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電廠氣體渦街流量計(jì)運(yùn)行優(yōu)化方法淺析

點(diǎn)擊次數(shù):1965 發(fā)布時(shí)間:2021-01-06 11:38:52
摘要:電力作為一種重要能源,為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供了強(qiáng)大的動(dòng)力。近年來(lái),隨著**節(jié)能減排政策的不斷深入,生產(chǎn)技術(shù)不斷革新,在保證電廠生產(chǎn)系統(tǒng)和設(shè)備高效率運(yùn)行的前提下,提高能源利用率、降低能源損耗浪費(fèi)、減少污染物排放已經(jīng)成為各電力企業(yè)不斷思考的問(wèn)題。本文對(duì)電廠氣體渦街流量計(jì)運(yùn)行存在的問(wèn)題、運(yùn)行方式及運(yùn)行優(yōu)化進(jìn)行簡(jiǎn)單分析,為氣體渦街流量計(jì)發(fā)展和優(yōu)化提供基礎(chǔ),促進(jìn)電力行業(yè)快速發(fā)展。
進(jìn)入 21 世紀(jì)以來(lái),國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展,電力行業(yè)作為支撐我國(guó)工業(yè)發(fā)展的動(dòng)力源泉,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的健康快速發(fā)展具有重要作用。我國(guó)能源儲(chǔ)備豐富,但人均能源擁有量較低,其中一次能源產(chǎn)品主要是煤炭、天然氣和石油,煤炭在其中占有重要作用,因此,我國(guó)在今后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間段內(nèi)仍將以煤炭作為主要能源消耗品,以煤炭為主要生產(chǎn)原料的火力發(fā)電廠在電力領(lǐng)域中仍具有不可替代的作用。
改革開(kāi)放以來(lái),我國(guó)重工業(yè)不斷發(fā)展,在為人們帶來(lái)日新月異的改變的同時(shí),也帶來(lái)了嚴(yán)重的環(huán)境污染問(wèn)題,**越來(lái)越關(guān)注重工業(yè)的清潔、可持續(xù)發(fā)展,而對(duì)工業(yè)發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力--能源,近年來(lái)陸續(xù)出臺(tái)的環(huán)保法和政策對(duì)企業(yè)的排查和要求越來(lái)越高,尤其是對(duì)發(fā)電企業(yè)的約束。
隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展形勢(shì)不斷變化,用電結(jié)構(gòu)也隨之改變,重工業(yè)用電量減少,特別是夜間用電量顯著降低。國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的不斷變化、用電結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整和**節(jié)能減排的不斷深入,對(duì)電力企業(yè)提出了更高的要求,也給在運(yùn)以及將投運(yùn)的大型火電機(jī)組帶來(lái)許多技術(shù)難題,亟需我們解決。目前,大多數(shù)機(jī)組運(yùn)行工況與設(shè)計(jì)工況偏差較多,機(jī)組運(yùn)行效率減低,因此必須著重考慮非設(shè)計(jì)工況下氣體渦街流量計(jì)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文對(duì)抽凝式氣體渦街流量計(jì)組的運(yùn)行方式歸納總結(jié),討論分析了多種運(yùn)行優(yōu)化方法。
1 電廠氣體渦街流量計(jì)運(yùn)行方式分析
定壓運(yùn)行方式分為定壓節(jié)流運(yùn)行方式和定壓噴嘴運(yùn)行方式兩種。在滿負(fù)荷工況下,定壓運(yùn)行方式節(jié)流損失*小,效率*高,不需要調(diào)節(jié)級(jí)調(diào)節(jié),避免了調(diào)節(jié)級(jí)強(qiáng)度低帶來(lái)的一些列問(wèn)題。20 世紀(jì) 70 年代,美國(guó)等發(fā)達(dá)**在大型氣體渦街流量計(jì)組上普遍采用定壓運(yùn)行方式,填充經(jīng)濟(jì)發(fā)展中出現(xiàn)的大量電力需求缺口。定壓節(jié)流調(diào)節(jié)運(yùn)行方式主要運(yùn)用于滿負(fù)荷及帶基本負(fù)荷的小型機(jī)組,在部分負(fù)荷工況下節(jié)流損失較大,效率較低。定壓噴嘴調(diào)節(jié)運(yùn)行方式主要運(yùn)用于 300MW 以下的小型機(jī)組,該運(yùn)行方式在部分符合下,熱經(jīng)濟(jì)性較低,且負(fù)荷變化引起調(diào)節(jié)級(jí)蒸汽溫度變化在所有運(yùn)行方式中*大,使得調(diào)節(jié)級(jí)及轉(zhuǎn)子產(chǎn)生巨大的熱應(yīng)力,損害設(shè)備壽命。
滑壓運(yùn)行方式常運(yùn)用于大型氣體渦街流量計(jì)組變負(fù)荷狀態(tài)下,現(xiàn)如今對(duì)滑壓運(yùn)行方式的看法及結(jié)論還未統(tǒng)一。有研究表明,在低負(fù)荷運(yùn)行工況下,滑壓運(yùn)行方式在 20 ~ 66 萬(wàn)千瓦機(jī)組上能夠?qū)崿F(xiàn)良好的運(yùn)行熱效率?;瑝哼\(yùn)行在部分負(fù)荷工況下,高壓缸各級(jí)溫度偏差較小,熱應(yīng)力及熱變形較小,中壓缸的進(jìn)汽溫度基本不變,這大大保證了氣體渦街流量計(jì)組調(diào)峰運(yùn)行的安全性和靈活性。當(dāng)負(fù)荷改變時(shí),采用滑壓運(yùn)行方式時(shí),需要同時(shí)提高主蒸汽的流量和壓力,而調(diào)整鍋爐燃燒側(cè)需要一定時(shí)間,存在時(shí)間延遲,使得滑壓運(yùn)行方式難以滿足調(diào)峰的需要,另外,滑壓運(yùn)行雖然一定程度上提高了機(jī)組的內(nèi)效率,降低了水泵能耗,但以此增加的經(jīng)濟(jì)性仍遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠補(bǔ)償機(jī)組循環(huán)熱效率降低所產(chǎn)生的損失。
為了兼顧電廠機(jī)組運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性和安全性,近年來(lái),超臨界及超超臨界凝氣式氣體渦街流量計(jì)組上普遍采用復(fù)合滑壓運(yùn)行方式。復(fù)合滑壓運(yùn)行方式即在高負(fù)荷區(qū)間采用定壓運(yùn)行方式以得到較高運(yùn)行效率,在中負(fù)荷區(qū)間采用滑壓運(yùn)行方式,關(guān)閉部分閥門,在調(diào)峰階段通過(guò)控制調(diào)節(jié)汽閥的開(kāi)關(guān)量進(jìn)行緊急調(diào)節(jié),在低負(fù)荷區(qū)間又轉(zhuǎn)為定壓運(yùn)行方式,使得在整個(gè)負(fù)荷區(qū)間內(nèi)均有較高的熱經(jīng)濟(jì)性。
2 氣體渦街流量計(jì)變負(fù)荷運(yùn)行優(yōu)化方法分析
(1)優(yōu)化運(yùn)行初壓參數(shù)。在眾多運(yùn)行控制參數(shù)中,機(jī)組運(yùn)行初壓直接氣體渦街流量計(jì)熱耗率相關(guān),是氣體渦街流量計(jì)中*重要的運(yùn)行參數(shù)之一,因此,氣體渦街流量計(jì)組運(yùn)行初壓參數(shù)優(yōu)化是氣體渦街流量計(jì)運(yùn)行優(yōu)化的重要內(nèi)容。一方面,現(xiàn)階段對(duì)運(yùn)行初壓的研究大多僅以機(jī)組熱耗率作為評(píng)價(jià)機(jī)組運(yùn)行工況的標(biāo)準(zhǔn),而在實(shí)際電廠運(yùn)行中,機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性與汽機(jī)熱效率、鍋爐效率和廠用電率都有關(guān),因此,在進(jìn)行運(yùn)行初壓優(yōu)化時(shí),必須考慮輔機(jī)泵耗功及各調(diào)節(jié)級(jí)閥門的蒸汽分配,確定閥門開(kāi)度從而得到*優(yōu)運(yùn)行初壓參數(shù);另一方面,由于環(huán)境、負(fù)荷以及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的原因,氣體渦街流量計(jì)初始參數(shù)往往不是定值,而是在某一范圍內(nèi)波動(dòng),這雖然不影響機(jī)組安全運(yùn)行,但會(huì)對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生不利影響,通過(guò)試驗(yàn)及計(jì)算確定機(jī)組*優(yōu)初壓參數(shù)將大大提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。余興剛等研究了某 600MW 亞臨界機(jī)組初終參數(shù)耗差,設(shè)計(jì)了一種熱力系統(tǒng)變工況計(jì)算模型,得到氣體渦街流量計(jì)初始?jí)毫εc背壓的關(guān)系,該計(jì)算模型可用于核算氣體渦街流量計(jì)廠方修正曲線,得到機(jī)組運(yùn)行*優(yōu)初始?jí)毫Γ档蜋C(jī)組煤耗率。
(2)優(yōu)化配汽方式。氣體渦街流量計(jì)閥門流量特性曲線表征了氣體渦街流量計(jì)理論流量特性,實(shí)際運(yùn)行中氣體渦街流量計(jì)閥門特性流量曲線與實(shí)際流量特性不一致時(shí)將出現(xiàn)一次調(diào)頻能力差,機(jī)組切換配汽方式時(shí)負(fù)荷波動(dòng)較大以及調(diào)節(jié)閥晃動(dòng)等情況,嚴(yán)重影響機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行。優(yōu)化配汽方式即通過(guò)改變?cè)鹊呐淦绞交蛘{(diào)整閥門重疊度使得氣體渦街流量計(jì)特性流量曲線能夠準(zhǔn)確表征實(shí)際流量特性,提高氣體渦街流量計(jì)組經(jīng)濟(jì)性,提升機(jī)組一次調(diào)頻品質(zhì)。李金印研究了氣體渦街流量計(jì)組運(yùn)行優(yōu)化措施,研究表明,在低負(fù)荷運(yùn)行工況下采用復(fù)合配汽方式將造成大量浪費(fèi),復(fù)合配汽方式只在高負(fù)荷工況下表現(xiàn)出高運(yùn)行效率。張榮欣等進(jìn)一步針對(duì)東方氣體渦街流量計(jì)有限公司生產(chǎn)的超超臨界凝氣式氣體渦街流量計(jì)組展開(kāi)運(yùn)行優(yōu)化研究,研究表明,多種配汽方式能更有效的調(diào)節(jié)氣體渦街流量計(jì)流量特性,當(dāng)機(jī)組負(fù)荷達(dá)到 50% 以上時(shí),采用順閥配汽方式,其余采用單閥配汽方式,同時(shí)合理設(shè)置各調(diào)門重疊度,使運(yùn)行方式切換時(shí)能夠平穩(wěn)過(guò)度,配汽方式優(yōu)化后,機(jī)組調(diào)速系統(tǒng)調(diào)節(jié)品質(zhì)得到進(jìn)一步提高。
(3)降低氣體渦街流量計(jì)能耗。氣體渦街流量計(jì)能耗較大使得機(jī)組經(jīng)濟(jì)性降低,必須根據(jù)氣體渦街流量計(jì)組運(yùn)行特點(diǎn)和能耗特征,針對(duì)性地采取有效的措施,不斷優(yōu)化氣體渦街流量計(jì)組運(yùn)行,保證氣體渦街流量計(jì)穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。一方面,降低機(jī)組啟停能耗,在啟機(jī)過(guò)程中通過(guò)手動(dòng)操作,控制真空壓力處于65~70kPa范圍內(nèi),縮短啟機(jī)時(shí)間,降低機(jī)組能耗。另一方面,保持高壓加熱器投入率,控制給水溫度,穩(wěn)定水量水位,在機(jī)組啟停時(shí),及時(shí)投入高壓加熱器。另外,長(zhǎng)期運(yùn)行的凝汽式氣體渦街流量計(jì)組凝汽器冷卻面將出現(xiàn)大量污垢,及時(shí)采用高壓水射流對(duì)冷卻面進(jìn)行清洗,有效地保證凝汽器安全正常運(yùn)行。
3 結(jié)語(yǔ)
氣體渦街流量計(jì)是整個(gè)電力行業(yè)的硬件基礎(chǔ),本文闡述了額定功率 60MW 抽凝式氣體渦街流量計(jì)運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題,分析了不同運(yùn)行方式的優(yōu)點(diǎn)和不足,介紹了優(yōu)化運(yùn)行初壓、優(yōu)化配汽方式及節(jié)能降耗三個(gè)運(yùn)行優(yōu)化方法,爭(zhēng)取為氣體渦街流量計(jì)運(yùn)行優(yōu)化方面提供經(jīng)驗(yàn)借鑒,促進(jìn)氣體渦街流量計(jì)運(yùn)行優(yōu)化技術(shù)發(fā)展。

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