電廠汽輪機冷端濕冷系統(tǒng)運行優(yōu)化

時間：2019-07-08

　　摘 要： 中國人口基數(shù)大，同時，經(jīng)濟的發(fā)展也相對較快，所以中國的年資源能源消耗量不斷的升高，而且，中國的資源儲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)境的保護造成較大的壓力，并且資源的匱乏也會抑制社會經(jīng)濟的發(fā)展。所以必須要研究如何才能低排放、低消耗的對資源進行利用。本文主要探討電力方面的問題，以云南大唐**紅河發(fā)電有限責任公司的發(fā)電情況為基本，針對火力發(fā)電廠汽輪機冷端濕冷系統(tǒng)運行優(yōu)化的問題進行論述。
　　關鍵詞：電廠 汽輪機 冷端系統(tǒng)  運行優(yōu)化
　　中圖分類號：TK267 文獻標識碼：A
　　文章編號：1003-9082（2015）11-0311-01
　　引言
　　隨著國家的不斷發(fā)展、社會經(jīng)濟的不斷進步，中國對各資源方面的需求也隨之增大，尤其是對電力的需求，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，又逐漸成為人們關注的重點，目前各行業(yè)都在積極進行環(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)也應該注意環(huán)保方面的問題，但是人們對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鍵?；鹆Πl(fā)電廠的良好運行，需要汽輪機冷端濕冷系統(tǒng)來調(diào)節(jié)。若是汽輪機冷端系統(tǒng)很好的運行，就能夠提高整個機組的工作效率，也就能在一定程度上減少污染，即創(chuàng)造了收益，也保護了環(huán)境。汽輪機冷端濕冷的運行優(yōu)化對機組也同樣具有重大意義，運行時做到優(yōu)化使用，合理分配，不僅可以提高此環(huán)節(jié)的工作效率，而且對整個機組的運行都有很大程度的提升。
　　一、汽輪機工作原理
　　常提到的汽輪機工作原理一般分為兩個方面，一是汽輪機級的工作原理;另一個就是指整個汽輪機組的工作原理。它的內(nèi)容基本包括使汽輪機與外界負荷變化相適應的形式、蒸汽的流動還有葉片上作用力的產(chǎn)生和損耗的形成。
　　1.級的工作原理
　　通常把汽輪機的級分成三個種類，根據(jù)蒸汽的能量值在汽輪機級內(nèi)轉換為機械功的方式分別是反動級、沖動級、速度級。先說反動級，反動級是蒸汽在靜葉和動葉的流道中都發(fā)生膨脹，由于存在反動度而使得蒸汽在動葉的流道中加快，與此同時，它的流動性能也有所提高;而后是沖動級，沖動級和反動級原理上基本相反，沖動級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，也就是分幾次利用蒸汽在噴嘴中膨脹后的動能，通常情況下是有兩列動葉。單看理論，可以得出這樣的結論：在同樣的條件下，雙列速度級的工作效率相當于3～4個沖動級或者6～8個反動級。也就是說，在不采用多級汽輪機的情況下，較大效率的設計方案是在蒸汽的等熵焓降大于一般的沖動級或反動級所能有效利用的限度時采用一個速度級。
　　2.多級汽輪機原理
　　由于單級汽輪機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，一般會采用多級汽輪機。多級汽輪機的優(yōu)點是：①各級等熵焓降之和大于整個汽輪機的等熵焓降H0，且兩者之間的比值大于1。②在汽輪機工作的過程中，上一級的余速損失在特定的條件下可以在下一級中得到利用。
　　二、優(yōu)化原理
　　汽輪機冷端運行方式較直接有效的優(yōu)化方式就是想辦法提高機組的工作效率，而影響機組工作效率的其中一個重要因素就是凝汽器壓力，正常情況下凝汽器壓力的會有一個適應值，當凝汽器的壓力減小時，機組的工作效率就會增大，也就達到了優(yōu)化的目的。要想改變凝汽器的壓力，需要改變微增功率，但是如何在當機組正常運行時，改變微增功率呢？當冷卻水溫和機組負荷條件不變時，凝汽器壓力會循環(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)水泵的流量增加會使消耗的功率增大，但流量的增加，會使機組出力更多，效率得到提升，當水流量增加到一定程度時，機組出力效率增加所獲得功率將會等于循環(huán)水泵的耗功。而在這之前，其差值會有一個較大值，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)進水量。當水泵消耗與功率輸出的差值較大時， 這時整體輸出（產(chǎn)生量-消耗量）也就較大。凝汽器真空壓力才較適合，此時，葉片角度所控制的循環(huán)水量也就是該機組較優(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，**種試驗法，在現(xiàn)有的設備條件下，設定正常工作時汽輪機冷端系統(tǒng)的冷卻水進水溫度和機組負荷，然后對循環(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行單一變量的調(diào)試，每次調(diào)試后都要記錄數(shù)據(jù)，當所有變量調(diào)試完成后，將所得數(shù)據(jù)進行分析，得出這些變量較合適的數(shù)值，依次來確定然后測得數(shù)據(jù)，分析計算，找到以上幾個變量較適合的大小，然后確定較優(yōu)的運行方式，這樣的方式適應度較高，但是過程繁瑣。
　　*二種方法是已經(jīng)確定汽輪機的熱力大小、機組容量，在設計階段就采取較為經(jīng)濟的手段，并和已知的設備數(shù)據(jù)進行比較，計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，通過大量的計算和實驗得出，凝汽器的真空有一個較佳值。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)水泵的流量就會讓機組的功率增大，但是這樣盲目提高循環(huán)水流量的話，機組廠用電消耗會更多，得不償失。經(jīng)過不斷的實驗發(fā)現(xiàn)，雖然增加流量會讓機組做更多的功，但是當流量增加到一定速度的情況下，機組做功的功率就會等于循環(huán)水泵所消耗的功，在達到這個速度之前，兩者的差值會有一個較大值，功率輸出水泵消耗的差值較大時，這時整體輸出也就較大。也就是說，當循環(huán)水泵所耗功率的增加值和改變循環(huán)水量使機組電功率的增加值之間的差值達到較大時所對應的真空稱為較佳真空。
　　2.較佳循環(huán)水流量確定方法
　　在計算循環(huán)水流量之前，首先要確定兩個因素――汽輪機的排氣量、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?shù)胤酱_定時，溫度值也就可以確定;另外正常工作環(huán)境下，運行的負荷可以確定，這樣也就可以確定汽輪機的排汽量。條件確定后，開始計算較佳循環(huán)水流量：先改變汽輪機排汽量，循環(huán)水的溫度自然也就隨之改變，對結果進行記錄（包括溫度、循環(huán)水量），通過計算得出吸收的熱量，之后在通過公式計算出凝汽器的飽和溫度，得到凝汽器壓力。接下來和計算凝汽器較佳真空相同，當流量增加到一定速度的情況下，機組做功的功率就會等于循環(huán)水泵所消耗的功，在達到這個速度之前，兩者的差值會有一個較大值，功率輸出水泵消耗的差值較大時，這時整體輸出也就較大。也就是說，當循環(huán)水泵所耗功率的增加值和改變循環(huán)水量使機組電功率的增加值之間的差值達到較大時所對應的循環(huán)水流量就是較佳的循環(huán)水流量。
　　綜合分析，這些設備不僅影響電廠發(fā)電的輸出功率和能源消耗，同時運作的同時也消耗著發(fā)出的電源，如何合理使用設備，減少能源消耗，提高效率，對整個電廠有著重要的意義。所以，我們對冷端系統(tǒng)總體工作性能進行優(yōu)化時，可以從這兩個方面入手，不僅考慮各個設備的狀態(tài)對機組輸出的影響，設備用電的變化情況，這樣才能正確的反映冷端系統(tǒng)全部設備的運行狀況。
　　四、結論
　　本文以云南大唐**紅河發(fā)電有限責任公司的情況作為基本，簡單論述了火力發(fā)電廠汽輪機冷端濕冷系統(tǒng)運行優(yōu)化的問題。文章主要對汽輪機發(fā)電的工作原理、汽輪機優(yōu)化的原理和優(yōu)化的方法進行闡述，基本可以解決汽輪機嶺段系統(tǒng)的運行優(yōu)化問題，能夠提高這部分的工作效率，從而改善整個機體的性能，同時也減少了環(huán)境的污染，節(jié)約了能源。
　　參考文獻
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詞條
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