是使用壓力水來抽取真空的,射汽抽氣器是使用壓力蒸汽來實(shí)現(xiàn)真空抽氣的。兩種噴射抽氣器所運(yùn)用的工作原理是基本相同的。還有一些冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組使用水環(huán)真空泵來做為抽氣設(shè)備。真空泵在啟動(dòng)時(shí)低真空抽取能力要比抽氣器大很多,而且啟動(dòng)時(shí)間短,運(yùn)行時(shí)消耗功率只有抽氣器的百分之三十左右,而且損失的汽水比較少,機(jī)械化運(yùn)行程度相對來說比較高。但真空泵在運(yùn)行時(shí)也存在一定的不足之處,它處理蒸汽的能力要比抽氣器的差,當(dāng)真空系統(tǒng)泄漏比較多時(shí),它會(huì)使設(shè)備過載運(yùn)行,使得真空系統(tǒng)運(yùn)行的安全性得不到保障,而且它的一次性投資也相對多些。射水抽氣器以其簡單的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定的性能和低廉的成本等優(yōu)勢,在冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組使用的比較多。但是它運(yùn)行時(shí)一般需要配備—個(gè)射水泵,相應(yīng)的增加了運(yùn)行成本和系統(tǒng)維護(hù)成本,而且對水資源造成了一定的浪費(fèi),所以它不適合在一些水資源缺乏的地方應(yīng)用。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 張偉,李永波.火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行優(yōu)化策略探討[J].現(xiàn)代國企研究. 2016

      (02).

      [2] 邱影,徐巍.淺談火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行[J].中國高新技術(shù)企業(yè). 2015(04).

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