火电厂汽轮机组节能提效治理的研究与分析

引言

现阶段解决火电厂汽轮机组能耗高和效率低的方法主要有如下两种:一种是消除设备缺陷,在确保设备和系统良好出力的基础上提高运行可靠性,将设备缺陷引发的能量损失降至最低:另一种是通过技术改造和技术革新来提高设备的能源利用效率,降低各种能量损失。例如,针对真空系统严密性差而导致的凝汽器换热效率低、凝结水溶氧高的问题,除定期进行汽轮机组真空系统严密性试验,积极查找"负压"系统泄漏点并及时消漏外,还可以对凝汽器水封筒高度进行重新设计。

1汽封换型改造的分析

汽封换型改造是提升汽轮机缸效的有效方法,现阶段汽轮机经常使用的汽封类型如表1所示。

火电厂在选择汽封时要重点注意如下几点:

第一,自调整式汽封为首选类型,其自动调整间隙的特性既可满足机组正常运行时对间隙较小的需求,也可满足机组启停机状态时对间隙较大的需求。

第二,因工作压力的差异,高、中、低压缸适宜的汽封类型也存在差异,其中自调整汽封比较适用于高、中压缸,但在中压缸的后几级,要同时考虑变工况时对机组运行安全的要求及压差的要求,因此要针对不同机型通过现场试验分析计算方能决定。而对于工作压力较小的低压缸,基本不能满足自调整汽封关于汽封块前后压差的工作要求,此时蜂窝式汽封是很好的选择,但汽封间隙不宜调整过低,以免机组过临界时产生碰磨而破坏汽封结构。

第三,在运行中汽封和汽轮机转子间存在一定的碰磨,倘若选用过硬的汽封材料则会加剧汽轮机转子的损坏,不利于机组的安全运行。此外,汽封的选用可以相互结合,例如高、中压缸,汽轮机各级汽封除了选用自调整汽封外,还可将接触式汽封使用在末级,在自调整汽封的汽封块上加装接触式汽封的密封环,以此有效减少汽轮机末级的蒸汽泄漏。

2凝汽器真空节能优化的分析

(1）真空泵工作水温度的降低。不少火电厂汽轮机组的真空泵为水环式真空泵,当工作水温高时会造成抽汽量减少,加重设备腐蚀并降低凝汽器真空,而实际操作时可采取如下措施来降低真空泵工作水温度:对密封水出口问题进行密切监测,一旦换热出现恶化要及时清洗并重视日常维护:真空泵的换热面积和密封循环冷却水的流量可适当增加,以进一步提高真空泵的换热效果。

(2）凝汽器换热面清洁度的提高。生物脏污、机械脏污和盐类脏污等对火电厂汽轮机组的煤耗有很大影响,如污垢问题造成凝汽器端差升高、冷却管垢下腐蚀和泄漏、冷却水量及真空度下降,这些都会导致煤耗的上升(表2为常见的凝汽器除垢方法）。现阶段火电厂常用的凝汽器清洗装置为胶球清洗装置,其可在不停机的前提下连续工作,但受到凝汽器水室存在死角或涡流、收球装置上的栅网板关闭不严、循环水压力不够、冷却管壁发生脱落或剥离等因素的影响,胶球的收球率偏低,为此可采取如下解决措施:检修过程中如果发现水室端盖、水室隔板、管板衔接处等胶球聚集的死角,可以通过加装导流板来改变此处的水流方向,从而避开死角:可以通过对执行机构的限位进行调整来确保收球装置上的栅网板关闭到位:可将一台循环水泵安装在胶球清洗前,通过循环水压力的增大来增加胶球的通行能力:可以用不锈钢管来替代铜管,有效解决冷却管结垢的问题。

(3）真空严密性的提高。空气通过漏点漏入凝汽器是影响其真空严密性的重要原因,为寻找真空系统的漏气点,可将跟踪气体氦气注入到可疑部位,当氦气进入到真空负压系统后,将随着不凝结气体经过真空泵排向大气,然后再利用氦质谱检漏仪来对真空泵向大气排放的氦气含量进行检测分析,从而确定检测区域是否存在漏气点及漏气点的大小。当查找到漏气点后,再结合汽轮机组的实际情况来制定合理的解决措施。

3其他节能提效治理策略

第一,低压缸排汽通道的优化。国产汽轮机低压缸排汽通道普遍存在一定的结构设计缺陷,即在排汽通道内部设计安装了7号、8号低压加热器,大量抽汽管道和支撑钢架,这不仅会加大低压缸排汽的阻力系数,还将使得凝汽器汽侧排汽场的汽流分配严重不均。因此,对其进行节能改造势在必行。例如,可在汽轮机组停机检修时,根据模拟排汽场试验和计算,在排汽通道内部合理位置和角度安装一定数量的"排汽导流板"。

第二,冷却水塔喷淋装置喷头的换型。倘若冷却水塔喷淋装置采用反射淋水盘式,会因雾化能力低、淋洒面积小、散热效果差及盲区多而降低凝汽器的换热效果,为此可更换为新型"无轴承旋转式陀螺淋水盘喷头"。

第三,给水温度的调整。具体来说,对高加水位进行严格控制,确保其始终处于平衡位置,并做好高加水位的日常检测和维护,以确保换热管的正常使用:对测试加热器进行检修,一旦发现存在漏点要及时处理:在汽轮机组正常运行时进行加热器水位检测,确保其水位处于正常状态。

4结语

汽轮机组节能提效治理是提高火电厂经济效益的必然举措。实现汽轮机组节能提效的方法很多,本文主要从设备操作和技术改造两个方面进行了阐述。不同火电厂在具体应用时要结合自身实际情况来采取合理措施,切不可盲目照搬别人的经验和做法。