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摘要：我国电厂发电以汽轮机发电为主，保持着较高效率的运行水平。辅机系统作为汽轮机的重要组成部分却往往被忽略，在实际运行中存在着严重资源浪费问题。那么对辅机系统设备运行方式进行优化和采取有效措施进行改进，是电厂提高发电效率的首要目标。
关键词：电厂；汽轮机；辅机设备；节能技术
中国能源的消费量比较大，虽然能源资源较为丰富，但是人均占有量却比较低，能源分布也不够合理，这就使得能源利用率相对较低，能源浪费问题比较严重，这就使得单位产值能耗比较高，损耗也较为严重，严重制约了国民经济的可持续发展。汽轮机技术逐步完善在一定程度上提升了汽轮机及其辅机设备的热效率。在经济大环境与市场经济推动下，电力行业面临节能增效上的压力，需要全面提升电厂汽轮机及其辅机设备的运行效率，尽可能降低能源方面的消耗，逐步提升其社会效益与经济效益。
1汽轮机及其辅机设备节能增效可行性分析
1.1技术角度
目前，中国现有汽轮机技术经过长期实践运行以及技术发展，汽轮机及其辅机技术较为完善，这在一定程度上提升了热效率，在确保降低能耗基础上，全面提升汽轮机及其辅机的能源转化率，对提升节能减排能力具有至关重要的作用。经过技术改造，在一定程度上提升了汽轮机及其辅机的安全性与可靠性，为创新电厂汽轮机及其辅机设备的节能技术提供有效技术支撑。
1.2经济角度
电厂汽轮机及其辅机设备节能技术在创新过程中，针对创新后成本收益进行更加合理、科学的评估，避免对技术创新盲目追求，或者是改造后并没有达到节能减排目的，此外，技术创新还需要满足高效益、低成本经济指标。从目前来看，大多数大电厂改造以及创新汽轮机及其辅助设备，同新式汽轮机相比，投入成本相对较低，经过了技术改造以及技术创新后，有效控制汽轮机及其辅机设备的能耗。远期来看，电厂对创新和改造汽轮机及其辅机设备节能技术具有非常高的经济可行性。
2汽轮机及其辅机设备的节能途径
2.1给水泵运行优化
给水泵能量损失主要来源于三个方面：运行效率低造成的流量过剩；扬程储备引起；出于安全运行考虑而配备参数偏大型号的给水泵。火力发电厂中的大型机组往往会选用功率较大的电动给水泵，其耗电量接近厂用电量的二分之一。出于对大型机组的整体经济性考虑，对给水泵的运行方式进行优化至关重要。通过机组在不同负荷及运行条件下给水泵的流量-扬程特性曲线和流量-效率特性曲线，确定出最佳的给水泵组运行方式。对于大功率汽轮机来说，若机组按（2台汽动给水泵+1台电动泵）运行方式进行配置。从负荷的变化来看，当处于低负荷状态下，采用单泵运行或电泵备用方式的经济性要优于1台运行或1台备用的运行方式；当处于低负荷状态的持续时间比临界时间长的时候，电泵备用的运行方式最为经济有效。当负荷高低状态频繁发生变化时，则不应采用（电泵+汽泵备用）的运行方式。为保障汽轮机的安全运行，当电动泵的容量小于运行中的汽动泵，当汽动泵发生故障或者出现跳闸问题后，仅仅通过电动泵在维持汽轮机主机运行的时间内，须将机组迅速降低至同电动泵容量相适应的负荷。若机组按容量均匀的3台电动给水泵运行方式进行配置，泵组在低负荷滑压工况下比定压运行工况下的效率要低。
2.2循环水泵运行优化及改进措施
在负荷状态下的机组水温被冷却到特定温度时，伴随循环水流量的变化凝汽器压力也会随之产生一定程度的变化，从而对循环水泵的耗功产生较为直接的影响。所以当增加循环水流量后，机组所承受的压力随之减小，出力也会相应增加。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆那么一旦机组出力增加值与循环水泵耗功值差达到最大，凝汽器就处于最佳运行状态，这时也是循环水泵的最佳运行方式。由于循环水泵的流量是不可持续调节的，可以根据现有的循环水泵数量以及泵叶片调整角度的变化来组合出不同的循环水泵运行方式。在工作实测中笔者发现，对循环水泵进行不同的组合，通过泵流量及耗功、凝汽器性能、汽轮机出力增加值与机组的负荷状态、循环水温变化情况相结合，从而计算出特定条件下的机组最佳运行背压，最终可以确定出循环水泵的最佳运行方式。但是在实际操作中，还应考虑循环水泵切换操作的安全性。可以通过在机组间加装联络管、采用双速电机、安装变频器等方法，实现辅机的节能效果。
2.3改造凝结水系统
凝结水泵的流量和扬程均偏大的问题是由于凝结水泵的出力点与凝结水系统的阻力不匹配所引起，是促进凝结水系统进行优化和改进的主因。电厂机组运行时，凝结水泵是处于小流量高扬程点状态下运行，如果凝结水调整门开度小，会增加凝结水系统的阻力，对应的处理设备的工作压力也会随着增大，从而造成电能的浪费。那么将凝结水泵的定速运行改成变速运行，调整门保持全开状态，通过管道阻力不变，凝结水水泵转速改变的方式来实现凝结水系统的运行优化。此种方式下，当凝结水水泵的转动速度变小后，扬程和流量曲线会随之下移，在流量减少后扬程也会随之降低，这个过程中水泵始终保持在高工作效率范围内。此外为保证凝结水系统的节能性，还可减少叶轮级数，使凝结水泵的扬程降低，从而解决不匹配的问题。
2.4改造汽水系统
汽轮机及其辅机设备在改造节能技术时，需要尽可能提升温水使用率，促使再热蒸汽温度、主汽温度等同相关设计值尽量接近，同时还需要提升蒸汽压力，提升蒸汽做功高效性。汽水品质对汽轮机节能降耗具有直接影响，若是汽水的品质比较差，那么不仅容易造成汽轮机在流通部分出现结垢问题，还对汽轮机工作效率产生影响，甚至不利于汽轮机安全运转。工作人员需要逐步提升汽水雾化的效果，合并设计补水方式，这样能够有效规避出现凝结水溶氧过多的问题等等，最终提升汽车的品质，提升汽轮机的工作效率。
2.5改造加热系统技术
电厂汽轮机热力系统主要借助煤燃实现加热给水，煤处在燃烧加热水的过程中，不仅会造成一部分热量损失，还可能由于水的初始温度过低造成能量更多损耗，这就使得锅炉热效率降低，那么就需要严格控制水温。首先，确保高压加热器的投入率。汽轮机机组正常启停时需要严格的按照相关规程操作，及时投入或者是解列高压加热器。为了能够有效规避汽轮机运行过程中高压加热器解列，工作人员需要合理维护高压加热器，这样能够规避由于人为失误或人为疏忽产生的不必要能源损耗。此外，还需要保证高压加热器水位稳定性，同时定期清洁高压加热器的换热管，这样能够有效清除管内堆积的污垢，提升换热管传热效率，减低换热管热应力，最终实现节能降耗。其次，重视加热器维护工作。工作人员需要重视检查和维护加热器冷却水管等相关设备严密性，若是冷却水管产生泄漏问题，那么可能造成水污染，若是水室隔板产生泄漏，那么则可能造成一些高压给水中冷却水无法通过的问题，这就使得给水的温度过低，能源损耗较为严重。因此一旦发现了加热器系统产生漏点，需要及时维护与堵漏。最后，确保加热器处正常水位。若是汽轮机加热器内水位比较高，可能出现淹没，需要减少换热面积，同时造成换热效率降低。此外，还可能由于疏水倒流入汽轮机对机组安全产生影响。
3结语
总之，在改造以及创新电厂汽轮机及其辅机设备节能技术过程中，需要全面研究汽轮机及其辅机设备的节能降耗关键环节的技术可行性，在保证不对机组的整体运行产生影响的基础上进行针对性技术改造以及运行优化。此外，还需要有效发挥相关技术工作人员的技术创新能力以及管理潜能，为推动汽轮机及其辅机设备的节能改造与创新机制，为实现企业节能增效给予更高的贡献。
参考文献
[1]牛明川.发电厂汽轮机及其辅机设备节能技术[J].企业技术开发旬刊,2015.
[2]夏荣海.火电厂汽轮机组节能技术的应用研究[D].2016.
论文作者:张涛
论文发表刊物:《电力设备》2019年第10期
论文发表时间:2019/10/23
标签：汽轮机论文; 水泵论文; 机组论文; 辅机论文; 凝结水论文; 加热器论文; 电厂论文; 《电力设备》2019年第10期论文;