发电厂汽轮机组节能降耗措施
武正
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武正,. 发电厂汽轮机组节能降耗措施[J]. 低碳研究,2024.8. DOI:10.12721/ccn.2024.157072.
摘要: 发电厂是能源供应的重要场所,汽轮机组作为发电厂的核心设备之一,其能耗与能源利用效率关系密切。随着能源消耗的增加和环境压力的加大,提高发电厂汽轮机组的节能降耗水平已成为一个重要课题。通过研究发现,这些措施的应用可以有效降低发电厂汽轮机组的能耗,提高能源利用效率。本文旨在研究发电厂汽轮机组的节能降耗措施,以降低能源消耗和环境污染,提高能源利用效率。
关键词: 发电厂;汽轮机组;节能降耗
DOI:10.12721/ccn.2024.157072
基金资助:

1发电厂集控运行节能降耗的特点

(1)节能降耗可以减少发电厂的燃料消耗量。发电厂以燃煤、燃气等燃料为能源,燃料的消耗直接影响着发电厂的运行成本和环境负荷。通过集控运行节能降耗,可以优化发电厂的运行参数和工艺操作,提高燃烧效率,减少能源浪费,从而减少燃料的消耗量。(2)节能降耗可以降低发电厂的碳排放。发电厂是重要的碳排放源之一,其二氧化碳、氮氧化物等排放对环境和空气质量造成严重影响。通过集控运行节能降耗,可以减少发电厂的排放量,降低对大气环境的污染,促进可持续发展。(3)节能降耗可以提高发电厂的安全性和稳定性。发电厂是复杂的能源系统,其集控运行的节能降耗不仅可以改善发电厂的运行效率,还有助于减少故障和事故的发生。优化的集控运行可以提高设备的稳定性,降低运行风险,保障发电厂的安全运行。

2发电厂汽轮机组能耗影响因素

2.1温度

在高温环境下,汽轮机组的热负荷会增大,从而导致燃料消耗增加,能耗也会相应增加。高温导致机组内部的温度升高,使机组工作环境更加恶劣,从而损耗部分能量。此外,高温还会影响汽轮机组的工作效率,降低发电效率,增加能耗。高温环境会使汽轮机组的燃烧温度升高,导致更多的热能损失。而且,高温还会降低机组的机械效能,增大机械摩擦和热损失,进一步增加能耗。同时,高温环境下的冷却效果也会受到影响,进一步加剧能耗。

2.2负荷

负荷是指发电厂汽轮机组发电过程中所承受的功率负荷。负荷直接决定了汽轮机组的能耗。在高负荷情况下,汽轮机组需要更多的燃料满足发电需求,从而增加能耗。高负荷意味着汽轮机组需要产生更多的动力驱动发电机,从而使燃烧过程更加剧烈,燃料消耗也会相应增加。负荷的变化也会对汽轮机组能耗产生影响。当负荷突然升高时,汽轮机组需要快速响应,提供额外的发电功率。这意味着燃烧过程需要更多的燃料供应,从而增加能耗。相反,当负荷突然降低时,汽轮机组需要调整燃料供应和燃烧过程,以适应新的负荷要求。这种调整过程也会导致能耗变化。

3发电厂汽轮机组节能降耗的具体措施

3.1优化设备设计

优化发电厂汽轮机组设备设计,可以有效降低能耗。其中一种方法是采用先进燃烧技术,如预混燃烧、燃烧室再生冷却等技术,以提高燃烧效率,降低燃料损耗,减少废气排放。另外,使用新型材料,如高温合金、陶瓷材料或涂层材料,可以提高设备的耐高温性,降低能量损失。优化设备通风系统也是重要的一步,通过合理设计通风系统,提高风机效率,降低能耗。另外,采用高效的过滤器,可以防止灰尘和污染物进入设备,降低能耗和设备损坏的可能性。合理设计设备的密封结构也是关键,通过采用高效的密封件和密封技术,阻止热量的传导和流失,减少能量泄漏和损耗。此外,优化机械结构,减小机械的摩擦和阻力,可以提高设备的机械效率,降低能耗。最后,通过运行监视系统和调整设备,工作人员能及时发现和修复运行问题,确保设备在最佳状态下运行,降低能耗。

3.2高效燃烧技术

(1)通过燃烧系统的优化设计来改善燃烧效率。包括合理选择燃烧设备,如煤粉喷嘴、燃烧器,以及燃烧室的结构设计等。这些方面的优化可以通过流场分析和数值模拟方法,结合实验数据进行研究和改进。(2)对燃料的选择和预处理进行研究。不同类型的燃料具有不同的物理化学特性,研究其燃烧特性和燃烧过程中的反应机理,可以更好地制定燃料的供给策略和调整燃烧参数,以提高燃烧效率。此外,对低质煤、混合燃料等新型燃料的燃烧特性进行研究,也是高效燃烧技术研究的重点之一。(3)通过燃烧稳定性控制来提高燃烧效率。发电厂中燃烧过程的稳定性对于燃烧效率的影响很大。研究燃烧过程中的气体流动和温度分布,优化燃烧室的结构和燃烧器的布置,采用先进的燃烧控制方法,如模糊控制、神经网络控制等,可以有效地提高燃烧的稳定性和效率。(3)还可以通过煤粉细度的研究和优化来改善燃烧效果。研究煤粉的颗粒分布、表面特性等,优化磨煤系统的工艺参数和设备结构,选择合适的煤粉细度分级方案,以提高燃烧效率。

3.3提高汽轮机组给水温度

提高汽轮机组的给水温度是一种有效措施,可以通过降低冷凝水损失和烟气热量损失来提高热效率,降低能耗。给水温度的提高,减少了冷凝水在汽轮机组运行过程中的湿汽损失,使热量得到更充分的利用,提高热效率。此外,提高给水温度还可以降低烟气温度,减少烟气中的热量损失。通过合理利用锅炉烟气余热回收系统,将烟气中的热能转化为有用的功率或其他形式的能源,进一步提高能源利用效率,降低能耗。需要注意的是,在提高给水温度时,要结合设备的承受能力和安全性进行合理调整,避免超过设备的安全限制。

3.4发电系统优化技术

(1)热力系统的优化。在发电厂中,热力系统是与能源转换密切相关的部分。热力系统的优化通过改进发电厂的供热、供汽等系统,在提高能源利用效率的同时降低了发电厂的能耗。例如,通过改进锅炉的燃烧调节策略,优化烟气循环系统,调整辅导风机等方式,可以降低热机的能耗和烟气排放量。(2)电力系统的优化。电力系统的优化部分内容与热力系统相似,通过优化燃煤、输电、配电和供电等环节的效率,来实现发电厂能耗的降低。在电力系统的实现过程中,需要根据发电厂的实际状况,对电力交换、机组并网等方面进行优化和改进,并且需要合理设置系统控制策略,降低系统的运行成本,以确保电力系统的高效运行。(3)水力系统的优化也是发电系统优化技术的重要方法之一。水力系统在发电厂中占有着重要的地位,它的效率和运行稳定性对于提高发电厂的发电效率和减少污染排放量有着直接的影响。优化水力系统可以通过改进水资源利用率、水准控制、抽水蓄能系统等方面来实现。

3.5提高维护保养程度

加强对发电厂汽轮机组的维护保养,可以提高设备工作效率,降低能耗。定期进行设备的检修和清洁,保障设备处于正常工作状态。特别是对于关键部件,如燃烧器、叶轮和轴承等,要定期进行检查和维修,确保其正常运行。此外,合理使用润滑材料和润滑方式,降低摩擦损失,提高设备的机械效率。

结束语

发电厂汽轮机组节能降耗措施包括优化设备设计、改善运行参数、降低能耗、提高给水温度和提高维护保养程度等。采取这些措施,可以有效降低发电厂汽轮机组的能耗,提高能源利用效率。进一步研究和应用这些措施对于节约能源、减少环境污染具有重要意义。未来的工作可以进一步探索新的节能降耗技术和方法,以进一步提高发电厂汽轮机组的能效。

参考文献

[1]王文兆.火电厂集控运行的节能降耗措施分析[J].能源与节能,2023(10):77-79.

[2]邬慧佳.浅析火力发电厂汽轮机组节能降耗措施[J].中国设备工程,2023(11):89-91.

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