火力發(fā)電機(jī)組節(jié)能降耗研究論文
【摘要】隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的成熟化發(fā)展，節(jié)能降耗成為衡量企業(yè)經(jīng)營能力的一個重要主題。電力企業(yè)的經(jīng)營也處于從粗放型向集約型方向轉(zhuǎn)變。筆者結(jié)合自己多年的工作經(jīng)驗(yàn)以300MW火力發(fā)電機(jī)組為例談?wù)劰?jié)能降耗的方法。
【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠；發(fā)電機(jī)組；節(jié)能降耗
如今，節(jié)約能源是我國既定的一項(xiàng)重要的基本國策，大到企業(yè)團(tuán)體、小到個人都在身體力行降低我國能源的消耗。火力發(fā)電廠所需的能源大部分都是不可再生能源，而是能源消耗量非常大，但是火力發(fā)電廠仍然是我國發(fā)電的主力軍，采取措施降低能源消耗是火力發(fā)電廠和國家可持續(xù)發(fā)展的重要改善途徑。電力系統(tǒng)是火力發(fā)電廠的主要三大系統(tǒng)之一，火力發(fā)電機(jī)是電力系統(tǒng)的主要動力，火力發(fā)電廠的分類就是按照其裝機(jī)容量分類的，即火力發(fā)電機(jī)組的容量而定，100MW以下的裝機(jī)容量就屬于小容量發(fā)電廠，100~250MW的屬于中容量發(fā)電廠，250~1000MW的就屬于大中容量發(fā)電廠，1000MW以上的則為大容量發(fā)電廠。300MW的發(fā)電機(jī)組的鍋爐容量即每小時產(chǎn)生的蒸汽量為1025噸，鍋爐出口過熱蒸汽壓力為16.8Pa。運(yùn)用300MW的火力發(fā)電機(jī)的發(fā)電廠就屬于大中容量發(fā)電廠，其發(fā)電廠規(guī)模就比較可觀。
1火力發(fā)電機(jī)組節(jié)能降耗的意義
節(jié)能降耗是促進(jìn)我國可持續(xù)發(fā)展、支持環(huán)保事業(yè)的重要舉措。眾所周知，我國雖然能源資源較為豐富，但我國人口較多，人均資源比較少。電力工業(yè)的能源消耗不可小覷。如今，我國的火力發(fā)電廠依然是以煤炭資源作為燃料支持電力建設(shè)，火力發(fā)電廠的動力設(shè)備繁多，其發(fā)電機(jī)組控制操作復(fù)雜，而且發(fā)電廠的用電量和工作人員都比較多，運(yùn)行費(fèi)用也比較多。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，我國發(fā)電廠的能源利用率即將燃料轉(zhuǎn)化為電力只占到80%，我國每年用于發(fā)電的能源消耗所占比例比較大，能源利用率較低。從發(fā)電機(jī)組出發(fā)采取措施節(jié)能降耗是能提高能源利用率，降低廢棄物排放，積極響應(yīng)國家建設(shè)環(huán)保事業(yè)、走可持續(xù)發(fā)展道路的重要舉措。發(fā)電機(jī)節(jié)能降耗是提高火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)效益、降低生產(chǎn)成本的最佳途徑之一。我國電力行業(yè)發(fā)展已有一段時間，已經(jīng)具有一定規(guī)模，但仍然有將近75%的電力由火力發(fā)電來提供。如今，我國大部分火力發(fā)電廠仍使用容量較小的發(fā)電設(shè)備，參數(shù)較低。火力火電廠的運(yùn)行費(fèi)用最主要的部分為燃料費(fèi)，如果能采用高效率低排放的運(yùn)行方式減少燃料消耗、提高能源的使用價值是對于為火電廠節(jié)省成本投資、提升經(jīng)濟(jì)效益是非常有意義的，總而言之，降低發(fā)電機(jī)組的能源消耗既是國家發(fā)展的需要，也是電力公司長期穩(wěn)定發(fā)展的需要。
2300ＭW火力發(fā)電機(jī)組節(jié)能降耗方法
火力發(fā)電機(jī)是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的電機(jī)，主要由轉(zhuǎn)子、定子和勵磁機(jī)等勵磁系統(tǒng)和變壓器、發(fā)電機(jī)冷卻裝置組成，其工作原理是由永磁機(jī)發(fā)出高頻電流流經(jīng)勵磁盤整流，再經(jīng)過總勵磁機(jī)送到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，當(dāng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子通過旋轉(zhuǎn)帶動其定子線圈感應(yīng)出電流，電流通過發(fā)電機(jī)出線分兩路輸送，分別送到廠用電變壓器和SF6高壓斷路器最后到達(dá)電網(wǎng)。發(fā)電廠的主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)參數(shù)有:汽輪機(jī)發(fā)電組的汽耗率、汽輪發(fā)電機(jī)機(jī)組的熱號率、發(fā)電廠的總效率、發(fā)電煤耗率和廠用電率以及供電標(biāo)注煤耗率。由經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)可看出，汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗率和熱耗率是衡量發(fā)電廠得重要指標(biāo)。所以，我們節(jié)能降耗的方法也從降低上述指標(biāo)入手采取措施。
2.1改造發(fā)電機(jī)組
降低凝結(jié)水泵的揚(yáng)程可以起到節(jié)約水資源的作用。如果凝結(jié)水泵的揚(yáng)程比實(shí)際需要的揚(yáng)程大，就會使運(yùn)行狀態(tài)處于額定負(fù)荷時除氧器上水調(diào)節(jié)閥的開度變小，水流造成的損失就比較大。采用變頻技術(shù)和改變轉(zhuǎn)子的定性。變頻技術(shù)對工作人員的技術(shù)水平要求較高，而且牽涉的問題較多，成本也比較高，一般的火電廠實(shí)施起來會比較困難，所以我們最好選擇揚(yáng)程參數(shù)較低且符合實(shí)際運(yùn)行需要的凝結(jié)水泵，還可以根據(jù)情況去掉凝結(jié)水泵末級葉輪來降低揚(yáng)程，減少水流損失。發(fā)電廠可以在運(yùn)作過程中改善發(fā)電機(jī)組，比如，在機(jī)組的輸水管道上加裝溫度測點(diǎn)，如果閥門內(nèi)漏工作人員可以及時發(fā)現(xiàn)并且進(jìn)行補(bǔ)救，控制工質(zhì)熱損失。對除氧器和排氧門進(jìn)行合理調(diào)整，安排專人定期檢查汽機(jī)房頂?shù)目张艢忾T，以防出現(xiàn)安全門不嚴(yán)熱量發(fā)散造成能源浪費(fèi)的現(xiàn)象。最后，降低凝汽器端差，將溫水和輸水溫度等相關(guān)參數(shù)都控制在正常范圍以內(nèi)，從而提高給水溫度和回?zé)嵝省０l(fā)電機(jī)組的參數(shù)是發(fā)電廠的能源消耗量高的一個重要原因。一般情況下，容量大的機(jī)組的相對內(nèi)效率和絕對電效率也會較大，熱耗率就會很低。火電機(jī)組的循環(huán)效率與主蒸汽壓力和主蒸氣溫度有關(guān)。主蒸氣溫度和壓力越高，其效率會越高。隨著主蒸汽壓力和溫度降低，主蒸汽的有效焓也會隨之降低，在蒸汽流量不變的情況下，發(fā)電效率就會降低。但是，這也并不意味著蒸氣溫度越高越好，蒸氣溫度太高，材料蠕變的速度將加快，管道的壓力和蒸汽濕度會加大而汽輪機(jī)末級葉片也會加速腐蝕。降低電力推動過程中的電力損耗也能起到節(jié)能減耗的作用，一般我們會采取改變轉(zhuǎn)差率調(diào)速和變極調(diào)速來降低電力推動帶來的損耗。我們在改變轉(zhuǎn)子會回路電阻調(diào)速時，可以將消耗功率大的調(diào)節(jié)電阻在轉(zhuǎn)子回路的過程中接進(jìn)附加電勢。而進(jìn)行變極調(diào)速工作是通過電動機(jī)繞組的差異性接法，得到不同的極對數(shù)來得到具有差異性的轉(zhuǎn)速，可以達(dá)到很高的節(jié)能效果。送風(fēng)機(jī)的出力高低存在差異，如果出力偏低，風(fēng)量偏小，機(jī)組處于高負(fù)荷工作狀態(tài)時，鍋爐的含氧量就會低于設(shè)計值，燃燒效果不理想而且飛灰、爐渣等排放物的含碳量偏高，鍋爐的效率偏低。我們可以改造送風(fēng)機(jī)或者更換送風(fēng)機(jī)的葉片，提高風(fēng)量，滿足高負(fù)荷工作狀態(tài)時的需氧量，就可降低不完全燃燒引起的損失，節(jié)約燃煤的.消耗量。
2.2提高主氣溫
在給鍋爐內(nèi)添加水時，由于給水量的增加導(dǎo)致蒸發(fā)量減小，蒸汽的流量隨之下降，單位質(zhì)量的蒸汽的吸熱量也隨之增加，而使主氣溫升高，主氣溫過高會使循環(huán)熱效率效率下降，機(jī)組溫度損失大。而再氣溫度和主氣溫度都比較高的情況下，性降低上層的給粉量，適量增加低層的給粉量；然后通過燃燒調(diào)整手段來降低火焰的中心位置。以達(dá)到調(diào)節(jié)再氣溫度.主氣溫度，大幅度降低鍋爐排煙溫度的作用。燃燒調(diào)整手段有二次風(fēng)配比調(diào)整和燃燒器投運(yùn)方式調(diào)整等方法。
2.3優(yōu)化運(yùn)行
廠用電率和供電煤耗是檢驗(yàn)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的重要參數(shù)。加強(qiáng)設(shè)備管理、優(yōu)化機(jī)組的啟動和停止時間也是節(jié)能降耗的重要方法。電力企業(yè)要制定一套完備全面的管理體系，嚴(yán)格規(guī)定發(fā)電廠開始工作和結(jié)束設(shè)備工作的時間，明確各個環(huán)節(jié)節(jié)能降耗工作的專屬管理人員，對于不同狀態(tài)下機(jī)器的運(yùn)行選擇和所處狀態(tài)做出合理的規(guī)劃，加強(qiáng)對工作人員行為的監(jiān)督。定期對電器系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)備健康狀況及運(yùn)行方式進(jìn)行檢查試驗(yàn)，查清楚設(shè)備的缺陷、系統(tǒng)漏點(diǎn)和不合理的運(yùn)行方式，對于系統(tǒng)設(shè)備的缺陷和遺漏之處要加以糾正、優(yōu)化和維修，對于不合理的運(yùn)行方式要及時調(diào)節(jié)規(guī)劃。首先，調(diào)整運(yùn)行方式。經(jīng)過專業(yè)人員的測試，在不影響供電需求和安全的情況下，減少不合理運(yùn)行輔機(jī)的數(shù)量，最好減少避免無計劃的停機(jī)，啟動過程中對各輔機(jī)的運(yùn)行方式合理安排，根據(jù)所需電量和鍋爐內(nèi)水的實(shí)際情況合理安排輔機(jī)工作，減少不必要的輔機(jī)工作長期運(yùn)行帶來的能源消耗。在電廠的負(fù)荷發(fā)生變動時根據(jù)各機(jī)組最佳負(fù)荷分配方式進(jìn)行機(jī)組出力的增減調(diào)度。優(yōu)化低負(fù)荷工況的下滑參數(shù)試驗(yàn)，確定最佳的住汽壓力和循環(huán)水泵的運(yùn)行方式。風(fēng)機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行需要我們對不同負(fù)荷下風(fēng)機(jī)的運(yùn)行方式進(jìn)行對比分析，比如，對高速運(yùn)行、低速運(yùn)行和單側(cè)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行分析，選擇最合適最節(jié)省能耗的風(fēng)機(jī)合理運(yùn)行方式，以達(dá)到降低發(fā)電機(jī)組的廠用電率。機(jī)組滑參數(shù)的優(yōu)化則需要設(shè)計分別在不同負(fù)荷的情況下，進(jìn)行“按閥點(diǎn)尋優(yōu)”和“按主汽壓力尋優(yōu)”兩種類型的滑參數(shù)試驗(yàn)。再運(yùn)用相關(guān)專業(yè)知識計算出各種不同主汽壓力機(jī)組的熱焊率等指標(biāo)，再通過分析比較得到發(fā)電機(jī)組在不同的工況下最佳的負(fù)荷。對機(jī)組的滑參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)電廠運(yùn)行按照最佳負(fù)荷進(jìn)行燃料投放，既節(jié)省了燃料能源又保證了發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備的使用壽命。其次，在鍋爐的負(fù)荷發(fā)生的變化比較大時，要確保主氣溫和再氣溫達(dá)到機(jī)組的額定值。如果蒸氣溫度波動比較大、鍋爐的負(fù)荷變化也比較大，我們應(yīng)將減溫水的流量參數(shù)控制得當(dāng)，減溫水不能在低溫時段投入。
3小結(jié)
節(jié)能降耗的實(shí)現(xiàn)必須在保證機(jī)組安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上進(jìn)行，決不能片面追求節(jié)省能源降低能耗影響機(jī)組運(yùn)行的安全。電力公司作為主要的能源使用者之一，有責(zé)任、有信心從改造發(fā)電機(jī)、優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行和加強(qiáng)管理方面降低發(fā)電機(jī)的能源消耗，節(jié)能減耗，促進(jìn)我國可持續(xù)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。
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