濕氣損失對熱電廠運行效率的影響及降低措施研究

山東新升實業(yè)發(fā)展有限責任公司 朱鴻濱 陳占光

1 引言

2 熱電廠濕氣損失的影響因素

2.1 鍋爐負荷較大

鍋爐負荷及壓力波動大的話，便會使得鍋爐運行過程中的熱損耗增加。鍋爐負荷及壓力的逐漸升高變大，會使汽水系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的電負荷跟熱負荷也同時升高，濕氣損失自然也會出現(xiàn)俱增現(xiàn)象，而鍋爐負荷及壓力減小則也會使得汽水系統(tǒng)的所有設(shè)備負荷相對減小。但是如果鍋爐負荷及壓力波動太大，高過或是低于汽輪機運行對新蒸汽的要求參數(shù)的極限值，便會使汽水系統(tǒng)被迫停機，鍋爐的熱損耗也會急劇增加，而且如若處理不及時的話還會對整個汽水系統(tǒng)造成嚴重的影響?？傊仩t負荷及壓力波動穩(wěn)定，汽水系統(tǒng)就會隨之較為穩(wěn)定，鍋爐的運行狀態(tài)也會變的更加高效；而如若鍋爐負荷較大，不僅會使得其在運行中濕氣損失過大，而且還有可能造成汽輪機等設(shè)備的故障。

2.2 汽包水位控制不當

在進行火力發(fā)電相關(guān)工作操作中，還要時刻注意汽包水位的控制，如若汽包水位控制不當?shù)脑挘p則會造成鍋爐濕氣損失增加，重則會使得汽輪機設(shè)備出現(xiàn)故障。如運行人員如若在鍋爐滅火恢復過程中沒有能夠及時發(fā)現(xiàn)氣溫急劇下降的情況的話，便會使得低溫蒸汽長時間進入汽輪機中。汽輪機在遭受到低溫蒸汽的侵襲之后，自身的汽缸等靜止部件則可能在溫差應力作用下產(chǎn)生嚴重變形，轉(zhuǎn)軸也會變得彎曲，甚至動靜部件都可能發(fā)生徑向嚴重碰磨、軸系斷裂的現(xiàn)象。

2.3 汽水系統(tǒng)工作效率低

汽水系統(tǒng)指的是由鍋爐、汽輪機、凝汽器等設(shè)備以及管道構(gòu)成的一種系統(tǒng)，其能夠?qū)㈠仩t燃燒產(chǎn)生的蒸汽轉(zhuǎn)換為電能，是熱電廠中極其重要的組成系統(tǒng)之一。蒸汽發(fā)生器如圖1所示。

圖1 蒸汽發(fā)生器

2.3.1 蒸汽發(fā)生器加熱慢或不加熱

蒸汽發(fā)生器也是汽水系統(tǒng)中的一種設(shè)備，設(shè)備通過其他燃料燃燒后進行熱量傳遞的轉(zhuǎn)換設(shè)備，能夠?qū)崮軅鬟f給鍋爐中的水，使水溫上升，最終產(chǎn)出汽輪機所需使用的蒸汽。若蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)故障的話，會使得無法滿足汽輪機對于蒸汽的需求，便會對整個汽水系統(tǒng)的工作效率造成嚴重的影響。蒸汽發(fā)生器經(jīng)常會出現(xiàn)加熱慢甚至是不加熱的現(xiàn)象，這便會使得鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣有所缺失，從而使得汽輪機也無法得到充足的水蒸氣供給，轉(zhuǎn)換出來的機械能也是被大幅度縮減，最終使得汽水系統(tǒng)的工作效率變低。

而蒸汽發(fā)電器之所以會出現(xiàn)這種情況，一方面可能是因為電源出現(xiàn)了問題，不管是接觸不良還是電源損壞都可能造成這種情況的發(fā)生；另一方面則可能是因為交聯(lián)接觸器或者加熱管等部件出現(xiàn)了故障，從而影響到了整個蒸汽發(fā)生器的正常運行。

2.3.2 水泵供水壓力不足或不供水

水泵是一種輸送液體或者使液體增壓的機械，若水泵供水壓力不足或者不供水的話，也會導致鍋爐因水力不夠發(fā)生故障的問題出現(xiàn)，從而影響到汽水系統(tǒng)的整體工作效率。而水泵出現(xiàn)這種情況的原因則有多種，一方面可能是因為水管道堵塞，水流無法進行充足供給；另一方面則可能是因為水泵磨損，這時便需要對水泵進行更換才能夠保證所有相關(guān)工作的正常運行。

2.3.3 蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)高溫狀態(tài)

以團隊為基礎(chǔ)的學習（team-based learning，TBL）的教學模式是由美國Oklahoma大學Michaelsen教授于70年代創(chuàng)立[5]，與傳統(tǒng)以授課為基礎(chǔ)的學習有著明顯的不同，TBL不再以教學為主體，而是以學生為中心，是一種以團隊為基礎(chǔ)，提倡學生自主學習，著重提高學生分析和解決問題的能力，更好地激發(fā)學生的學習潛能，將學生培養(yǎng)成終身學習者為目標的新型教學模式，這種教學模式，尤其適合進行分組的病理實習課。

蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)高溫狀態(tài)的話不僅可能會使得自身設(shè)備出現(xiàn)故障，還可能會影響到鍋爐以及整個汽水系統(tǒng)。而蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)這種情況的原因便可能是鍋爐內(nèi)部有了較多的水垢，水垢的存在則會使得蒸汽發(fā)生器的作用發(fā)揮不明顯，且工作負荷變大，久而久之便會造成蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)高溫狀態(tài)。而且如若該問題處理不及時，將可能會嚴重影響到汽水系統(tǒng)的工作效率。

3 熱電廠濕氣損失監(jiān)測系統(tǒng)

隨著自動化技術(shù)、智能化技術(shù)的愈加成熟，其在各行各業(yè)中也逐漸有了較為重要的應用。而在熱電廠中也應當設(shè)計濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)來進行濕氣損失的監(jiān)測，通過濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)來對電氣設(shè)備的實時運行狀態(tài)進行監(jiān)測，將濕氣的變化數(shù)據(jù)全部進行有效收集，根據(jù)濕氣損失程度來對電氣設(shè)備進行控制，從而以此來達到保證熱電廠電氣設(shè)備安全運行的目的。熱電廠濕氣損失監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 熱電廠濕氣損失監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 電氣設(shè)備在線監(jiān)測模塊

電氣設(shè)備在線監(jiān)測模塊是熱電廠濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)中極其重要的組成部分，在線監(jiān)測模塊能夠根據(jù)電氣設(shè)備周邊安裝的傳感器來及時收集到該區(qū)域的濕氣含量數(shù)據(jù)，濕氣含量數(shù)據(jù)被在線監(jiān)測模塊收集到便會傳輸給濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)的中心控制模塊。通過在線監(jiān)測模塊的作用不僅能夠及時掌握到電氣設(shè)備的運行安全性，而且工作人員還能夠根據(jù)熱電廠濕氣損失程度，利用濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)對電氣設(shè)備參數(shù)進行遠程調(diào)試，保證熱電廠電氣設(shè)備一直處于較為安全的運行環(huán)境中。

同時在線監(jiān)測模塊還能夠與電氣設(shè)備的保護裝置連接到一起，如若在線監(jiān)測模塊所收集到的電氣設(shè)備運行數(shù)據(jù)存在較大變動的話，工作人員便能夠提前打開電氣設(shè)備的保護裝置，強制性關(guān)閉電氣設(shè)備運行狀態(tài)，并立即派遣相關(guān)維修人員對電氣設(shè)備故障進行排除，這樣既能夠避免熱電廠內(nèi)的濕氣損失較大對其運行效率造成影響，還能夠在最短時間內(nèi)將電氣設(shè)備恢復到正常運行狀態(tài)，從根本上有利于促進熱電廠相關(guān)工作的順利開展。

3.2 數(shù)據(jù)處理分析控制模塊

熱電廠濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)中的在線監(jiān)測模塊收集到濕氣的變化數(shù)據(jù)之后，會通過無線傳輸技術(shù)實時傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理分析控制模塊，該模塊不僅能夠?qū)λ邮盏綌?shù)據(jù)進行處理分析，將其中的無用數(shù)據(jù)全部去除掉，而且還能夠?qū)⑹Ｏ碌南嚓P(guān)數(shù)據(jù)全面的展現(xiàn)到中心控制平臺的屏幕中，工作人員通過屏幕顯示內(nèi)容便能夠?qū)犭姀S濕氣的損失情況進行掌握。同時數(shù)據(jù)處理分析控制模塊還能夠起到對熱電廠電氣設(shè)備遠程操控的作用，在不同的工作壓力下電氣設(shè)備的運行參數(shù)是需要進行及時調(diào)整的，如若熱電廠內(nèi)濕氣損失較為嚴重，會增加電氣設(shè)備的運行壓力，工作人員需要及時對電氣設(shè)備運行參數(shù)進行調(diào)整，提高電氣設(shè)備的運行性能，使得其處于穩(wěn)定安全的運行狀態(tài)中，從而以此來達到避免電氣設(shè)備長時間負荷運行出現(xiàn)故障問題的目的。

3.3 故障設(shè)備跟蹤報警模塊

濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)最重要的功能便是實現(xiàn)對熱電廠濕氣損失的監(jiān)測，通過濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)不僅能夠?qū)犭姀S電氣設(shè)備的運行情況進行監(jiān)測，而且在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障問題的同時故障設(shè)備跟蹤報警模塊還能夠提前發(fā)出預警信息，并自動分析出電氣設(shè)備的故障位置，為維修人員檢修電氣設(shè)備故障工作的開展奠定下堅實良好的基礎(chǔ)。當濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理分析模塊通過分析電氣設(shè)備發(fā)現(xiàn)其運行數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大變動后，相關(guān)指令便會自動傳輸?shù)焦收显O(shè)備跟蹤報警模塊，而該模塊一方面會立即發(fā)出故障警報，提醒維修人員對故障電氣設(shè)備進行檢修。

4 降低濕氣損失對熱電廠運行效率影響的具體措施

4.1 完善熱電廠電氣設(shè)備管理及維護制度

完善管理及維護制度是提升電氣設(shè)備管理及維護質(zhì)量的基礎(chǔ)，科學合理的制度能夠為管理及維護工作人員的工作提供明確的指導，并能夠有效約束電氣設(shè)備日常運行時操作人員的行為，減少設(shè)備故障的可能性，通過保證電氣設(shè)備穩(wěn)定運行來降低濕氣損失。

在實際完善電氣設(shè)備管理及維護制度時，首先，工作人員應仔細了解熱電廠中各種設(shè)備的信息，并基于設(shè)備修復工作的難易程度、使用年限等進行小組劃分。其次，應仔細調(diào)查各種設(shè)備較常出現(xiàn)的故障類型，并理清各種故障的修復方法。最后，應根據(jù)各種設(shè)備的日常運行情況、出現(xiàn)故障的部位等信息，為設(shè)備制定出日常管理及維護方案，切實提升電氣設(shè)備的管理及維護效果。

4.2 提升熱電廠電氣設(shè)備管理及維護人員專業(yè)能力

熱電廠電氣設(shè)備的管理及維護工作的開展質(zhì)量與效率等往往決定于管理及維護人員的專業(yè)能力的高低。對于管理及維護人員而言，其工作的職責所在就是對熱電廠的各種設(shè)備故障進行分析與處理，管理及維護設(shè)備的正常運行，避免對熱電廠的生產(chǎn)工作產(chǎn)生不良影響。若管理及維護人員本身的專業(yè)能力不足，則在進行電氣設(shè)備的管理及維護工作時，管理及維護人員可能無法及時發(fā)現(xiàn)故障的發(fā)生部位，進而無法及時作出適宜的處理，導致故障對設(shè)備的影響變大，甚至導致設(shè)備出現(xiàn)完全損壞的情況。

想要有效提升熱電廠電氣設(shè)備管理及維護人員的專業(yè)能力，最簡單直接的方法就是定期開展培訓，為管理及維護人員提供大量提升自身專業(yè)技能的機會。熱電廠首先應在內(nèi)部搭建專業(yè)培訓機構(gòu)，通過聘請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜易鳛榻處?，向管理及維護人員傳授大量檢修管理及維護的經(jīng)驗與知識，以理論結(jié)合時間的方式，提升熱電廠電氣設(shè)備管理及維護人員的專業(yè)水平，提升電氣設(shè)備管理及維護工作質(zhì)量，為熱電廠電氣設(shè)備的穩(wěn)定運行打下堅實的基礎(chǔ)。

4.3 制定科學的熱電廠電氣設(shè)備管理及維護方案

首先，管理及維護人員本身需要對電氣設(shè)備的常見故障有較高的了解程度，掌握故障的類型、發(fā)生原因、發(fā)生部位、發(fā)生概率等。其次，管理及維護人員應制定出電氣設(shè)備的定期管理及維護計劃，進行范圍相對較小的管理及維護工作，在進行小范圍管理及維護工作時，管理及維護人員應嚴格遵循正常大范圍管理及維護時的相關(guān)標準進行工作，找到電氣設(shè)備的故障規(guī)律與特點。最后，在熱電廠出現(xiàn)故障問題，需要管理及維護人員進行大范圍管理及維護時，管理及維護人員應參考小范圍管理及維護時發(fā)現(xiàn)的各種信息，快速找到故障發(fā)生設(shè)備并進行檢修，提升電氣設(shè)備管理及維護的效率與質(zhì)量。

5 結(jié)語

電氣設(shè)備是熱電廠正常運行的關(guān)鍵所在，如若電氣設(shè)備出現(xiàn)故障的話，不僅可能對周邊工作人員的生命安全造成影響，還會造成熱電廠濕氣的大量損失。通過應用濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)和加強安全管理手段等方式能夠有效降低濕氣損失對熱電廠運行效率的影響，使得熱電廠一直處于較為安穩(wěn)的運行狀態(tài)中。