自备电厂燃气锅炉汽轮机系统的绿色设计探讨

自备电厂燃气锅炉汽轮机系统的绿色设计探讨

孙丽

身份证号码：371325198907156148

摘要：为了贯彻落实煤电平均供电煤耗降至每千瓦时310g标准煤以下的要求，一些投产较早、煤耗较高的燃煤发电厂通过对自备电厂燃气锅炉汽轮机进行提效改造来实现节能减排、提高效益。

关键词：自备电厂燃气锅炉；汽轮机系统；绿色设计

引言

热耗是衡量电厂热经济性的一个重要指标，对热耗率指标的评估及分析对电厂有着重要意义，因此汽轮机性能试验是必不可少的主要方法

1影响设备热耗率的主要因素

汽轮机通流效率由缸效率和蒸汽节流损失决定。大修前，性能试验显示机组的高压缸效率80.4%，比设计值84.2%低3.8%，主要原因在于：(1)最初设计的单缸和单轴300MW的模型，是为了满足快速启动参与调峰，并且保证机组运行期间汽封间隙在1mm以上；(2)高压缸夹层的蒸汽冷却孔过多，而孔径太大（Φ8mm×8）；(3)高压缸内的蒸汽节流损失；(4)顶端汽封结构仍采取梳状结构，造成蒸汽泄漏损失。

2自备电厂燃气锅炉汽轮机系统的绿色设计

2.1脱硫

调查研究表明，煤气是自备电厂中普遍使用的动力燃料，而煤气成分里不仅含有大量碳元素，还同时含有相当比例的硫元素。经过与氧气剧烈燃烧反应后，发生一系列高温化学反应，便很快会挥发转化并生成一种高浓度可燃恶臭气体———二氧化硫，危害人类生命身体健康，严重破坏生态环境。因此，从当今中国整体社会经济结构面临的问题和行业长远发展状况来看，燃气锅炉系统内的高效烟气脱硫治理系统，不仅对硫化物能够进行有效处理，还将对我国环境保护问题起到积极解决功效。虽然目前国内锅炉采用烟气脱硫的技术成本很高，但若能从我国环境的可持续化发展需求等多种角度予以综合分析，采取相应的强制脱硫减排治理措施是很有必要的。对我国现有的大型工业燃气要全面进行脱硫设备升级改造，新建的钢铁行业自备电厂必须有一套高效节能脱硫的技术设备。在给企业客户进行绿色能源项目设计开发工作的分析设计时，企业技术人员也一定要首先关注自备电厂烟气脱硫装置，要明确对于能源项目的下一步进行，这是一大核心环节。其次，工作人员要根据燃气锅炉燃烧实际情况等信息来确定与选择一套比较适宜的先进高效脱硫技术装置，在燃气锅炉汽轮机脱硫系统的安装操作时要考虑各种措施，尽可能彻底消除煤气燃烧过程中废气中所存在的挥发性有机硫元素，并且随着对生产企业提出更加严格的节能环保生产要求，需要我们考虑如何进一步降低这些有害硫化物的排放。为满足锅炉烟气超低排放的要求要求，钢铁行业自备电厂对燃气锅炉进行燃烧器及脱硫脱硝改造。应用较广的烟气脱硫方式有SDS干法脱硫+布袋除尘工艺烟气净化技术，能够满足机组负荷频繁调整工艺要求。脱硝采用低氮燃烧器+燃尽风+SNCR+烟气再循环，还原剂采用外购氨水。

2.2锅炉汽轮机系统优化

自备电厂的热电机组按实际需要分别进行综合布置，与国内外其他国家大型的电力企业实行联合或统筹设计，除了对基本运行参数优化外，可进一步优化和降低我国中小型工业燃气锅炉汽轮机系统的能耗和电耗水平，进一步考虑我国锅炉汽轮泵系统的运行和工作方式，制定切实可行的优化技术方案。其中包括对现有负载工况下的泵流量面积进行调整的参数进行动态优化调整，或在交变负载工况下，低电平恒压调节，以保证泵轴转速、使汽轮机在整个锅炉汽轮机动力系统运行中始终能保持在安全稳定的运行状态。如果是处于中间负荷状态，那么专业的维修人员需要进行反复的现场调查，根据情况了解实际负荷的运行工作，并在此基础上作出一系列相应调整，使之处于稳定工作状态。最后，在锅炉汽轮机系统设备产品安装和机组维护整个过程工作中，也都要求全面加强质量控制检查和监督，严把低压锅炉通流间隙质量关：机组维护检修与运行安装调试作业中，如果机组上下气缸温差变化过大，应及时联系相关技术厂家和设计人员到现场进行联合维护。通过对有所故障的汽缸夹层蒸汽流向偏差和蒸汽流量进行比较分析测试，通过反馈的数据及时确认故障部位，并在维修改造过程中对汽轮机通流间隙部位做进一步调整，甚至有必要的情况下可以直接更换汽封，以此提高汽轮机效率。对于燃气汽轮机侧各种输水管道工程的布置及设计连接方法，也要力求严格与合理，自备电厂管道输水设计工作要严格按照工艺图纸进行布局，唯有在细节处做真章，才能保障燃气发电整体运行过程中汽轮机的效率，并达到节能减排的目标。

2.3基于PSD的汽轮机转子轴振动传感器

火电和核电在全部电能中占比达80％，汽轮机是火电和核电发电设备的核心，是现代化国家的重要动力机械设备。而汽轮机转子轴的振动情况直接反映汽轮机的工作状况，一台机组正常运行时，其振动值应在允许的范围内，一旦转子轴的振动值超出这个范围或振动变得不稳定，都说明汽轮机出现了一定程度的故障。因此，检测汽轮机转子轴的振动情况是汽轮机故障诊断的主要方法。振动测量主要通过接触式和非接触式２种方式实现。接触式振动传感器需固定在被测振动物体上，传感器本身的重量会对振动测量产生影响，且汽轮机转子轴也无法安装额外的设备，因此该类型振动传感器不适用于测量汽轮机转子轴的振动。

2.4完善气缸组合就位

气缸对汽轮机的顺畅运行，具有关键性作用。通常来讲，汽轮机内部气缸之间通过串联的方式，共同驱动汽轮机工作。当对汽缸进行划分时，根据低压气缸在汽轮机上实际布置的顺序可分成前、中、后，根据汽缸的特点可分成高、中、低压缸体。要确保汽轮机的平稳工作，各种气缸的组成位置的次序非常关键。安装工在运用组合方法安装气缸前，必须事先保证所有气缸都是根据规定次序安装的。比如，先安装中央位置的气缸，再安装左右两侧的气缸。当所有气缸都安装到了规定位置后，工作人员要把在装配工程中新增加的某些辅助支撑点去除。在全部安装完毕后，要对气缸安装的位置进行仔细检查，避免气缸之间存在缝隙。另外，在安装的过程中，安装人员要严格按照设计图纸上的要求，对汽轮机内部各组成零部件，进行综合检查，并将全汽轮机表面的杂物清除干净；运用标准的灌浆材料，对汽轮机完成二次灌浆工作。

2.5合理布置铁垫位置

首先，确定垫铁位置，要严格按照施工图进行排列、组合，在进行基础安装时，先将錾子处理规范后，利用打磨石或打磨机，将其表面抹平；之后，测量所接触的面积、外形尺寸、水平度并分析，确保零件安装能够符合标准。其次，准备配置垫铁的工作。严格按照标准进行制作、检查并安装，保证每一步的安装流程和细节落实到位。一般来讲，最为理想且最合适的，就是将垫片之间的距离保持在300～700mm，最大楔形为3块，只有在特殊情况下可以增加至5块。最后，在安装前板和后板之前，使用校平装置，重新检查垫片高度，以确保没有任何问题。

结语

影响汽轮机热耗率的主要因素：机组性能、运行方式、运行参数以及数据测量的不确定性，因此，不仅需要采用新技术、新设备，但也需要加强运行操作的科学管理。

参考文献

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