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摘 要:汽轮机一般应用于发电厂热电联产工艺生产过程中,而热电联产中我国主要以火力发电为主,在发电原动机组中利用高参数、低能耗、大容量、减排放的汽轮机,通过关停或对小容量汽轮机予以限停等方式来鼓励热电企业推动这一产业政策有效执行,达到促进抽气式、背压式等汽轮机技术工艺不断发展的目的。
关键词:热电联产;汽轮机;背压式;抽气式;节能
热电联产是指可以同时生产电能和热能的一种工艺过程,比过去只能生产电能或者热能,更加可以节约能源、保护环境、提高经济效率。热电联产汽轮机也可以称为以热电联产方式运行的汽轮机组,主要由抽汽背压式和抽汽冷凝式汽轮机为主,是以热、电负荷适应性好,可以节约能源为主要特点。在热负荷很小时,热电联产汽轮机组只需要部分负荷下运行,这样汽轮机组经济性就下降,使得整体机组造价提高,这样就适用于热负荷变化频繁的场合。热电联产汽轮机组的最大输出功率是随着热负荷而变化的,这样发出的电功率可以达到最大值,同时热、电负荷都可以分别进行调整,这样可以随着热负荷增大或者减小,对热电联产汽轮机组输出功率的大小进行调节,不仅经济性好、造价低、节约能源、减少污染等,也适用于民用和工用的各种场合。国家计委、经贸委、环保总局、建设部共同制定并落实了热电联产有关规定,在保持电力稳定供需的前提下,达到控制减排、节能降耗、改善大气污染等的环境、经济协调发展这一目的,使国家国计民生下的基础设施建设水平不断提高。因此,热电联产行业中对发电机组汽轮机节能应用研究就显得十分必要。
一、热电联产的主要优势体现
(一)节约燃料
热电联产工艺的执行,可以高效控制或降低热量在冷源中的流失与效益损失,将这些损失的能量有效供给千家万户,达到效率化的大型锅炉替代原有效率供热较低的小锅炉进行供热这一目的。也就是说,小型锅炉完成采暖供热作业,不仅运作效率相比低下,仅能维持发挥出50%~60%运行效率,同时其也会对生态建设及大气环境造成严重污染。而热电联产工艺推广却能达到75%~90%的锅炉运行效率,从而实现了效率化采暖供热;此外,规模相比较大的发电厂其一般热效率仅能维持在40%左右,而热电联产工艺应用推广以后,其全厂热电效率均高于45%,显然其经济节能效益是显而易见的。
(二)减轻污染能耗
热电厂一般都建于城市郊区,或者城市相对偏远地段,以避免对城市生活、生产造成不良环境及效益影响。而热电联产政策及工艺技术的运用,可达到有效控制分散锅炉、控制煤场生产环境的目的,从而使得环境污染在一定程度上达到了有效改善,并有效减轻了城建运煤工作劳动负荷。
二、汽轮机的应用领域
抽气式和背压式汽轮机主要应用生产制造行业,多数以化工油藏、生产发电、冶金生产、造纸加工等相关行业应用为主。热电联产中主要强调的是通过大容量、高参数的火力发电设施,包括背压式汽轮机、凝汽式汽轮机等的应用。一般而言,背压式汽轮机在热电联产工艺生产中非常实用,即主要针对于驱动锅炉水泵、风机、球磨机等进行高效驱动,完成高效循环蒸汽水供热运行,特别是在纯粹以背压式汽轮机为主的电厂中,其节能效果显著。当然,在高抽气压力参数的冷凝式电厂中应用其也具备较高节能效果。即这类电厂中主要利用较高抽气压力来驱动汽轮机生产,从而凭借排汽作用发挥水加热的供给作用,工业生产具备一定节能降耗特性。
三、热电联产汽轮机节能应用
热电联产汽轮机的节能性已经获得了国家的大力推广,成为我国发展经济、建设、环保等重要保证。目前热电联产汽轮机在节能应用上主要考虑了一下几点:
1、热电联产汽轮机的热效率
根据热电联产汽轮机有关资料分析,理想汽轮机组在循环时,其参数越高且终压越低,则循环的热效率越高。这样就可以推论出,热电联产汽轮机组在耗能和供热上,只要条件许可的前提下,可以提高蒸汽压力和温度,或降低排汽压力,这样可有效提高热效率。而热电联产汽轮机组参数的提高,或抽汽压力的降低,以及排汽压力的降低,均可以起到提高热效率,达到节能的作用。
2、热电联产汽轮机加大抽汽量
热电联产汽轮机加大抽汽量,需要在抽汽压力不变的前提下,这样就等于也增加了机组的供热负荷。而在保持汽量不变的情况下,热电联产汽轮机组发电量减少,热电比就相对上升,这样机组热耗率下降,热效率同时也就上升。在发电量保持不变的情况下,增加供热量,同时也提高了用于发电的蒸汽品质,从而降低了发电煤耗,同时也就节约了能源。
3、热电联产汽轮机抽汽口后使用喷嘴配汽方式
热电联产汽轮机抽汽口后使用喷嘴配汽方式相对于在可调抽汽口后使用节流配汽的方式 , 喷嘴配汽方式可以提高变工况下抽汽口后的汽轮机内效率,降低汽轮机组的汽耗率和热耗率,这样就可以提高电联产汽轮机热效率,减少热能的流失有重要的意义。
4、热电联产汽轮机利用非调抽汽
热电联产汽轮机在发电量、抽汽压力及流量均在许可范围内,就可以在用非调抽汽供热的方式,来取代可调抽汽供热,这样在前一个抽汽口的压力许可下,可达到最大供热压力,而后一个抽汽口为最小供热压力, 通过切换抽汽阀,改变供热抽汽的位置,来保证在较大的工况变化范围内,满足供热需求,这样的方式不仅可以把普通汽轮机改造成为热电联产汽轮机,也可以达到节约能源的目的。
5、热电联产汽轮机供暖
在我国许多地方尤其是北方,天气比较寒冷,需要大量的供暖和热水,而普通的汽轮机往往只能单一的用于推动发电机发电,这样不仅浪费了能源也不经济环保。而热电联产汽轮机在保证机组安全的前提下,可以降低真空度,在适当程度进行运行,这样可以将排汽作为供暖热源使用,不仅避免出现热能的损失,大大提高热效率来节约能源使用。
6、热电联产汽轮机设置回热系统
热电联产汽轮机是抽汽冷凝式汽轮机为主,利用鍋炉给水回热系统,这样不仅可以提高热效率,也可以减少热量的损耗。热电联产汽轮机的回热系统,其热源来自汽轮机上各级非调抽汽,在合理设置这些非调抽汽的压力和抽汽级数后,可在最大程度地提高热效率,节约能源的损耗。
结语
当前全球经济发展迅猛,能源供需和经济增长之间存在愈发严峻的矛盾对立问题。我国在世纪之交之际虽然完成了和国际市场贸易对接,但随之接踵而来的油藏资源匮乏、电荒、煤荒等问题严重制约了产业经济发展。因此,热电厂应用热电联产工艺时,就汽轮机应用应能结合生产实际情况,认真、谨慎考虑地方政策,以及现有工艺条件进行深刻研究,以此才能配套选用出合理的汽轮机组应用于生产中,达到节能减排、经济适用的主要生产目的。
参考文献
[1]王金明.热功联产是提高热电厂经济效益的有效措施[J].中国设备工程,2011(05) .
[2]周涛,张明,张蕾,冉刻.中国核电汽轮机的参数及其发展趋势研究[J].中国电业(技术版),2012(02) .
[3]李辉,张军昌,马昆仑.对热电联产的思考[J].科技信息,2009(09)
[4]郝允堂.提高热电厂经济效益的途径浅识[J].工程与建设,2010(06) .
关键词:热电联产;汽轮机;背压式;抽气式;节能
热电联产是指可以同时生产电能和热能的一种工艺过程,比过去只能生产电能或者热能,更加可以节约能源、保护环境、提高经济效率。热电联产汽轮机也可以称为以热电联产方式运行的汽轮机组,主要由抽汽背压式和抽汽冷凝式汽轮机为主,是以热、电负荷适应性好,可以节约能源为主要特点。在热负荷很小时,热电联产汽轮机组只需要部分负荷下运行,这样汽轮机组经济性就下降,使得整体机组造价提高,这样就适用于热负荷变化频繁的场合。热电联产汽轮机组的最大输出功率是随着热负荷而变化的,这样发出的电功率可以达到最大值,同时热、电负荷都可以分别进行调整,这样可以随着热负荷增大或者减小,对热电联产汽轮机组输出功率的大小进行调节,不仅经济性好、造价低、节约能源、减少污染等,也适用于民用和工用的各种场合。国家计委、经贸委、环保总局、建设部共同制定并落实了热电联产有关规定,在保持电力稳定供需的前提下,达到控制减排、节能降耗、改善大气污染等的环境、经济协调发展这一目的,使国家国计民生下的基础设施建设水平不断提高。因此,热电联产行业中对发电机组汽轮机节能应用研究就显得十分必要。
一、热电联产的主要优势体现
(一)节约燃料
热电联产工艺的执行,可以高效控制或降低热量在冷源中的流失与效益损失,将这些损失的能量有效供给千家万户,达到效率化的大型锅炉替代原有效率供热较低的小锅炉进行供热这一目的。也就是说,小型锅炉完成采暖供热作业,不仅运作效率相比低下,仅能维持发挥出50%~60%运行效率,同时其也会对生态建设及大气环境造成严重污染。而热电联产工艺推广却能达到75%~90%的锅炉运行效率,从而实现了效率化采暖供热;此外,规模相比较大的发电厂其一般热效率仅能维持在40%左右,而热电联产工艺应用推广以后,其全厂热电效率均高于45%,显然其经济节能效益是显而易见的。
(二)减轻污染能耗
热电厂一般都建于城市郊区,或者城市相对偏远地段,以避免对城市生活、生产造成不良环境及效益影响。而热电联产政策及工艺技术的运用,可达到有效控制分散锅炉、控制煤场生产环境的目的,从而使得环境污染在一定程度上达到了有效改善,并有效减轻了城建运煤工作劳动负荷。
二、汽轮机的应用领域
抽气式和背压式汽轮机主要应用生产制造行业,多数以化工油藏、生产发电、冶金生产、造纸加工等相关行业应用为主。热电联产中主要强调的是通过大容量、高参数的火力发电设施,包括背压式汽轮机、凝汽式汽轮机等的应用。一般而言,背压式汽轮机在热电联产工艺生产中非常实用,即主要针对于驱动锅炉水泵、风机、球磨机等进行高效驱动,完成高效循环蒸汽水供热运行,特别是在纯粹以背压式汽轮机为主的电厂中,其节能效果显著。当然,在高抽气压力参数的冷凝式电厂中应用其也具备较高节能效果。即这类电厂中主要利用较高抽气压力来驱动汽轮机生产,从而凭借排汽作用发挥水加热的供给作用,工业生产具备一定节能降耗特性。
三、热电联产汽轮机节能应用
热电联产汽轮机的节能性已经获得了国家的大力推广,成为我国发展经济、建设、环保等重要保证。目前热电联产汽轮机在节能应用上主要考虑了一下几点:
1、热电联产汽轮机的热效率
根据热电联产汽轮机有关资料分析,理想汽轮机组在循环时,其参数越高且终压越低,则循环的热效率越高。这样就可以推论出,热电联产汽轮机组在耗能和供热上,只要条件许可的前提下,可以提高蒸汽压力和温度,或降低排汽压力,这样可有效提高热效率。而热电联产汽轮机组参数的提高,或抽汽压力的降低,以及排汽压力的降低,均可以起到提高热效率,达到节能的作用。
2、热电联产汽轮机加大抽汽量
热电联产汽轮机加大抽汽量,需要在抽汽压力不变的前提下,这样就等于也增加了机组的供热负荷。而在保持汽量不变的情况下,热电联产汽轮机组发电量减少,热电比就相对上升,这样机组热耗率下降,热效率同时也就上升。在发电量保持不变的情况下,增加供热量,同时也提高了用于发电的蒸汽品质,从而降低了发电煤耗,同时也就节约了能源。
3、热电联产汽轮机抽汽口后使用喷嘴配汽方式
热电联产汽轮机抽汽口后使用喷嘴配汽方式相对于在可调抽汽口后使用节流配汽的方式 , 喷嘴配汽方式可以提高变工况下抽汽口后的汽轮机内效率,降低汽轮机组的汽耗率和热耗率,这样就可以提高电联产汽轮机热效率,减少热能的流失有重要的意义。
4、热电联产汽轮机利用非调抽汽
热电联产汽轮机在发电量、抽汽压力及流量均在许可范围内,就可以在用非调抽汽供热的方式,来取代可调抽汽供热,这样在前一个抽汽口的压力许可下,可达到最大供热压力,而后一个抽汽口为最小供热压力, 通过切换抽汽阀,改变供热抽汽的位置,来保证在较大的工况变化范围内,满足供热需求,这样的方式不仅可以把普通汽轮机改造成为热电联产汽轮机,也可以达到节约能源的目的。
5、热电联产汽轮机供暖
在我国许多地方尤其是北方,天气比较寒冷,需要大量的供暖和热水,而普通的汽轮机往往只能单一的用于推动发电机发电,这样不仅浪费了能源也不经济环保。而热电联产汽轮机在保证机组安全的前提下,可以降低真空度,在适当程度进行运行,这样可以将排汽作为供暖热源使用,不仅避免出现热能的损失,大大提高热效率来节约能源使用。
6、热电联产汽轮机设置回热系统
热电联产汽轮机是抽汽冷凝式汽轮机为主,利用鍋炉给水回热系统,这样不仅可以提高热效率,也可以减少热量的损耗。热电联产汽轮机的回热系统,其热源来自汽轮机上各级非调抽汽,在合理设置这些非调抽汽的压力和抽汽级数后,可在最大程度地提高热效率,节约能源的损耗。
结语
当前全球经济发展迅猛,能源供需和经济增长之间存在愈发严峻的矛盾对立问题。我国在世纪之交之际虽然完成了和国际市场贸易对接,但随之接踵而来的油藏资源匮乏、电荒、煤荒等问题严重制约了产业经济发展。因此,热电厂应用热电联产工艺时,就汽轮机应用应能结合生产实际情况,认真、谨慎考虑地方政策,以及现有工艺条件进行深刻研究,以此才能配套选用出合理的汽轮机组应用于生产中,达到节能减排、经济适用的主要生产目的。
参考文献
[1]王金明.热功联产是提高热电厂经济效益的有效措施[J].中国设备工程,2011(05) .
[2]周涛,张明,张蕾,冉刻.中国核电汽轮机的参数及其发展趋势研究[J].中国电业(技术版),2012(02) .
[3]李辉,张军昌,马昆仑.对热电联产的思考[J].科技信息,2009(09)
[4]郝允堂.提高热电厂经济效益的途径浅识[J].工程与建设,2010(06) .