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燃气联合循环机热效率的分析
时间:2022-01-01 17:51 所属分类:科技论文 点击次数:
相对于火力发电厂而言,天然气发电厂在发电方面有一些优点。它不仅可以降低污染物排放,而且可以全面提高稳定发电能力,在发电过程中提高发电效率,具备与其它清洁能源发电相结合的基本条件,在节能方面有突出的优势。通过对我国天然气电厂的发展及能源效率现状及电厂节能潜力的分析,提出了天然气电厂能源效率提高的对策,供借鉴。
1天然气电厂能源效率现状分析。
气力发电厂相对于其它电厂具有优势,在目前的技术应用中,取得了一定的应用效果,在节能上更具天然优势。但在发展过程中,也存在着节能、资源利用等方面的缺陷。通过对天然气电厂供电的研究,充分探讨了提高基础发电量效率的途径,不断提高天然气电厂的节能效果。目前,在对火力发电厂的探索过程中,各国都在积极引进相关设备和技术,借助于他们在发电过程中的优势,对电厂技术进行改进和升级,使其有良好的发展势头。在此基础上,部分技术领先企业提出了自己的高效燃气轮机技术路线,预期联合循环热效率会有所提高。
2天然气电厂的能效与节能潜力分析。
燃气电厂的节能降耗主要表现在:1)机组运行时,排汽冷凝热直接通过冷却塔排放;导致了冷端废热浪费,将此部分余热回收,达到节能效果;(2)机组余热锅炉的烟温较高,偏离设计值,对这部分烟气进行余热回收,可达到一定的节约;(3)在高寒期出现供热不足问题,供热成本高,主要通过燃气热水器造成能源浪费,同时可改善排烟问题;(4)环境因素易影响联合循环输出功率,温度较高时,燃气轮机的输出功率减小,从而影响火电厂的调峰能力。
2.1提高热效率。
通过对燃气联合循环机热效率的分析,发现燃气联合循环机组的总运行效率直接影响到机组的总体运行效率,而且燃气轮机初始温度的升高还会进一步提高。所以,为提高其能源效率,需要对其热力参数进行改进。改进燃气轮机热力特性参数时,技术发展的一大障碍是,燃气轮机进气温度得不到有效改善,热效率并未得到显著提高,分析认为部分材料不能承受高温。随著人类技术不断探索新材料,可在开发过程中加以实现,加强材料的耐热优势,充分利用其提高热效率,提高电厂的节能效益。
2.2利用低温热能的梯级效应。
在燃气轮机联合循环发电技术中运用能量梯级利用原则的基础上,提高了系统的能量利用率。另外,目前对燃气轮机循环发电技术的研究主要集中在从燃烧、控制、冷却材料及涂层等方面进行研究。今后,技术人员必须发掘低温热能,并逐步综合利用低温热能。国内还针对联合循环的特点,采用了能量梯级技术,大大提高了能源利用率,取得了一定的效果。
2.3混合式联合发电装置。
因为燃气轮机显示其电力系统在运行中反应速度快,而目前正在大力开发的新能源形式,在时间、季节、气候等方面都容易受到时间、季节、气候等因素的影响。把燃气节电技术和燃气轮机技术结合起来,利用清洁能源和可再生能源辅助联合发电,具有节约天然气的优点。燃气单位耗电量小,可以提高其发电效率,有效地创造节能效果。
3天然气电厂能源效率的提高策略。
3.1天然气预热。
利用热源预热天然气可以节省燃料,使天然气的燃烧更加充分。另外,预热天然气还可以对低温余热进行回收再利用,同时可通过增加烟气热网换热器来回收利用低温余热,余热锅炉的废气余热也可直接用于非采暖期。
3.2减小发动机进气温度。
燃气涡轮是以空气作为工作介质,其输出功率受外界环境的影响。根据实际情况,当环境温度上升时,气体输出功率下降,空气稀薄,使控制单元体积质量下降,热耗增大,这严重影响天然气的运行效率和天然气的充分燃烧。因此,在运行过程中,在燃机内采用TIAC技术,可以有效地改善单位容积空气质量,从而有效地提高电厂的能效比。TIAC技术是,提高输出功率,减少热量消耗,但必须保证系统具有高稳定性,并且在燃气轮机运行过程中始终提供良好的空气质量保证。
3.3从低温循环水中回收利用多余热量。
当前,吸收式热泵供热技术在电厂低温循环水的余热回收中得到广泛应用。一般采用溴化锂溶液作为吸收式热泵的工质,汽轮机、余热锅炉作为高温热源,回收低温循环水产生的余热,供供热网络使用。节能效果好,可作为燃气轮机机组的参考。
3.4提高燃气热转换效率。
气体在室温下以气体的形式存在,而煤的能量一般是固态。火力发电厂在将电能转化为能源时,相对于天然气电厂,有自然优势。通过控制全燃速,使天然气燃烧效率提高,从而最大限度地输送热量。受低温、低氧等因素影响,煤炭存在燃烧不完全,一氧化碳大量排放,环境污染严重,能源损耗大等隐患。所以,在天然气充分利用和充分燃烧的前提下,应注意提高环境温度和高氧供应。通过对高转化率发电设备进行改造,可以控制基本的热量损失,提高发电效率,从而实现热能转化。
3.5优化运营模式。
火力发电厂在整个发电运行过程中,要充分实现对能源消耗较大环节的控制,主要是要找出当地存在的能耗大问题,并综合利用能源。当今电网调峰,越来越多的燃气机组采用,其快速启停、及时响应负荷变化具有很大的灵活性,优化后的运行方式能有效地节约能源,这主要体现在我国目前电网中。该机组主要起到了调峰的重要作用,说明机组的使用时间比同时期煤电的使用缩短。为此,必须对机组的起停方式、压气机水汽、辅机运行方式、工艺加热方式、锁水方式、燃气轮机的净化程序等进行优化。
3.6回收再利用主辅机余热。
在主辅机运转过程中,主要通过回收剩余能量,控制再利用转化,提高能源利用率。例如进行锅炉给水系统的改造,建立低压技术循环系统,降低能耗。同时,为了降低能量损耗,可以将部分主辅设备中的定频设备改造成定频设备。另外,锅炉低压给水泵、锅炉高压给水泵、冷凝泵等也可以采用变频改造。
4结论
当前,在我国天然气发电企业迅速发展的过程中,天然气电厂具有显著的节能优势,由于其具有多项实用型改进技术的应用能力,其能效已引起人们的关注,考虑到其未来参数较高,规模大,节能潜力大的方向是混合联合循环与低温热能综合利用,同时可充分利用天然气预热,发动机进气温度的降低、低温循环水中多余热量的回收利用、燃气热能转换率的提高、运行模式的优化等。因此,对天然气电厂能源效率的提高,应科学、合理地探索可再生利用的有效资源。