熱電廠的節(jié)能減排優(yōu)化研究

【摘要】中國的電力正由計劃經(jīng)濟模式向市場經(jīng)濟模式轉(zhuǎn)化，電力的需求也逐漸由賣方市場轉(zhuǎn)向買方市場，發(fā)電企業(yè)要致力于提供優(yōu)質(zhì)、低耗的電能。本文主要探討了熱電廠的節(jié)能減排優(yōu)化工作，包括降低廠用電率的節(jié)能方案、通流部分效率節(jié)能方案、凝汽器真空節(jié)能潛力診斷及節(jié)能方案和加熱器端差節(jié)能潛力診斷及節(jié)能方案等幾個部分。

【關(guān)鍵詞】熱電廠;節(jié)能方案;節(jié)能減排

1.引言

在明晰實際運行工況下機組當(dāng)前的煤耗指標(biāo)，以及各種局部因素（主汽溫、主汽壓、再熱汽溫、再熱壓損、凝汽器真空、加熱器端差、給水溫度、排煙溫度、排煙氧量等）對煤耗指標(biāo)的影響狀況的基礎(chǔ)上，通過一定的耗差分析數(shù)學(xué)模型，分析計算機組運行過程中各小指標(biāo)參數(shù)偏離基準(zhǔn)值時對機組煤耗率的影響，確定影響機組運行經(jīng)濟性的原因、部位及機組節(jié)能潛力，并制定相應(yīng)的節(jié)能方案，以此為優(yōu)化機組的運行、檢修及節(jié)能管理提供理論依據(jù)[1，2]。本文主要在分析熱電廠系統(tǒng)接觸上，對于節(jié)能減排優(yōu)化設(shè)計做一定的探討工作研究。

2.降低廠用電率的節(jié)能方案研究

（1）電廠輔機的變頻調(diào)速控制。采用變頻器對風(fēng)機和水泵進行轉(zhuǎn)速控制后，風(fēng)機和水泵的軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比，即當(dāng)轉(zhuǎn)速降低時，驅(qū)動電動機的電功率將以轉(zhuǎn)速的立方減少，可節(jié)省大量的電能，節(jié)電率可達30%以上。使用變頻器可使電動機轉(zhuǎn)速變化沿輔機的加減速特性曲線變化，沒有應(yīng)力負(fù)載作用于軸承上，延長了軸承的壽命，有關(guān)數(shù)據(jù)表明，機械壽命與轉(zhuǎn)數(shù)的倒數(shù)成J下比，降低輔機轉(zhuǎn)數(shù)可成倍地提高輔機壽命。

（2）優(yōu)化輔機的運行方式。通過循環(huán)水系統(tǒng)優(yōu)化，做到根據(jù)水溫的變化和負(fù)荷變化情況，來及時調(diào)整循泵的運行方式;對于中儲式制粉系統(tǒng)的機組，充分利用峰谷電的價差，在低峰時段盡量將粉倉粉位制高，高峰時段減少制粉時間;優(yōu)化磨煤機的運行方式，降低制粉單耗等。通過對輔機的運行方式進行優(yōu)化調(diào)整，能有效地減少設(shè)計配套過程中造成的裕量損失，提高設(shè)備的運行效率和出力，同時避免了設(shè)備的改造。

3.通流部分效率節(jié)能方案

3.1 提高高壓缸效率

在電廠實際運行中，實測高壓缸效率都明顯低于設(shè)計值，由熱力計算可知，高壓缸效率每降低1個百分點，使機組煤耗率增加0.932g/kwh，顯著地降低了機組的經(jīng)濟性。高壓缸效率的下降，可能是由于央層漏汽導(dǎo)致的、或者是調(diào)節(jié)閥不能在閥門全開的狀態(tài)下運行從而帶來的節(jié)流損失，還是由于通流效率偏低導(dǎo)致的，都會使得高排溫度明顯升高，使再熱器容易超溫。為提高高壓缸效率，制定了以下節(jié)能方案：

（1）額定負(fù)荷時，盡量在調(diào)節(jié)閥閥點運行，避免大范圍、長時期的節(jié)流運行;

（2）運行方式的選擇對機組的經(jīng)濟性有很大的影響，在部分負(fù)荷時選擇滑壓運行有利于提高機組的經(jīng)濟性。一般機組采用定一滑一定運行方式，即：80%以上負(fù)荷采用順序閥（而不是單閥節(jié)流）定壓運行，中間負(fù)荷采用3閥或4閥滑壓運行，30%負(fù)荷以下采用定壓運行，以最大限度地利用高壓缸效率;

（3）嚴(yán)格控制汽水品質(zhì)，防止高壓缸隔板葉片的腐蝕和結(jié)垢;

（4）在大修中對高壓缸采取修復(fù)性的保養(yǎng)。

3.2 提高低壓缸效率

（1）采用成熟的新技術(shù)：末級和次末級隔板使用低直徑汽封、葉頂使用蜂窩汽封、選用馬刀型動靜葉、更換經(jīng)濟性和安全性都更好的末級長葉片，這些改進至少可以得到8 kcal/kW.h的熱耗改善;

（2）在改進/加強中分面螺栓的熱緊規(guī)范，設(shè)計制造方面可論證改進螺栓分布及大小的可能性，在低壓缸制造方面留出足夠的自然時效時間一過短的交貨期導(dǎo)致低壓缸應(yīng)力釋放不充分并在運行中缸體有所變形。

4.凝汽器真空節(jié)能潛力診斷及節(jié)能方案的研究

在運行中，凝汽器工作狀態(tài)惡化將直接引起汽輪機熱耗、汽耗增大和出力降低;另外，真空下降使汽輪機排汽缸溫度升高，引起汽機軸承中心偏移，嚴(yán)重時還引起汽輪機組振動;為保證機組出力不變，真空降低時應(yīng)增加蒸汽流量，這樣導(dǎo)致了軸向推力增大，使推力軸承過負(fù)荷，影響機組安全運行。針對凝汽器真空低，采取如下節(jié)能方案：

（1）循環(huán)水泵的經(jīng)濟調(diào)度

在功率不變情況下，真空度高，汽輪機汽耗率就低。但真空度的降低必須增加冷卻水和電能的消耗，故存在一個最佳真空，即在此真空度下，蒸汽和冷卻水的綜合消耗最低。冷卻水溫升的大小反映冷卻水量是否足夠，運行中要對循環(huán)水泵的出口、入口壓力和電流加強監(jiān)視;根據(jù)冷卻循環(huán)倍率的要求、不同季節(jié)和機組功率的變化調(diào)節(jié)冷卻水流量，利用可切換的變頻器連續(xù)調(diào)整循環(huán)泵的出力，可達到節(jié)電效果。

（2）查漏、堵洞，提高真空系統(tǒng)的嚴(yán)密性

空氣的漏入，使傳熱阻力增加、傳熱端差增大、排汽溫度升高、真空降低，致使機組的經(jīng)濟性下降;同時，還使凝結(jié)水的含氧量增加，腐蝕凝結(jié)水系統(tǒng)的管遭及設(shè)備。運行中要對凝汽器端差和凝結(jié)水過冷卻度進行監(jiān)測，根據(jù)凝汽器端差和凝結(jié)水過冷卻度的變化趨勢及時調(diào)整。

（3）保證換熱面的清潔，降低傳熱端差

不論開口或閉口循環(huán)，凝汽器經(jīng)過較長時間的運行，其水側(cè)換熱面都會受到污染而產(chǎn)生水垢，使傳過同樣熱量時傳熱端差增大，凝結(jié)器排汽溫度升高，真空下降。首先，嚴(yán)格控制循環(huán)水濃縮倍率和極限碳酸鹽硬度不超標(biāo)，保持循環(huán)水清潔，無雜物、綠苔、浮游生物等;其次，利用停塔機會對水塔進行清淤排污，保持膠球清洗裝置運行正常，膠球質(zhì)量合格，并利用大小修機會對凝結(jié)器銅管進行高壓射流清洗或酸洗。

（4）更換疏水閥門、高加旁路閥

由于運行年限，有關(guān)的疏水閥門存在內(nèi)漏。首先由運行人員手緊閥門，減少閥門的操作次數(shù)，并利用大修、全停的機會將有關(guān)的疏水閥門、高加旁路閥全部更換。

（5）加強運行管理

在運行中，運行人員應(yīng)掌握循環(huán)水入口溫度t1，循環(huán)水溫升△t，凝結(jié)器端差，凝結(jié)水過冷卻度這幾個數(shù)值的變化情況，并及時調(diào)整：t1增大說明環(huán)境溫度高或水塔工作不正常;缸增大表明供水量不足;變大說明傳熱面臟污和結(jié)垢，或者凝結(jié)器中積累了空氣;凝結(jié)水過冷卻度增大，說明凝結(jié)器內(nèi)積累了空氣;當(dāng)△t和同時增大，表示凝結(jié)器銅管中嚴(yán)重結(jié)垢，增加了水流阻力，減少了冷卻水量又惡化了傳熱;當(dāng)△t和過冷卻度同時增大，表明凝結(jié)器內(nèi)積累了空氣較多，即惡化了傳熱，又使排汽中蒸汽分壓力下降產(chǎn)生了過冷卻度。

5.加熱器端差節(jié)能潛力診斷及節(jié)能方案的研究

計算實例表明：上端差對機組煤耗的影響要大于下端差對機組煤耗的影響，但并不能因此就忽視了下端差的影響，因為在機組運行中，下端差經(jīng)常發(fā)生變化，下端差最大時可達幾十度左右。端差對熱經(jīng)濟性的影響主要決定于端差的大小和相鄰加熱器抽汽效率之差的大小;此外，還與前面加熱器有無疏水冷卻器以及疏水份額的大小有關(guān)。抽汽效率之差反映了相鄰加熱器抽汽能位的能級差，端差愈大，抽汽能位的級差愈大，端差對熱經(jīng)濟性的影響也就愈大。加熱器端差大的主要原因有：加熱器水位過高過低;受熱面結(jié)垢;加熱器泄漏以及加熱器排氣系統(tǒng)故障等。特別是排氣系統(tǒng)故障，會造成加熱器汽側(cè)集結(jié)空氣過多，導(dǎo)致傳熱惡化，尤其是末級加熱器一般工作壓力在真空狀態(tài)，容易從外界漏入空氣。

在同一系統(tǒng)中，由于熱系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的差異和給水回?zé)犰噬峙涞牟煌?，使各種加熱器所處地位和條件各不相同，各加熱器的端差對熱經(jīng)濟性的影響也各不相同。所以，應(yīng)根據(jù)不同系統(tǒng)、不同加熱器，按實際情況選擇不同的加熱器端差，以及對某些影響較大的端差加強監(jiān)視。加強維護管理，降低各加熱器的運行端差并對其進行定量分析，核算運行機組在加熱器端差上的節(jié)能與虧損，來提高運行管理水平。

參考文獻

[1]許繼剛.自動化技術(shù)與電廠節(jié)能減排[J].自動化博覽，2009，01.

[2]向立清.變頻調(diào)速在電廠中的節(jié)能應(yīng)用[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2009，01.