汽轮机节能改进技术-大连讲稿(7)

2019-03-09 19:55

通过诊断凝结水系统特别是杂用水系统的运行方式存在的问题,进行凝结水杂用量的科学控制和流量分配,达到在变频节能基础上的进一步节能。

3.4 阀门管理

3.4.1 阀门究竟有多大影响

对大量火力发电厂运行经济性状况及汽轮机组性能试验结果的调研与分析表明,汽轮机热力系统中阀门的状态好坏对机组的安全性、经济性均有很大的影响。一些问题突出的电厂因阀门存在的问题已经严重制约了机组经济效益的发挥。

由于现场阀门泄漏流量难以测量,目前也缺乏相关的研究,对于阀门泄漏的准确的影响量缺乏有力的数据,仅能根据一些现象辅助判断。有两个例子:

1) 某机组热力试验中,预备性试验发现机组热耗过高。经过对热力系统的

检查,发现某高加危急疏水阀泄漏,当时由于危急疏水电动门不严,已关闭了手动门,只是由于阀门较大,未完全关严,遂作了进一步的隔离。另外对其它辅助系统的部分手动门也作了进一步的检查和隔离。之后的正式试验,热耗率降低了120kJ/kWh,约折合5g/kWh的煤耗; 2) 某电厂亚临界300MW机组,进行热力试验时,据电厂技术人员反映疏

水阀存在泄漏难以解决。试验时检查热力系统发现,除一侧主蒸汽疏水阀门温度约50℃,其它所有疏水阀和辅助系统关闭的阀门全部为室温,无任何泄漏。试验结果额定负荷下机组热耗率8008kJ/kWh,供电煤耗312g/kWh。高压缸效率82.3%,中压缸效率89.6%,这样的缸效率并不突出,甚至略显偏低。而由于电厂对阀门泄漏治理近乎苛刻的追求完美的态度,以及其实际达到的优越的治理结果,使机组达到了极高的经济性水平。

以上例子也可能有些极端,但可以反映出也许我们通常低估了阀门泄漏造成的经济性的损失。

随着发电企业日益重视经济性工作,电厂对阀门维护也更加重视,许多电厂在检修中大量更换泄漏的阀门。由于火力发电厂的阀门系统非常庞大,每年用于设备更新和维护的费用相当可观。

3.4.2 阀门管理做什么

各发电企业已逐步开始重视阀门的管理工作,目前已取得了一些管理经验,但尚缺乏系统性的研究工作,制定措施时也缺乏有效理论的指导。目前迫切需要总结已取得经验,研究相关的科学管理方法,提高电厂的阀门管理水平。

国外对此已有相当成熟的研究和管理经验,并有成熟的管理程序和专业的从业机构。

阀门管理的总体目标是:如何使整个阀门寿命周期内的维护成本与造成的经济性损失降到最低。

主要内容包括:

1) 阀门运行状态监测与评估技术

由于监测手段的不足,阀门管理中的难点是在运行中对阀门状态的监测与评估。综合各种监测技术,建立对阀门状态评估的方法。提出可靠、实用、全面的热力系统阀门状态监测与评估技术。

2) 从系统设计、阀门选型、运行操作、检修维护等方面提出阀门治理的综

合措施

3) 阀门泄漏损失与阀门维护费用进行技术经济分析,提出阀门备品、维护

费用的合理优化

根据热力系统中不同类型阀门的要求,评估不同类型阀门对热力系统安全经济性的影响。评价各种阀门治理与维护措施的特点、适用性及其综合成本。进行技术经济比较,提出优化的阀门维护方法,制定阀门管理策略。

目前热工院正在进行这方面的研究工作,希望能够与各发电厂开展相关的合作。

4 运行优化

运行方式的优化对机组的经济运行也有至关重要的作用,可以优化的运行方式涉及整个机组以及机组中的各个设备。以下列举一些常见的方法。

4.1 保证运行参数

保证运行参数:主、再热蒸汽温度在额定参数运行,是机组维持经济性的基本保证。

有关研究表明,保证运行参数是投入产出比最高的节能措施。

4.2 滑压运行参数优化

滑压运行参数优化:通过试验确定低负荷时最佳的滑压运行参数,在目前发电负荷普遍不足的情况下,其重要性及所能够取得的经济效益日益突出。

超临界机组的滑压运行,已取得一些经验,有待开展深入的研究。 对某些类型的机组,(如各调节阀通流量不一样,节流程度及其对缸效率的影响不一样,或调节阀序对振动和瓦温有影响,)在滑压运行的同时进行调节阀序的优化,可取得更好的优化效果。

4.3 其它运行优化

1) 加热器水位优化:相关研究表明,传统的加热器正常运行水位设定往往

偏低;随着对这一问题的逐步认识,近年来又发现部分机组加热器运行水位过高,同样也会影响加热器性能;应通过试验根据加热器的上、下端差确定最佳运行水位,可能涉及对水位计位臵的调整和对高低限报警的调整;

2) 冷端运行优化:确定凝汽器的最佳背压,降低厂用电率。对空冷机组尤

其重要;

3) 轴封系统运行优化:不同机组轴封系统状态差别较大,尽可能降低轴封

供汽与溢流的流量,对某些机组可起到较明显的作用。如有必要,应考虑轴封系统优化设计,以降低蒸汽的额外损失,或回收部分工质能量; 4) 厂用电负荷优化:通过全面监测辅机耗电,及时发现辅机耗电的异常增

加,并尽快处理;低负荷时,合理减少辅机运行台数;

5) 吹灰运行优化:许多电厂采用定期吹灰的方式,对机组经济性有较大影

响。一方面是吹灰本身的工质能量损失,以及增大了锅炉的热损失,另一方面吹灰阀门泄漏造成额外的损失,这一点在许多电厂进行热力试验时可以观察到,在对吹灰和排污等手动门关闭严密后,系统不明泄漏量可下降0.5%。合理的吹灰方式应是按需要进行的,可以根据锅炉侧各参数确定何时应对那个受热面进行吹灰。也有相关的优化控制软件可供参考。

6) 排污运行优化:与吹灰类似,根据需要排污也是提高机组经济性的重要

方面。目前许多电厂采用了根据化学监督排污的方式,排污量大大降低,在此背景下,可以考虑在新建机组设计时进行技术经济比较,取消连续排污系统,以降低造价;

7) 锅炉运行优化(略),如:煤粉细度、氧量。

5 状态监测

5.1 性能诊断试验

5.1.1 试验的目的

如前所述,提高热耗率工作的前提是对机组的状态有一个准确的掌握,机组的性能诊断试验是准确评价机组状态的最有效的手段。

诊断试验不同于汽轮机组的性能考核试验:

其一,重点是发现问题、分析问题、对比分析,而不是汽轮机组的绝对的经济性指标;

其二,分析对象涉及整个汽轮机热力系统,而不仅仅是汽轮机本身的性能; 其三,诊断试验的过程也是一个对汽轮机组的运行和热力系统全面了解,全面摸查的过程,试验的过程和结果对于分析问题来说具有同等的重要性。

与汽轮机的性能考核试验很重要的一个差别是:汽轮机的考核试验主要看重汽轮机本身能够达到的经济性水平,若热力系统不能达到设计要求,则通过系统修正求得设计系统条件下的热耗率;汽轮机组的性能诊断试验以汽轮机及其整个热力系统为研究对象,更关心整个系统可以达到的经济性水平,试验结果通常不进行系统修正。试验范围更广泛。

对试验精度的要求没有考核试验高。为节省成本,受现场条件的限制,试验的精度受到影响,汽轮机组的绝对经济性指标有一定不确定度。但改进前、后试验使用同一标准、测点和仪器进行,使试验结果具有相对可比性。 5.1.2 与试验有关的一些问题

1) 为什么要作试验

机组大修前后的性能试验已成为许多电厂的常规项目。但试验的目的常常是仅为了得到大修的效果。并没有充分地利用试验对机组及各个设备状态进行监测与评价,以对机组的检修与维护提供依据。有的虽然认识到这一点,但在具体实施中却没有必要的措施保证这一目的的实现。

2) 试验精度怎么保证

到电厂作试验经常听到这样的话:请你们来是希望把试验做的更准确一些。实际上试验能做的多准很大程度上取决于厂方。为什么这么说?以下影响试验精度的因素是试验人员难以控制的:

a) 能否按照试验的要求安装测点。有些现场测点的位臵不满足试验要

求或欠缺必要的测点,而不能在适当的位臵重新增加测点;基于非必要的理由未能将现场测点更换为试验测点;

例:轴封系统的流量,用于计算高、中压缸效率的测点。 b) 能否按照试验的要求隔离系统。不能严格按照试验要求隔离系统,

尤其是操作的阀门较多,阀门通径较大的时候;

c) 能否按照试验的要求调整机组的运行状态。不能保证试验参数足够

稳定,尤其是当机组自动调节系统特性不佳,需要运行人员频繁调整时。

3) 怎样让试验发挥更大的作用

影响试验发挥更大作用的一个重要因素是未能保证各次试验结果的一致性,由于影响试验结果的因素较多,仅仅从试验报告的数据不足以准确地评价机组性能的变化。如对缸效率的测量,对所采用的测点有较强的依赖性,尤其是很多机组没有按照规程的要求配置适当的测点,试验时选取其它测点替代,各次试验选择得测点不同使测量的缸效率不便于相互对比。

为此电厂应制定自己的试验规范,规范与试验相关的各项细节,以保证不同的试验单位、不同的试验人员、不同时期完成的同一机组试验结果具有延续性和可比性,使性能试验在设备状态管理中发挥更大的作用。

规范中应包括完整的、精确的测点定义,完整地隔离状态定义,完整地试验记录要求等试验细节。

这些试验细节对试验结果的分析有重要的参考作用,而这些信息在试验之后往往就遗失了,或通常仅由电厂试验组的人员个人保存,建议应将这些信息纳入更高层的管理。

5.2 在线监测系统

完善运行中的在线监测是保证机组经济性的效果最显著,成本最低的措施。 对一些设备的状态评价需要综合较多的参数,经过较专业的计算分析才能完成,现场生产往往不具备这样的条件,通常需要进行专门的性能试验来实现。而试验往往时间间隔较长,不能及时发现问题。

随着计算机及自动化技术的发展,一些专业化较强的监控系统的开发弥补了这一不足。如:

1) 运行指标监测系统;

2) 汽轮机通流部分的状态监测; 3) 冷端系统状态监测; 4) 汽轮机振动监测系统; 5) 等等。

6 结语

技术改造是电力企业发展的永恒主题,今后在相当长的时期内,发电厂的技术改造仍是一项十分艰巨和复杂的任务。加快发电厂技术改造和技术进步的步伐,对促进电力工业的可持续发展有着重要的意义。


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