摘要：电力行业的发展影响着国民经济的发展，电力行业的发展水平是决定工业、农业及互联网行业的基础水平。电厂必须在保证供电质量的同时，提高供电供应效率，减少发电能耗，提高热经济性。为了进一步的提升电厂运行经济效益，不只是对汽轮机及锅炉等设备进行优化设计，而且更要对汽轮机的辅机开展各项优化工作，减少不必要的能源消耗，提高辅机工作效率，从而提高整个电厂的热效率。本文仅是对汽机辅助设备的结构优化探讨。
关键词：电厂；汽轮机；辅机；优化；改进
引言
发电厂在日常运行的过程中，往往需要获取汽轮机及辅助设备的有效支持，其基本的工作质量和效率等都会受到汽轮机相关状态的影响，因此，发电厂应该格外重视相关检修工作的落实。
一、电厂汽机辅机系统设备构成
在电厂发电的系统中，主要的热力设备包含锅炉及汽轮发电机，除此以外还有各种辅助设备将主机设备与水系统、蒸汽系统、输送电系统连接起来，形成整个的电厂系统。汽机部分的辅助系统包含水系统、油系统及蒸汽系统三大部分。水系统：包含循环水冷却水系统、凝结水及给水系统、除盐水系统。油系统：润滑油系统、密封油系统（若设计需要）及抗燃油系统。蒸汽系统：四大管道系统、高低压旁路系统、抽汽系统及轴封系统。汽机部分的辅助设备包含凝汽设备、低压加热器、高压加热器、除氧器、给水泵及冷却塔等设备。
二、火力发电厂汽轮机设计及运行优化的必要性
对于火力发电厂来说，汽轮机的运行安全性、设备运行可靠性等都是较为重要的问题，这关系到整个发电厂的安全稳定运行情况。针对于汽轮机展开合理的设计及运行优化工作，是国家对火力发电厂提出的必然要求。从火力发电厂和国家的角度上重点分析相关的问题，火力发电厂的汽轮机设计及运行优化工作势在必行，其可以保证设备的使用寿命得以延长，同时，也能确保汽轮机本身的完好性，确保其在运行的过程中更加稳定，发电的效率能够得到一定程度的提升，降低火力发电厂的成本支出。从国家的角度分析，通过稳步地落实汽轮机的设计及运行优化工作，能够让人们的生活更加稳定，国家的建设更加有条不紊地展开，实现可持续发展的既定任务。无论从哪一个角度分析，火力发电厂汽轮机设计及运行优化工作的开展意义重大，应该积极将其中出现的问题妥善解决，确保其能够实现既定的运营效益。
三、电厂汽轮机部分辅机系统实际优化方案
1.以凝汽设备为对象开展优化工作
凝汽设备是凝汽式汽轮发电机组一组很重要的设备。凝汽器的主要作用是在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空。将低压缸排出的蒸汽凝结成水，然后回收到给水系统进行循环利用。凝汽设备主要包括：凝汽器、真空泵（或抽汽器）、凝结水泵。影响凝汽器真空度的原因有很多：如循环水入口水温、凝汽器端差、循环水的温升、换热面积、冷却水量、蒸汽负荷、真空系统的严密性等。在设计阶段，凝汽器真空度的最佳选择设计。循环冷却水温取决于环境温度，相对稳定。蒸汽负荷是根据锅炉来汽及抽汽系统决定的，一般汽机及锅炉选好后，这些数值都是比较确定的数据。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆而当换热面积一定的情况下，只有增加冷却水量才能是提高凝汽器的真空度，冷却水量的增加会导致循环水泵的流量增大，则导致循环水泵的能耗增加。故设计阶段考虑的真空最佳数值，则是提高真空度可以使汽机能耗的减小与增加水量使循环水泵能耗的增加的比较最佳值。在运行阶段，提高凝汽器真空度的方式分析。在机组运行阶段，凝汽器真空度的缓慢及快速下降，则分析一下原因：真空系统严密性。真空系统不严密，导致空气从外部漏入，使系统内不饱和蒸汽量变多，真空度下降。具体表现出来的现象是：汽轮机的排汽温度与循冷却水出口的温差变大。循环水量减少或者暂时中断。循环水量减少会使冷却不及时，也会导致真空度下降。循环水的水温增高。循环水的水温是根据室外温度及冷却塔的冷却效果而改变，若电厂所在地区的气候温度升高或者冷却塔故障会导致冷却水温升高，进而导致真空度下降。真空泵或者射水抽气器故障。工业水水温升高，使抽气室压力升高，降低了抽气器的效率。根据以上分析，在设计阶段要考虑好最佳的循环水量及冷却塔的冷却面积，要选取好换热的最佳端差，使我们设计的真空度为最佳。在设备采购阶段，要选取减少泄露真空，质量好点的设备。在运行阶段，真空系统的安全阀、法兰及疏水门等处要常检查，定期维修；夏季工况，可以补充冷却水方式及增加冷却塔的冷却风量，使循环水温增加的少些。循环水泵、冷却塔、真空泵等设备也要定期维护，做到少出故障，安全正常运行。
2.以高压加热器为对象开展优化工高压加热器是汽机热力循环系统最重要设备之一，它的工作原理是利用汽轮机的抽汽来加热进入锅炉的给水的温度。此设备跟低压加热器及除氧器等设备构成了汽轮机的给水加热系统，它在系统中起到了换热器的作用。一般情况下，高压加热器设计为表面式换热器，蒸汽跟水通过管板等介质来交换热量。高加设备若发生故障造成停运，则会使输送到锅炉的给水温度大大降低。锅炉内水的吸热量增加，水的蒸发量相对减少，热经济性降低，煤耗增加。蒸汽在锅炉中的加热度提高，引起过热蒸汽温度提高，会烧坏锅炉过热器。高加设备运行的好坏也直接影响汽轮机组的安全运行，高压加热器管束泄漏轻则影响汽轮机组跳闸，重则会发生汽轮机水击，对汽轮机设备造成损坏。高压加热器的损坏原因大部分是由于高加管束泄漏。而造成管束泄漏的原因有以下方面：机组运行时，暖管时间不充足。进入高加的给水与蒸汽对管束产生很大冲击力，管束两侧的温差对材质的屈服强度产生很大影响。冲击力的累加超过了管束材料的屈服强度，管束变形，造成了管束泄漏。给水中的溶氧量超标。溶氧量超标会对管束造成腐蚀，长时间运行。设备管束结垢，不及时清理，使管束应力变小，长时间运行造成管道泄漏。针对以上问题，高压加热器优化运行措施如下：运行之前、停机之后要暖机，减少管束两侧端差的数值，减少管束两次的热冲击，缓解管道变形。运行中加强对给水水质的监督，严格控制给水的PH 值。及时清理水垢，通过大小修机会，增加对水垢的清理次数及化学清洗次数。长时间停运，要进行充氮保护。
结束语
目前，保证电厂主要辅机系统维持良好运行状态的最主要方法就是进行相应的优化改进。在通过优化设计，提高设备工作效率的同时，严格遵守运行程序操作，保证系统之间协调配合，从而减少设备运行过程中不必要的能源浪费。通过对电厂辅机系统的优化，可以提高电厂的热效率及热经济性。
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论文作者:胡松山
论文发表刊物:《电力设备》2019年第21期
论文发表时间:2020/3/17
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