火電廠單元機組的經(jīng)濟運行措施分析

摘要：隨著國家的不斷發(fā)展，社會對電力的需求不斷增長。由于國家電力運營體制改革，能源上的緊張局面和電力行業(yè)的競爭機制，都要求火電廠降低能源上的消耗。其中，火電廠熱力系統(tǒng)節(jié)能分析是節(jié)能減排的有效途徑。

關(guān)鍵詞：火電廠;經(jīng)濟運行;熱力系統(tǒng)

前言

火電廠運行管理的任務(wù)之一就是計算出機組的各項熱經(jīng)濟參數(shù)，每時每刻監(jiān)測機組的運行效率，對能量損失的部位、原因以及影響程度進行分析，為運行人員及時調(diào)整機組的運行參數(shù)提供參考，從而提高機組運行效率，降低煤耗。

1.火電廠單元機組具有的熱經(jīng)濟性

1.1火電廠單元機組的熱循環(huán)

對于現(xiàn)在的大型單元機組的基木熱力循環(huán)都是朗肯循環(huán)：它主要包括蒸汽鍋爐、蒸汽輪機、凝汽器和給水泵四大主要熱力設(shè)備，整個發(fā)電過程只要是一下過程：鍋爐將冷水加熱，產(chǎn)生過熱蒸汽，即主蒸汽，然后過熱蒸汽通過蒸汽管道進入汽輪機，主蒸汽進入汽輪機絕熱膨脹做功，并將做完功的蒸汽排入凝汽器。凝汽器將排汽用冷卻水加以冷卻，使它凝結(jié)成飽和水。給水泵將凝結(jié)水送入鍋爐。因此，朗肯循環(huán)就是工質(zhì)經(jīng)過鍋爐、汽輪機、凝汽器、給水泵所進行的簡單熱力循環(huán)過程。工質(zhì)在熱力設(shè)備中斷進行吸熱、放熱、膨脹、壓縮等過程，使熱能不斷轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。在這些過程中，蒸汽的狀態(tài)參數(shù)不斷發(fā)生變化。在基本的朗R循環(huán)基礎(chǔ)上，現(xiàn)代火電機組紛紛采用了多級給水加熱回熱、蒸汽中間再熱等，提高機組熱經(jīng)濟性，從而形成了火電機組復(fù)雜的熱力循環(huán)。

1.2火電廠熱性經(jīng)濟指標

火電廠熱經(jīng)濟性指標是衡量機組熱力設(shè)備的完善程度、機組經(jīng)濟性好壞的重要標準。電廠熱經(jīng)濟性指標又被分為兩大類：效率指標和能耗率指標。所謂效率指標是指包括鍋爐效率、管道效率、汽輪機裝置循環(huán)效率、機械效率、發(fā)電機效率、廠用電效率等的全廠熱效率;而能耗率指標分為熱耗率指標和標準煤耗指標，能耗率指標本質(zhì)上又與效率指標有很大關(guān)系。

1.3管道效率

火電廠的管道效率是指汽輪機在鍋爐得到的熱量占鍋爐輸出熱量的所占比重，汽輪機在實際的機器運行過程中，主要的損失就是管道泄漏造成的損失和蒸汽熱損失。所以經(jīng)過相關(guān)計算人員在考慮其他的無關(guān)損失后的計算，管道的實際效率約為0.97。因此在性能考核中，不應(yīng)該使用理論上的管道效率值0.99，而應(yīng)該使用經(jīng)過嚴格計算后得到的實際值。而在以后的火電廠運行中，減少對于實際操作中對于效率影響最大的管道泄漏和蒸汽熱損失是最值得研究的課題。

2.提高熱經(jīng)濟性的方法

作為國家發(fā)電的主力軍，火力發(fā)電每年消耗很多能源，而火力發(fā)電的過程主要是運用過程中的熱量，所以不難看出，提高火力發(fā)電的熱經(jīng)濟性是最有效的節(jié)省能源的方法。而燃料的利用率也直接決定著火電廠的收益多少。隨著科技的發(fā)展，人民意識的提高，大多數(shù)的火電廠領(lǐng)導(dǎo)都意識到提高熱經(jīng)濟性的必要性。

2.1提高蒸汽初參數(shù)與單機容量

提高蒸汽的初參數(shù)對汽輪機效率的影響程度與汽輪機單機容量很大關(guān)系。如果在小容量機組上采用高參數(shù)，使原來就比較小的蒸汽容積流量變得更小，葉片更短，這樣必然使高壓部分的漏汽損失以及端部損失增加，汽輪機相對內(nèi)效率會顯著下降，并超過循環(huán)熱效率的提高，導(dǎo)致汽輪機絕對內(nèi)效率降低，同時浪費了設(shè)備及系統(tǒng)上的花銷。而對于大容量機組來說，因蒸汽容積流量很大，葉片高度較高，以釆用高參數(shù)的方式使相對內(nèi)效率降低較小，且降低的數(shù)值小于循環(huán)熱效率提高的數(shù)值，所以保證了機組熱經(jīng)濟性的提高。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越高參數(shù)，越來越大容量的單元機組已經(jīng)投入到實際的生產(chǎn)之中。大量600MW、1000MW等超臨界、超超臨界的單元機組己經(jīng)成為了各大電網(wǎng)的主干機組。

2.2使蒸汽終參數(shù)降低

汽輪機的排汽壓力和排汽溫度即為蒸汽的終參數(shù)，因為汽輪機的排汽一般都是濕飽和蒸汽，所以它對應(yīng)的壓力和溫度也有著一定的對應(yīng)關(guān)系，所以蒸汽終參數(shù)一般指的是汽輪機排汽壓力。在蒸汽初參數(shù)和循環(huán)形式已經(jīng)無法改變的情況下，降低排汽壓力，是使循環(huán)熱效率明顯提高的最有效的辦法，雖然汽輪機末端中的蒸汽濕度將有所增加，但是機組熱經(jīng)濟性的提高仍然是顯著的，所以在機組設(shè)計和運行中，應(yīng)采取有效措施，盡可能地降低低壓缸排汽壓力。但是降低排汽壓力會受到很多客觀條件上的限制，比如說自然條件，排汽壓力絕對不可能低于當?shù)乩鋮s水溫對應(yīng)的飽和壓力，從技術(shù)條件來說，排汽壓力與冷卻水量、水溫、冷卻面積有關(guān)，而冷卻水量、冷卻面積又不可能無限大，并且使得設(shè)備機構(gòu)復(fù)雜化，造價隨之顯著增加。故不能認為排汽壓力越低越好。

2.3對水進行回熱

從汽輪機的某些中間級抽出一部分的蒸汽，用來加熱鍋爐給水，叫做給水回熱加熱。多級給水回熱加熱系統(tǒng)在現(xiàn)代單元機組中有很多的應(yīng)用。而此系統(tǒng)也使絕對內(nèi)效率得到了顯著的提高。給水回熱減少了汽輪機汽量，減少了損失;提高了給水溫度，減少了加熱時對熱量的浪費，從而提高了循環(huán)熱效率;同時也改善了汽輪機高壓級和低壓級葉片的工質(zhì)狀況。高壓端的蒸汽流量的增加有利于減少其通流部分的許多損失;還有利于減少汽輪機的濕氣損失、余速損失。因此，汽輪機的相對內(nèi)效率會提高。

2.4蒸汽采用中間再熱

蒸汽中間再熱就是把蒸汽從汽輪機中間環(huán)節(jié)引出來在加熱器中再加熱，當溫度提高后再回到汽輪機中繼續(xù)膨脹做功。實際上，蒸汽中間再熱對循環(huán)熱效率的相對提高并不大，其主要的效果表現(xiàn)在較大地提高了汽輪機相對內(nèi)效率。這是因為一方面再熱過程將蒸汽的膨脹過程線移向過熱區(qū)，提高了系統(tǒng)內(nèi)的蒸汽干度，改善了汽輪機末級葉片的工作條件;另一方面再熱使機組汽耗率下降，減少了汽輪機的余速損失。

2.5燃燒方面的控制

在整個發(fā)電過程中，燃料的燃燒是發(fā)電的中心環(huán)節(jié)，而燃料的燃燒也是一個非常主要的可控環(huán)節(jié)，通過對染料燃燒環(huán)境等的調(diào)整，可減少許多不必要的燃料燃燒損失，提高相關(guān)環(huán)節(jié)的效率，降低燃料的消耗。在不影響其他環(huán)節(jié)的情況下，盡量多的使用下排燃燒器，或增加其的下負荷，減小其上負荷，達到降低火焰中心的目的，延長燃料的燃燒時間，提高燃燒效率。

3.結(jié)語

盡管許多新興技術(shù)在慢慢的發(fā)展，比如核技術(shù)，但現(xiàn)在以及未來的多年，火力發(fā)電依然是世界發(fā)電的主要技術(shù)，這也對未來技術(shù)的發(fā)展提出了方向性，在未來的一段時間，有關(guān)火電廠單元機組的經(jīng)濟運行措施依然會是相關(guān)的熱門話題，相關(guān)技術(shù)也會在人們的關(guān)注下，在短時間內(nèi)即可得到較大發(fā)展。火電機組的性能計算與性能分析對于電廠優(yōu)化運行，節(jié)能減排具有十分重要的意義。本文依據(jù)熱經(jīng)濟狀態(tài)計算方法展開了研究，并取得成果：學(xué)習(xí)了熱經(jīng)濟理論，并將這套理論應(yīng)用到了熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟性應(yīng)用之中。

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