湿气损失对热电厂运行效率的影响及降低措施研究

2023-08-21山东新升实业发展有限责任公司朱鸿滨陈占光

电力设备管理 2023年13期

山东新升实业发展有限责任公司朱鸿滨陈占光

1 引言

2 热电厂湿气损失的影响因素

2.1 锅炉负荷较大

锅炉负荷及压力波动大的话，便会使得锅炉运行过程中的热损耗增加。锅炉负荷及压力的逐渐升高变大，会使汽水系统内所有设备的电负荷跟热负荷也同时升高，湿气损失自然也会出现俱增现象，而锅炉负荷及压力减小则也会使得汽水系统的所有设备负荷相对减小。但是如果锅炉负荷及压力波动太大，高过或是低于汽轮机运行对新蒸汽的要求参数的极限值，便会使汽水系统被迫停机，锅炉的热损耗也会急剧增加，而且如若处理不及时的话还会对整个汽水系统造成严重的影响。总之，锅炉负荷及压力波动稳定，汽水系统就会随之较为稳定，锅炉的运行状态也会变的更加高效；而如若锅炉负荷较大，不仅会使得其在运行中湿气损失过大，而且还有可能造成汽轮机等设备的故障。

2.2 汽包水位控制不当

在进行火力发电相关工作操作中，还要时刻注意汽包水位的控制，如若汽包水位控制不当的话，轻则会造成锅炉湿气损失增加，重则会使得汽轮机设备出现故障。如运行人员如若在锅炉灭火恢复过程中没有能够及时发现气温急剧下降的情况的话，便会使得低温蒸汽长时间进入汽轮机中。汽轮机在遭受到低温蒸汽的侵袭之后，自身的汽缸等静止部件则可能在温差应力作用下产生严重变形，转轴也会变得弯曲，甚至动静部件都可能发生径向严重碰磨、轴系断裂的现象。

2.3 汽水系统工作效率低

汽水系统指的是由锅炉、汽轮机、凝汽器等设备以及管道构成的一种系统，其能够将锅炉燃烧产生的蒸汽转换为电能，是热电厂中极其重要的组成系统之一。蒸汽发生器如图1所示。

图1 蒸汽发生器

2.3.1 蒸汽发生器加热慢或不加热

蒸汽发生器也是汽水系统中的一种设备，设备通过其他燃料燃烧后进行热量传递的转换设备，能够将热能传递给锅炉中的水，使水温上升，最终产出汽轮机所需使用的蒸汽。若蒸汽发生器出现故障的话，会使得无法满足汽轮机对于蒸汽的需求，便会对整个汽水系统的工作效率造成严重的影响。蒸汽发生器经常会出现加热慢甚至是不加热的现象，这便会使得锅炉产生的水蒸气有所缺失，从而使得汽轮机也无法得到充足的水蒸气供给，转换出来的机械能也是被大幅度缩减，最终使得汽水系统的工作效率变低。

而蒸汽发电器之所以会出现这种情况，一方面可能是因为电源出现了问题，不管是接触不良还是电源损坏都可能造成这种情况的发生；另一方面则可能是因为交联接触器或者加热管等部件出现了故障，从而影响到了整个蒸汽发生器的正常运行。

2.3.2 水泵供水压力不足或不供水

水泵是一种输送液体或者使液体增压的机械，若水泵供水压力不足或者不供水的话，也会导致锅炉因水力不够发生故障的问题出现，从而影响到汽水系统的整体工作效率。而水泵出现这种情况的原因则有多种，一方面可能是因为水管道堵塞，水流无法进行充足供给；另一方面则可能是因为水泵磨损，这时便需要对水泵进行更换才能够保证所有相关工作的正常运行。

2.3.3 蒸汽发生器出现高温状态

以团队为基础的学习（team-based learning，TBL）的教学模式是由美国Oklahoma大学Michaelsen教授于70年代创立[5]，与传统以授课为基础的学习有着明显的不同，TBL不再以教学为主体，而是以学生为中心，是一种以团队为基础，提倡学生自主学习，着重提高学生分析和解决问题的能力，更好地激发学生的学习潜能，将学生培养成终身学习者为目标的新型教学模式，这种教学模式，尤其适合进行分组的病理实习课。

蒸汽发生器出现高温状态的话不仅可能会使得自身设备出现故障，还可能会影响到锅炉以及整个汽水系统。而蒸汽发生器出现这种情况的原因便可能是锅炉内部有了较多的水垢，水垢的存在则会使得蒸汽发生器的作用发挥不明显，且工作负荷变大，久而久之便会造成蒸汽发生器出现高温状态。而且如若该问题处理不及时，将可能会严重影响到汽水系统的工作效率。

3 热电厂湿气损失监测系统

随着自动化技术、智能化技术的愈加成熟，其在各行各业中也逐渐有了较为重要的应用。而在热电厂中也应当设计湿气含量智能监测系统来进行湿气损失的监测，通过湿气含量智能监测系统来对电气设备的实时运行状态进行监测，将湿气的变化数据全部进行有效收集，根据湿气损失程度来对电气设备进行控制，从而以此来达到保证热电厂电气设备安全运行的目的。热电厂湿气损失监测系统架构如图2所示。

图2 热电厂湿气损失监测系统架构

3.1 电气设备在线监测模块

电气设备在线监测模块是热电厂湿气含量智能监测系统中极其重要的组成部分，在线监测模块能够根据电气设备周边安装的传感器来及时收集到该区域的湿气含量数据，湿气含量数据被在线监测模块收集到便会传输给湿气含量智能监测系统的中心控制模块。通过在线监测模块的作用不仅能够及时掌握到电气设备的运行安全性，而且工作人员还能够根据热电厂湿气损失程度，利用湿气含量智能监测系统对电气设备参数进行远程调试，保证热电厂电气设备一直处于较为安全的运行环境中。

同时在线监测模块还能够与电气设备的保护装置连接到一起，如若在线监测模块所收集到的电气设备运行数据存在较大变动的话，工作人员便能够提前打开电气设备的保护装置，强制性关闭电气设备运行状态，并立即派遣相关维修人员对电气设备故障进行排除，这样既能够避免热电厂内的湿气损失较大对其运行效率造成影响，还能够在最短时间内将电气设备恢复到正常运行状态，从根本上有利于促进热电厂相关工作的顺利开展。

3.2 数据处理分析控制模块

热电厂湿气含量智能监测系统中的在线监测模块收集到湿气的变化数据之后，会通过无线传输技术实时传输到数据处理分析控制模块，该模块不仅能够对所接收到数据进行处理分析，将其中的无用数据全部去除掉，而且还能够将剩下的相关数据全面的展现到中心控制平台的屏幕中，工作人员通过屏幕显示内容便能够对热电厂湿气的损失情况进行掌握。同时数据处理分析控制模块还能够起到对热电厂电气设备远程操控的作用，在不同的工作压力下电气设备的运行参数是需要进行及时调整的，如若热电厂内湿气损失较为严重，会增加电气设备的运行压力，工作人员需要及时对电气设备运行参数进行调整，提高电气设备的运行性能，使得其处于稳定安全的运行状态中，从而以此来达到避免电气设备长时间负荷运行出现故障问题的目的。

3.3 故障设备跟踪报警模块

湿气含量智能监测系统最重要的功能便是实现对热电厂湿气损失的监测，通过湿气含量智能监测系统不仅能够对热电厂电气设备的运行情况进行监测，而且在电气设备出现故障问题的同时故障设备跟踪报警模块还能够提前发出预警信息，并自动分析出电气设备的故障位置，为维修人员检修电气设备故障工作的开展奠定下坚实良好的基础。当湿气含量智能监测系统的数据处理分析模块通过分析电气设备发现其运行数据出现较大变动后，相关指令便会自动传输到故障设备跟踪报警模块，而该模块一方面会立即发出故障警报，提醒维修人员对故障电气设备进行检修。

4 降低湿气损失对热电厂运行效率影响的具体措施

4.1 完善热电厂电气设备管理及维护制度

完善管理及维护制度是提升电气设备管理及维护质量的基础，科学合理的制度能够为管理及维护工作人员的工作提供明确的指导，并能够有效约束电气设备日常运行时操作人员的行为，减少设备故障的可能性，通过保证电气设备稳定运行来降低湿气损失。

在实际完善电气设备管理及维护制度时，首先，工作人员应仔细了解热电厂中各种设备的信息，并基于设备修复工作的难易程度、使用年限等进行小组划分。其次，应仔细调查各种设备较常出现的故障类型，并理清各种故障的修复方法。最后，应根据各种设备的日常运行情况、出现故障的部位等信息，为设备制定出日常管理及维护方案，切实提升电气设备的管理及维护效果。

4.2 提升热电厂电气设备管理及维护人员专业能力

热电厂电气设备的管理及维护工作的开展质量与效率等往往决定于管理及维护人员的专业能力的高低。对于管理及维护人员而言，其工作的职责所在就是对热电厂的各种设备故障进行分析与处理，管理及维护设备的正常运行，避免对热电厂的生产工作产生不良影响。若管理及维护人员本身的专业能力不足，则在进行电气设备的管理及维护工作时，管理及维护人员可能无法及时发现故障的发生部位，进而无法及时作出适宜的处理，导致故障对设备的影响变大，甚至导致设备出现完全损坏的情况。

想要有效提升热电厂电气设备管理及维护人员的专业能力，最简单直接的方法就是定期开展培训，为管理及维护人员提供大量提升自身专业技能的机会。热电厂首先应在内部搭建专业培训机构，通过聘请相关领域专家作为教师，向管理及维护人员传授大量检修管理及维护的经验与知识，以理论结合时间的方式，提升热电厂电气设备管理及维护人员的专业水平，提升电气设备管理及维护工作质量，为热电厂电气设备的稳定运行打下坚实的基础。

4.3 制定科学的热电厂电气设备管理及维护方案

首先，管理及维护人员本身需要对电气设备的常见故障有较高的了解程度，掌握故障的类型、发生原因、发生部位、发生概率等。其次，管理及维护人员应制定出电气设备的定期管理及维护计划，进行范围相对较小的管理及维护工作，在进行小范围管理及维护工作时，管理及维护人员应严格遵循正常大范围管理及维护时的相关标准进行工作，找到电气设备的故障规律与特点。最后，在热电厂出现故障问题，需要管理及维护人员进行大范围管理及维护时，管理及维护人员应参考小范围管理及维护时发现的各种信息，快速找到故障发生设备并进行检修，提升电气设备管理及维护的效率与质量。