電廠汽輪機(jī)冷端濕冷系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化

時(shí)間：2019-07-08作者：河北國(guó)源電氣股份有限公司瀏覽：122

　　摘 要： 中國(guó)人口基數(shù)大，同時(shí)，經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也相對(duì)較快，所以中國(guó)的年資源能源消耗量不斷的升高，而且，中國(guó)的資源儲(chǔ)備量在世界上來看并不算多，資源的消耗量確是高居世界資源消耗量的前位，國(guó)內(nèi)資源的不合理開采和大量需求等問題，給環(huán)境的保護(hù)造成較大的壓力，并且資源的匱乏也會(huì)抑制社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。所以必須要研究如何才能低排放、低消耗的對(duì)資源進(jìn)行利用。本文主要探討電力方面的問題，以云南大唐**紅河發(fā)電有限責(zé)任公司的發(fā)電情況為基本，針對(duì)火力發(fā)電廠汽輪機(jī)冷端濕冷系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的問題進(jìn)行論述。
　　關(guān)鍵詞：電廠 汽輪機(jī) 冷端系統(tǒng)  運(yùn)行優(yōu)化
　　中圖分類號(hào)：TK267 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A
　　文章編號(hào)：1003-9082（2015）11-0311-01
　　引言
　　隨著國(guó)家的不斷發(fā)展、社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，中國(guó)對(duì)各資源方面的需求也隨之增大，尤其是對(duì)電力的需求，較之以往，有了很大幅度的增加，慶幸的是這些年來不斷涌現(xiàn)出火力發(fā)電廠的企業(yè)，這些火力發(fā)電廠在很大程度上解決了我國(guó)的電力需求問題，不過卻有另一問題隨之而來――火力發(fā)電廠的發(fā)展給中國(guó)的環(huán)境造成了較大的污染，而污染的問題，又逐漸成為人們關(guān)注的重點(diǎn)，目前各行業(yè)都在積極進(jìn)行環(huán)保工作，努力減少和杜絕工作發(fā)展的污染因素，因此，火力發(fā)電廠的發(fā)展和生產(chǎn)也應(yīng)該注意環(huán)保方面的問題，但是人們對(duì)于電力的需求又處于上升的狀態(tài)，不可能為了環(huán)保而去少生產(chǎn)或不生產(chǎn)，所以如何提高效率就成為能否良好解決這一問題的關(guān)鍵?；鹆Πl(fā)電廠的良好運(yùn)行，需要汽輪機(jī)冷端濕冷系統(tǒng)來調(diào)節(jié)。若是汽輪機(jī)冷端系統(tǒng)很好的運(yùn)行，就能夠提高整個(gè)機(jī)組的工作效率，也就能在一定程度上減少污染，即創(chuàng)造了收益，也保護(hù)了環(huán)境。汽輪機(jī)冷端濕冷的運(yùn)行優(yōu)化對(duì)機(jī)組也同樣具有重大意義，運(yùn)行時(shí)做到優(yōu)化使用，合理分配，不僅可以提高此環(huán)節(jié)的工作效率，而且對(duì)整個(gè)機(jī)組的運(yùn)行都有很大程度的提升。
　　一、汽輪機(jī)工作原理
　　常提到的汽輪機(jī)工作原理一般分為兩個(gè)方面，一是汽輪機(jī)級(jí)的工作原理;另一個(gè)就是指整個(gè)汽輪機(jī)組的工作原理。它的內(nèi)容基本包括使汽輪機(jī)與外界負(fù)荷變化相適應(yīng)的形式、蒸汽的流動(dòng)還有葉片上作用力的產(chǎn)生和損耗的形成。
　　1.級(jí)的工作原理
　　通常把汽輪機(jī)的級(jí)分成三個(gè)種類，根據(jù)蒸汽的能量值在汽輪機(jī)級(jí)內(nèi)轉(zhuǎn)換為機(jī)械功的方式分別是反動(dòng)級(jí)、沖動(dòng)級(jí)、速度級(jí)。先說反動(dòng)級(jí)，反動(dòng)級(jí)是蒸汽在靜葉和動(dòng)葉的流道中都發(fā)生膨脹，由于存在反動(dòng)度而使得蒸汽在動(dòng)葉的流道中加快，與此同時(shí)，它的流動(dòng)性能也有所提高;而后是沖動(dòng)級(jí)，沖動(dòng)級(jí)和反動(dòng)級(jí)原理上基本相反，沖動(dòng)級(jí)是指蒸汽在噴嘴中膨脹，隨著噴嘴流道截面積的逐漸變小，蒸汽在其中的速度逐漸加快;最后是速度級(jí)，也就是分幾次利用蒸汽在噴嘴中膨脹后的動(dòng)能，通常情況下是有兩列動(dòng)葉。單看理論，可以得出這樣的結(jié)論：在同樣的條件下，雙列速度級(jí)的工作效率相當(dāng)于3～4個(gè)沖動(dòng)級(jí)或者6～8個(gè)反動(dòng)級(jí)。也就是說，在不采用多級(jí)汽輪機(jī)的情況下，較大效率的設(shè)計(jì)方案是在蒸汽的等熵焓降大于一般的沖動(dòng)級(jí)或反動(dòng)級(jí)所能有效利用的限度時(shí)采用一個(gè)速度級(jí)。
　　2.多級(jí)汽輪機(jī)原理
　　由于單級(jí)汽輪機(jī)所能有效利用的等熵焓降并不是很大，所以，為了能夠有效利用較大的等熵焓降，一般會(huì)采用多級(jí)汽輪機(jī)。多級(jí)汽輪機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是：①各級(jí)等熵焓降之和大于整個(gè)汽輪機(jī)的等熵焓降H0，且兩者之間的比值大于1。②在汽輪機(jī)工作的過程中，上一級(jí)的余速損失在特定的條件下可以在下一級(jí)中得到利用。
　　二、優(yōu)化原理
　　汽輪機(jī)冷端運(yùn)行方式較直接有效的優(yōu)化方式就是想辦法提高機(jī)組的工作效率，而影響機(jī)組工作效率的其中一個(gè)重要因素就是凝汽器壓力，正常情況下凝汽器壓力的會(huì)有一個(gè)適應(yīng)值，當(dāng)凝汽器的壓力減小時(shí)，機(jī)組的工作效率就會(huì)增大，也就達(dá)到了優(yōu)化的目的。要想改變凝汽器的壓力，需要改變微增功率，但是如何在當(dāng)機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，改變微增功率呢？當(dāng)冷卻水溫和機(jī)組負(fù)荷條件不變時(shí)，凝汽器壓力會(huì)循環(huán)水流量的改變而發(fā)生改變，循環(huán)水流量的變化直接影響著循環(huán)水泵的消耗功率。循環(huán)水泵的流量增加會(huì)使消耗的功率增大，但流量的增加，會(huì)使機(jī)組出力更多，效率得到提升，當(dāng)水流量增加到一定程度時(shí)，機(jī)組出力效率增加所獲得功率將會(huì)等于循環(huán)水泵的耗功。而在這之前，其差值會(huì)有一個(gè)較大值，循環(huán)水泵的葉片其角度是可以改變的，改變其葉片角度可以調(diào)節(jié)進(jìn)水量。當(dāng)水泵消耗與功率輸出的差值較大時(shí)， 這時(shí)整體輸出（產(chǎn)生量-消耗量）也就較大。凝汽器真空壓力才較適合，此時(shí)，葉片角度所控制的循環(huán)水量也就是該機(jī)組較優(yōu)化所需的量。
　　三、優(yōu)化的方法
　　目前可用的優(yōu)化的方法基本分為兩種，**種試驗(yàn)法，在現(xiàn)有的設(shè)備條件下，設(shè)定正常工作時(shí)汽輪機(jī)冷端系統(tǒng)的冷卻水進(jìn)水溫度和機(jī)組負(fù)荷，然后對(duì)循環(huán)水泵的較佳葉片安裝角、較佳冷卻水量、較佳真空這些地方進(jìn)行單一變量的調(diào)試，每次調(diào)試后都要記錄數(shù)據(jù)，當(dāng)所有變量調(diào)試完成后，將所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出這些變量較合適的數(shù)值，依次來確定然后測(cè)得數(shù)據(jù)，分析計(jì)算，找到以上幾個(gè)變量較適合的大小，然后確定較優(yōu)的運(yùn)行方式，這樣的方式適應(yīng)度較高，但是過程繁瑣。
　　*二種方法是已經(jīng)確定汽輪機(jī)的熱力大小、機(jī)組容量，在設(shè)計(jì)階段就采取較為經(jīng)濟(jì)的手段，并和已知的設(shè)備數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，計(jì)算分析得出冷卻水量的多少、較佳真空等參數(shù)。
　　1.凝汽器較佳真空
　　眾所周知，提高凝汽器的真空可以讓機(jī)組的電功率增大，但凝汽器的真空并不是越高越好，通過大量的計(jì)算和實(shí)驗(yàn)得出，凝汽器的真空有一個(gè)較佳值。水蒸氣和循環(huán)水在凝汽器中相遇，用以凝汽。循環(huán)水流量的大小可以改變凝汽器的真空，增加循環(huán)水泵的流量就會(huì)讓機(jī)組的功率增大，但是這樣盲目提高循環(huán)水流量的話，機(jī)組廠用電消耗會(huì)更多，得不償失。經(jīng)過不斷的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，雖然增加流量會(huì)讓機(jī)組做更多的功，但是當(dāng)流量增加到一定速度的情況下，機(jī)組做功的功率就會(huì)等于循環(huán)水泵所消耗的功，在達(dá)到這個(gè)速度之前，兩者的差值會(huì)有一個(gè)較大值，功率輸出水泵消耗的差值較大時(shí)，這時(shí)整體輸出也就較大。也就是說，當(dāng)循環(huán)水泵所耗功率的增加值和改變循環(huán)水量使機(jī)組電功率的增加值之間的差值達(dá)到較大時(shí)所對(duì)應(yīng)的真空稱為較佳真空。
　　2.較佳循環(huán)水流量確定方法
　　在計(jì)算循環(huán)水流量之前，首先要確定兩個(gè)因素――汽輪機(jī)的排氣量、循環(huán)水入口的溫度，首先是溫度：雖說循環(huán)水入口的溫度受到很多因素的影響，但當(dāng)?shù)胤酱_定時(shí)，溫度值也就可以確定;另外正常工作環(huán)境下，運(yùn)行的負(fù)荷可以確定，這樣也就可以確定汽輪機(jī)的排汽量。條件確定后，開始計(jì)算較佳循環(huán)水流量：先改變汽輪機(jī)排汽量，循環(huán)水的溫度自然也就隨之改變，對(duì)結(jié)果進(jìn)行記錄（包括溫度、循環(huán)水量），通過計(jì)算得出吸收的熱量，之后在通過公式計(jì)算出凝汽器的飽和溫度，得到凝汽器壓力。接下來和計(jì)算凝汽器較佳真空相同，當(dāng)流量增加到一定速度的情況下，機(jī)組做功的功率就會(huì)等于循環(huán)水泵所消耗的功，在達(dá)到這個(gè)速度之前，兩者的差值會(huì)有一個(gè)較大值，功率輸出水泵消耗的差值較大時(shí)，這時(shí)整體輸出也就較大。也就是說，當(dāng)循環(huán)水泵所耗功率的增加值和改變循環(huán)水量使機(jī)組電功率的增加值之間的差值達(dá)到較大時(shí)所對(duì)應(yīng)的循環(huán)水流量就是較佳的循環(huán)水流量。
　　綜合分析，這些設(shè)備不僅影響電廠發(fā)電的輸出功率和能源消耗，同時(shí)運(yùn)作的同時(shí)也消耗著發(fā)出的電源，如何合理使用設(shè)備，減少能源消耗，提高效率，對(duì)整個(gè)電廠有著重要的意義。所以，我們對(duì)冷端系統(tǒng)總體工作性能進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可以從這兩個(gè)方面入手，不僅考慮各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)對(duì)機(jī)組輸出的影響，設(shè)備用電的變化情況，這樣才能正確的反映冷端系統(tǒng)全部設(shè)備的運(yùn)行狀況。
　　四、結(jié)論
　　本文以云南大唐**紅河發(fā)電有限責(zé)任公司的情況作為基本，簡(jiǎn)單論述了火力發(fā)電廠汽輪機(jī)冷端濕冷系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化的問題。文章主要對(duì)汽輪機(jī)發(fā)電的工作原理、汽輪機(jī)優(yōu)化的原理和優(yōu)化的方法進(jìn)行闡述，基本可以解決汽輪機(jī)嶺段系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化問題，能夠提高這部分的工作效率，從而改善整個(gè)機(jī)體的性能，同時(shí)也減少了環(huán)境的污染，節(jié)約了能源。
　　參考文獻(xiàn)
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河北國(guó)源電氣股份有限公司專注于汽輪機(jī)汽缸修復(fù),高壓緊固件,螺栓等

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  詞條說明

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