火力发电厂汽机专业节能降耗方法与措施

2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛1火力发电厂汽机专业节能降耗方法与措施主讲：山东电力研究院热能所宋涛整理、完善：广安公司刘扬志2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛2汽机专业节能降耗第一部分：山东99年－02年节能降耗简介第二部分：汽机本体节能工作第三部分：系统的节能潜力第四部分：冷端部分的节能潜力第五部分：辅机的节能潜力2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛3第一部分：山东1999年－2002年节能降耗简介两部分：本体改造和管理节能（含辅机改造）本体：根据不完全统计共投资3.2亿。改造机组30余台（50MW－300MW），机组增容30多万千瓦，平均改造机组降低煤耗10克,高的16克小的几乎没有效益,(潍坊和德州)，其他效益平均13.82克）。管理：根据已报数据统计截止2002年12月31日，全省管理节能降耗达6.5787克/千瓦时，2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛4第一部分：山东1999年－2002年节能降耗简介工作方法：首先抓技术管理，管理节能工作中，在工作中以电厂的力量为主，电力研究院是协助电厂工作，并作为具体工作的技术支持。先进行试点，然后大量推广。在各个试点电厂的管理节能降耗的主要是按下列步骤进行的：第一步：通过管理节能降耗的要求提出需要进行小规模的摸底试验（注：大型试验需耗大量人力、物力、时间）第二步：通过大量的试验找出管理和设备存在的问题。部分。并不断的总结提出新的计划。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛5第一部分：山东1999年－2002年节能降耗简介第三步：根据有关试验的数据分析找出管理节能降耗的潜力，然后制定今后辅机设备改进、设备缺陷处理和运行方式改进中的实施计划。第四步：根据辅机设备改进、设备缺陷处理和管理中的实施计划不断的检查和分析施计划中的不足。第五步：根据实施的情况总结节能降耗的经验，并制定巩固节能效果的规章制度和赏罚机制。防止节能降耗的反弹现象出现。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛6汽机专业从以下15个方面进行工作：1.冷却塔的换热效果试验2.辅机和主机运行方式的最佳配合试验3.低负荷时机组采用滑压运行方式经济性比较试验4.真空严密性试验5.真空系统找漏6.测量凝汽器端差7.估算循环水量的最佳配合8.射水抽气器改变工质对真空的影响试验2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛79.系统阀门查找内漏、外漏10.除氧器排汽量试验11.真空变化对功率的影响12.回热系统试验13.对高低加热器的端差进行调查，各加热器出水水温升状况；14.循环水泵改双速前的效率试验等。15.通过合理的调度，能否尽量减小电网系统的旋转备用功率过大的弊病来达到节能降耗的目的。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛8第二部分：汽机本体节能工作200MW机组：1.问题：200MW机组存在的问题主要是热耗高。未经改造的机组大修后热耗一般在2040-2070大卡/千瓦时（平均2055大卡/千瓦时）2.采用的改进技术：静叶损失大，开发了后加载叶型，使负荷后移，减少总损失(图示)采用分流静叶栅，减少损失（图示）调节级采用子午面收缩静叶栅（图示）弯扭静叶栅，以适合气流特性和对动叶的匹配。有以前的准三维动力设计，改为全三维流型，使动静叶匹配最佳，特别是根部。改善较大。（引进软件技术）2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛9第二部分：汽机本体节能工作其他：汽封形式（轴向）、减小间隙防摩擦技术（100MW），蜂窝汽封、低压缸扩散均匀、减小排气流道损失等由制造厂改进，改进技术思路基本一致。采用叶形略有区别。3．改后效果：高压缸平均约提高3.5%、中压缸2.5%、低压缸8.5%；试验表明热耗为1952-1970（平均1961大卡/千瓦时）；平均节约标煤10-14克/千瓦时。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛10第二部分：汽机本体节能工作较为典型的龙口电厂＃4汽轮机试验结果：名称单位试验值保证值高缸效率％85．0985．46中缸效率％91．4392．84低缸效率％86．3387．03修正后热耗千焦/千瓦时8238．898155．89大卡/千瓦时1967.831948．002020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛11第二部分：汽机本体节能工作4．费用平均其他各个厂投资为1800万左右，价效比为150万左右，（平均煤耗降低1克/千瓦时约投资150万元），平均提高效率4–4.5%.无煤增发功率3.5－4.5%，燃煤量不变基础上增加出力约8000千瓦，考虑到机组本身有5%的设计余量，通过挖掘潜力，或通过改进隔板强度（隔板要换掉），再花很少的钱适当改进部分设备（一般各个水泵，风机，锅炉等重要设备都有至少5％的余量）。就可以达到增发出力约10%的要求。通过实验只要推理瓦温度和调节级压力不超限。夏天能达到22万要求的，就可以改为铭牌出力为22万机组。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛12第二部分：汽机本体节能工作弯路：开始强调只强调经济型，未强调强度要求，造成机组负荷22万时部分级段超过设计压力，或推力瓦温度偏高，造成带高负荷困难，以后由于强调了强度要求，各级压力的设计值相应提高，基本可以达到22万要求。并更改机组的铭牌出力为220MW。实际煤耗下降1克投资150万元。不考虑煤耗下降的效果时，增容1KW约投资900元，比重新建新机组投资小（建新机组约4500元/千瓦）的多，经济上是非常合算的。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛13第二部分：汽机本体节能工作300MW机组存在的问题：热耗高1.高压缸：1)调节级效率低：静叶损失大，可将出汽边厚1mm下降到0.38mm。焓降大（效率低），可使用挖涡技术和弯曲叶片降低损失，重新分配各级焓降，向设计值靠近。2)动叶顶部漏气大；3)端汽封间隙大。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛14第二部分：汽机本体节能工作2.中压缸：1)静叶损失大，2)动叶未采用自带冠，汽封齿数少,损失大。3)流道：可应用光顺子午流道技术改善流线。3.低压缸：1)静叶采用弯扭叶片技术2)铸造隔板改为焊接式，减少尺寸偏差，气动损失减少。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛15第二部分：汽机本体节能工作上汽技术来源主要渠道：西门子模块式直接套用东汽技术来源主要渠道：日立、GE。模化形成（根据相似原理扩展新叶型）哈汽、北重技术来源主要渠道：全三维技术，软件计算和风洞试验。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛16第二部分：汽机本体节能工作改进效果与费用：1）差别较大:好的在1905，差的效果不明显大约2020－2050范围内，原因分析多方面（系统内部磨损等）2）煤耗下降1克投资180万元，3）不考虑煤耗下降的效果时，增容1KW约投资1220元4）机组节能改造除降低了煤耗之外，增容带来得效益是巨大的，一般基建投资每建造1KW的发电容量需要投资4000元以上，而节能改造后增容的投资仅1000元左右。经济效益显著。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛17第二部分：汽机本体节能工作汽机本体除通流部分外，可以掌握或能解决的节能问题还有：运行方式：运行方式不合理造成热耗上升1）由于机组的负荷与热耗不成线性比例关系，在某个负荷点，负荷小的变化可引起热耗较大的变化，运行中应尽量避开高热耗点（可通过简单的试验方法得到）。2）定压/滑压：低负荷时，滑压比定压运行热耗低；高负荷时，定压比滑压运行热耗低。应根据负荷变化，及时改变滑压或定压运行方式。3）通盘调度机组间的负荷，使机组尽量避开调节阀节流损失较大的负荷点或高热耗点运行。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛18新型汽封，美国用于新机组启动减少蹭磨的措施（0.17mm、材质为不锈钢）检修时提高级效率的调整：（间隙重视，光洁度重视，调整焓降重视差）运行时调节级压力低不是好事，变工况时，两头效率变化大，调节级焓降大（因为级间效率67－40％变化，压力级为90％左右基本不变，变工况时损失在两头排气和进汽）、检修时进行检查和整理，方法做专用工具进行。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛19闷缸措施2003年1月29日，章丘电厂#1机组发生汽轮机进水事件，我院技术人员到现场经分析后决定对不能投入盘车的汽轮机进行了闷缸处理，避免了大轴弯曲等重大事故的发生，保证了机组达到启动条件后顺利启动。汽轮机进水事故容易在启动、非正常运行、停机时或停机后发生。汽轮机进水容易引起汽缸变形、盘车无法投入甚至大轴弯曲等严重后果，必须认真对待。按照《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》，当汽轮机进水造成无法盘车时，不应进行强制盘车或对汽轮机强行冲转，应进行闷缸处理。当机组正常停机时，应当按规程及时投入盘车装置。如果是在非正常情况下停机，缸温在150℃以上，原则上盘车都应当投入运行，如果发现有下列情况之一时，可不投入盘车，应进行闷缸处理：2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛20l停机过程中，有较强的碰擦声，投盘车时，连续掉闸2次（过流热偶保护动作），盘车电流晃动。l自动投盘车装置失灵后，手动盘车投不上（有内部碰磨声），禁止用行车强行盘动。l厂用电消失时，以及其它无法投入盘车的情况。1、闷缸处理的操作措施（1）真空到0kPa；（2）关闭与缸体相连的所有疏水阀；（3）停止轴封供汽；（4）除非出现厂用电消失、油系统着火等情况，否则，顶轴油泵和润滑油泵应尽量投入运行；2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛21（5）大轴不盘车（此时应注意上下缸温差，一般情况下无须处理，如果温差过大或温差增大过快，应怀疑是否有进水或进冷气的可能性，应及时检查系统）。以上情况可维持到缸温到150℃以下，再及时处理。2、如果在闷缸处理过程中，情况好转，也可试投盘车，但必须达到如下条件：（1）油泵和顶轴油泵工作正常，最高瓦温不大于90℃；（2）上下缸温差不大于50℃；（3）能手动试投盘车，异音消失；（4）与盘车相关的设备运转正常，具备投盘车的条件。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛22第三部分：系统的节能潜力极个别电厂再热喷水从入口引出与出口引出（根据抽头级数不同略有区别），每喷一吨水多耗电4－4.5千瓦/吨，如果喷水量为为30吨，多耗电120－130千瓦。暖泵水从给水泵出口引出，电耗大。出口引出时7.5－9.5千瓦/吨。前置泵引出0.2千瓦/吨，一般需要3－5吨（通过差压和节流孔大小计算流量），可节电30－40千瓦。过冷度对经济性的影响（1℃影响0.06克）过热减温水（从高加前）0.014克/吨，若5％，影响0.46克，再热约为过热的6倍，影响2.5-3克。凝结水泵调节方式（汽蚀调节、变速、节流、再循环）2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛23第三部分：系统的节能潜力凝结水泵各个用水对系统经济性的影响。再回系统的、应最好温度大致接近，否则损失、大小与位置和温差。例如给水泵轴封到泵内部和到目低加疏水管道，对经济性影响是不同的。疏水泵的疏水方向（一般到凝结水管道，但是有些机组为了减少系统或系统不方便（在冷凝器内部）直接疏水到凝汽器，经济性差些，影响0.8－1.2‰的热耗（0.3克）。轴加：温升过高说明漏汽量超标，应注意查找。低加：温升小，抽汽阻力对系统的影响，尤其是低压抽汽管道，有时积水，设计不合理，存在U型弯，往往温升小于设计值很多。若最后一级无温升，则上涨1.8克。2020/2/12汽机节能降耗宣传提纲－宋涛24第三部分：系统的节能潜力高加端差与温升对系统的影响。除氧器定压与滑压和排气：若排放量达1%，则影响1.63克。应通过试验确定合理的排放量，保证溶氧合格，加节流孔或将阀门改为可调式，降低排汽量。连排量确定：若排放量达2%，则影响4.65克。根据水质确定排放量。有的电厂可达到补水在0.5％以下。阀门泄漏：高参数影响很大，主汽门前疏水量达1%，则影响煤耗1