濕氣損失對熱電廠運(yùn)行效率的影響及降低措施研究

山東新升實(shí)業(yè)發(fā)展有限責(zé)任公司 朱鴻濱 陳占光

1 引言

2 熱電廠濕氣損失的影響因素

2.1 鍋爐負(fù)荷較大

鍋爐負(fù)荷及壓力波動(dòng)大的話，便會(huì)使得鍋爐運(yùn)行過程中的熱損耗增加。鍋爐負(fù)荷及壓力的逐漸升高變大，會(huì)使汽水系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備的電負(fù)荷跟熱負(fù)荷也同時(shí)升高，濕氣損失自然也會(huì)出現(xiàn)俱增現(xiàn)象，而鍋爐負(fù)荷及壓力減小則也會(huì)使得汽水系統(tǒng)的所有設(shè)備負(fù)荷相對減小。但是如果鍋爐負(fù)荷及壓力波動(dòng)太大，高過或是低于汽輪機(jī)運(yùn)行對新蒸汽的要求參數(shù)的極限值，便會(huì)使汽水系統(tǒng)被迫停機(jī)，鍋爐的熱損耗也會(huì)急劇增加，而且如若處理不及時(shí)的話還會(huì)對整個(gè)汽水系統(tǒng)造成嚴(yán)重的影響。總之，鍋爐負(fù)荷及壓力波動(dòng)穩(wěn)定，汽水系統(tǒng)就會(huì)隨之較為穩(wěn)定，鍋爐的運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)變的更加高效；而如若鍋爐負(fù)荷較大，不僅會(huì)使得其在運(yùn)行中濕氣損失過大，而且還有可能造成汽輪機(jī)等設(shè)備的故障。

2.2 汽包水位控制不當(dāng)

在進(jìn)行火力發(fā)電相關(guān)工作操作中，還要時(shí)刻注意汽包水位的控制，如若汽包水位控制不當(dāng)?shù)脑挘p則會(huì)造成鍋爐濕氣損失增加，重則會(huì)使得汽輪機(jī)設(shè)備出現(xiàn)故障。如運(yùn)行人員如若在鍋爐滅火恢復(fù)過程中沒有能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)氣溫急劇下降的情況的話，便會(huì)使得低溫蒸汽長時(shí)間進(jìn)入汽輪機(jī)中。汽輪機(jī)在遭受到低溫蒸汽的侵襲之后，自身的汽缸等靜止部件則可能在溫差應(yīng)力作用下產(chǎn)生嚴(yán)重變形，轉(zhuǎn)軸也會(huì)變得彎曲，甚至動(dòng)靜部件都可能發(fā)生徑向嚴(yán)重碰磨、軸系斷裂的現(xiàn)象。

2.3 汽水系統(tǒng)工作效率低

汽水系統(tǒng)指的是由鍋爐、汽輪機(jī)、凝汽器等設(shè)備以及管道構(gòu)成的一種系統(tǒng)，其能夠?qū)㈠仩t燃燒產(chǎn)生的蒸汽轉(zhuǎn)換為電能，是熱電廠中極其重要的組成系統(tǒng)之一。蒸汽發(fā)生器如圖1所示。

圖1 蒸汽發(fā)生器

2.3.1 蒸汽發(fā)生器加熱慢或不加熱

蒸汽發(fā)生器也是汽水系統(tǒng)中的一種設(shè)備，設(shè)備通過其他燃料燃燒后進(jìn)行熱量傳遞的轉(zhuǎn)換設(shè)備，能夠?qū)崮軅鬟f給鍋爐中的水，使水溫上升，最終產(chǎn)出汽輪機(jī)所需使用的蒸汽。若蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)故障的話，會(huì)使得無法滿足汽輪機(jī)對于蒸汽的需求，便會(huì)對整個(gè)汽水系統(tǒng)的工作效率造成嚴(yán)重的影響。蒸汽發(fā)生器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)加熱慢甚至是不加熱的現(xiàn)象，這便會(huì)使得鍋爐產(chǎn)生的水蒸氣有所缺失，從而使得汽輪機(jī)也無法得到充足的水蒸氣供給，轉(zhuǎn)換出來的機(jī)械能也是被大幅度縮減，最終使得汽水系統(tǒng)的工作效率變低。

而蒸汽發(fā)電器之所以會(huì)出現(xiàn)這種情況，一方面可能是因?yàn)殡娫闯霈F(xiàn)了問題，不管是接觸不良還是電源損壞都可能造成這種情況的發(fā)生；另一方面則可能是因?yàn)榻宦?lián)接觸器或者加熱管等部件出現(xiàn)了故障，從而影響到了整個(gè)蒸汽發(fā)生器的正常運(yùn)行。

2.3.2 水泵供水壓力不足或不供水

水泵是一種輸送液體或者使液體增壓的機(jī)械，若水泵供水壓力不足或者不供水的話，也會(huì)導(dǎo)致鍋爐因水力不夠發(fā)生故障的問題出現(xiàn)，從而影響到汽水系統(tǒng)的整體工作效率。而水泵出現(xiàn)這種情況的原因則有多種，一方面可能是因?yàn)樗艿蓝氯鳠o法進(jìn)行充足供給；另一方面則可能是因?yàn)樗媚p，這時(shí)便需要對水泵進(jìn)行更換才能夠保證所有相關(guān)工作的正常運(yùn)行。

2.3.3 蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)高溫狀態(tài)

以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)（team-based learning，TBL）的教學(xué)模式是由美國Oklahoma大學(xué)Michaelsen教授于70年代創(chuàng)立[5]，與傳統(tǒng)以授課為基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)有著明顯的不同，TBL不再以教學(xué)為主體，而是以學(xué)生為中心，是一種以團(tuán)隊(duì)為基礎(chǔ)，提倡學(xué)生自主學(xué)習(xí)，著重提高學(xué)生分析和解決問題的能力，更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能，將學(xué)生培養(yǎng)成終身學(xué)習(xí)者為目標(biāo)的新型教學(xué)模式，這種教學(xué)模式，尤其適合進(jìn)行分組的病理實(shí)習(xí)課。

蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)高溫狀態(tài)的話不僅可能會(huì)使得自身設(shè)備出現(xiàn)故障，還可能會(huì)影響到鍋爐以及整個(gè)汽水系統(tǒng)。而蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)這種情況的原因便可能是鍋爐內(nèi)部有了較多的水垢，水垢的存在則會(huì)使得蒸汽發(fā)生器的作用發(fā)揮不明顯，且工作負(fù)荷變大，久而久之便會(huì)造成蒸汽發(fā)生器出現(xiàn)高溫狀態(tài)。而且如若該問題處理不及時(shí)，將可能會(huì)嚴(yán)重影響到汽水系統(tǒng)的工作效率。

3 熱電廠濕氣損失監(jiān)測系統(tǒng)

隨著自動(dòng)化技術(shù)、智能化技術(shù)的愈加成熟，其在各行各業(yè)中也逐漸有了較為重要的應(yīng)用。而在熱電廠中也應(yīng)當(dāng)設(shè)計(jì)濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)來進(jìn)行濕氣損失的監(jiān)測，通過濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)來對電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，將濕氣的變化數(shù)據(jù)全部進(jìn)行有效收集，根據(jù)濕氣損失程度來對電氣設(shè)備進(jìn)行控制，從而以此來達(dá)到保證熱電廠電氣設(shè)備安全運(yùn)行的目的。熱電廠濕氣損失監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

圖2 熱電廠濕氣損失監(jiān)測系統(tǒng)架構(gòu)

3.1 電氣設(shè)備在線監(jiān)測模塊

電氣設(shè)備在線監(jiān)測模塊是熱電廠濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)中極其重要的組成部分，在線監(jiān)測模塊能夠根據(jù)電氣設(shè)備周邊安裝的傳感器來及時(shí)收集到該區(qū)域的濕氣含量數(shù)據(jù)，濕氣含量數(shù)據(jù)被在線監(jiān)測模塊收集到便會(huì)傳輸給濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)的中心控制模塊。通過在線監(jiān)測模塊的作用不僅能夠及時(shí)掌握到電氣設(shè)備的運(yùn)行安全性，而且工作人員還能夠根據(jù)熱電廠濕氣損失程度，利用濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)對電氣設(shè)備參數(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程調(diào)試，保證熱電廠電氣設(shè)備一直處于較為安全的運(yùn)行環(huán)境中。

同時(shí)在線監(jiān)測模塊還能夠與電氣設(shè)備的保護(hù)裝置連接到一起，如若在線監(jiān)測模塊所收集到的電氣設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)存在較大變動(dòng)的話，工作人員便能夠提前打開電氣設(shè)備的保護(hù)裝置，強(qiáng)制性關(guān)閉電氣設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，并立即派遣相關(guān)維修人員對電氣設(shè)備故障進(jìn)行排除，這樣既能夠避免熱電廠內(nèi)的濕氣損失較大對其運(yùn)行效率造成影響，還能夠在最短時(shí)間內(nèi)將電氣設(shè)備恢復(fù)到正常運(yùn)行狀態(tài)，從根本上有利于促進(jìn)熱電廠相關(guān)工作的順利開展。

3.2 數(shù)據(jù)處理分析控制模塊

熱電廠濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)中的在線監(jiān)測模塊收集到濕氣的變化數(shù)據(jù)之后，會(huì)通過無線傳輸技術(shù)實(shí)時(shí)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理分析控制模塊，該模塊不僅能夠?qū)λ邮盏綌?shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，將其中的無用數(shù)據(jù)全部去除掉，而且還能夠?qū)⑹Ｏ碌南嚓P(guān)數(shù)據(jù)全面的展現(xiàn)到中心控制平臺(tái)的屏幕中，工作人員通過屏幕顯示內(nèi)容便能夠?qū)犭姀S濕氣的損失情況進(jìn)行掌握。同時(shí)數(shù)據(jù)處理分析控制模塊還能夠起到對熱電廠電氣設(shè)備遠(yuǎn)程操控的作用，在不同的工作壓力下電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)是需要進(jìn)行及時(shí)調(diào)整的，如若熱電廠內(nèi)濕氣損失較為嚴(yán)重，會(huì)增加電氣設(shè)備的運(yùn)行壓力，工作人員需要及時(shí)對電氣設(shè)備運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，提高電氣設(shè)備的運(yùn)行性能，使得其處于穩(wěn)定安全的運(yùn)行狀態(tài)中，從而以此來達(dá)到避免電氣設(shè)備長時(shí)間負(fù)荷運(yùn)行出現(xiàn)故障問題的目的。

3.3 故障設(shè)備跟蹤報(bào)警模塊

濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)最重要的功能便是實(shí)現(xiàn)對熱電廠濕氣損失的監(jiān)測，通過濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)不僅能夠?qū)犭姀S電氣設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測，而且在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障問題的同時(shí)故障設(shè)備跟蹤報(bào)警模塊還能夠提前發(fā)出預(yù)警信息，并自動(dòng)分析出電氣設(shè)備的故障位置，為維修人員檢修電氣設(shè)備故障工作的開展奠定下堅(jiān)實(shí)良好的基礎(chǔ)。當(dāng)濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理分析模塊通過分析電氣設(shè)備發(fā)現(xiàn)其運(yùn)行數(shù)據(jù)出現(xiàn)較大變動(dòng)后，相關(guān)指令便會(huì)自動(dòng)傳輸?shù)焦收显O(shè)備跟蹤報(bào)警模塊，而該模塊一方面會(huì)立即發(fā)出故障警報(bào)，提醒維修人員對故障電氣設(shè)備進(jìn)行檢修。

4 降低濕氣損失對熱電廠運(yùn)行效率影響的具體措施

4.1 完善熱電廠電氣設(shè)備管理及維護(hù)制度

完善管理及維護(hù)制度是提升電氣設(shè)備管理及維護(hù)質(zhì)量的基礎(chǔ)，科學(xué)合理的制度能夠?yàn)楣芾砑熬S護(hù)工作人員的工作提供明確的指導(dǎo)，并能夠有效約束電氣設(shè)備日常運(yùn)行時(shí)操作人員的行為，減少設(shè)備故障的可能性，通過保證電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行來降低濕氣損失。

在實(shí)際完善電氣設(shè)備管理及維護(hù)制度時(shí)，首先，工作人員應(yīng)仔細(xì)了解熱電廠中各種設(shè)備的信息，并基于設(shè)備修復(fù)工作的難易程度、使用年限等進(jìn)行小組劃分。其次，應(yīng)仔細(xì)調(diào)查各種設(shè)備較常出現(xiàn)的故障類型，并理清各種故障的修復(fù)方法。最后，應(yīng)根據(jù)各種設(shè)備的日常運(yùn)行情況、出現(xiàn)故障的部位等信息，為設(shè)備制定出日常管理及維護(hù)方案，切實(shí)提升電氣設(shè)備的管理及維護(hù)效果。

4.2 提升熱電廠電氣設(shè)備管理及維護(hù)人員專業(yè)能力

熱電廠電氣設(shè)備的管理及維護(hù)工作的開展質(zhì)量與效率等往往決定于管理及維護(hù)人員的專業(yè)能力的高低。對于管理及維護(hù)人員而言，其工作的職責(zé)所在就是對熱電廠的各種設(shè)備故障進(jìn)行分析與處理，管理及維護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行，避免對熱電廠的生產(chǎn)工作產(chǎn)生不良影響。若管理及維護(hù)人員本身的專業(yè)能力不足，則在進(jìn)行電氣設(shè)備的管理及維護(hù)工作時(shí)，管理及維護(hù)人員可能無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障的發(fā)生部位，進(jìn)而無法及時(shí)作出適宜的處理，導(dǎo)致故障對設(shè)備的影響變大，甚至導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)完全損壞的情況。

想要有效提升熱電廠電氣設(shè)備管理及維護(hù)人員的專業(yè)能力，最簡單直接的方法就是定期開展培訓(xùn)，為管理及維護(hù)人員提供大量提升自身專業(yè)技能的機(jī)會(huì)。熱電廠首先應(yīng)在內(nèi)部搭建專業(yè)培訓(xùn)機(jī)構(gòu)，通過聘請相關(guān)領(lǐng)域?qū)＜易鳛榻處煟蚬芾砑熬S護(hù)人員傳授大量檢修管理及維護(hù)的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)，以理論結(jié)合時(shí)間的方式，提升熱電廠電氣設(shè)備管理及維護(hù)人員的專業(yè)水平，提升電氣設(shè)備管理及維護(hù)工作質(zhì)量，為熱電廠電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.3 制定科學(xué)的熱電廠電氣設(shè)備管理及維護(hù)方案

首先，管理及維護(hù)人員本身需要對電氣設(shè)備的常見故障有較高的了解程度，掌握故障的類型、發(fā)生原因、發(fā)生部位、發(fā)生概率等。其次，管理及維護(hù)人員應(yīng)制定出電氣設(shè)備的定期管理及維護(hù)計(jì)劃，進(jìn)行范圍相對較小的管理及維護(hù)工作，在進(jìn)行小范圍管理及維護(hù)工作時(shí)，管理及維護(hù)人員應(yīng)嚴(yán)格遵循正常大范圍管理及維護(hù)時(shí)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行工作，找到電氣設(shè)備的故障規(guī)律與特點(diǎn)。最后，在熱電廠出現(xiàn)故障問題，需要管理及維護(hù)人員進(jìn)行大范圍管理及維護(hù)時(shí)，管理及維護(hù)人員應(yīng)參考小范圍管理及維護(hù)時(shí)發(fā)現(xiàn)的各種信息，快速找到故障發(fā)生設(shè)備并進(jìn)行檢修，提升電氣設(shè)備管理及維護(hù)的效率與質(zhì)量。

5 結(jié)語

電氣設(shè)備是熱電廠正常運(yùn)行的關(guān)鍵所在，如若電氣設(shè)備出現(xiàn)故障的話，不僅可能對周邊工作人員的生命安全造成影響，還會(huì)造成熱電廠濕氣的大量損失。通過應(yīng)用濕氣含量智能監(jiān)測系統(tǒng)和加強(qiáng)安全管理手段等方式能夠有效降低濕氣損失對熱電廠運(yùn)行效率的影響，使得熱電廠一直處于較為安穩(wěn)的運(yùn)行狀態(tài)中。