【摘 要】火电厂的能源机组包括单台汽泵机组和多台汽泵机组，相比之下，单台汽泵更能减少成本，其能源利用率也更高，这在理论层面和实践层面都已经得到证实。然而，技术都具有两面性，单台汽泵的安全性能还有待提高，往往在运行过程中存在较大的安全隐患。本文着眼于火电厂的单台汽泵机组的现状、优势、问题，并提出可行性解决办法，希冀对火电厂能源利用和生产做出一定程度的贡献，在保证安全性的前提下，提高效率。
【关键词】单台汽泵机组；给水泵；现状；优势；安全隐患
引言
单台汽泵的核心在于热能的使用，而不是传统火电厂中的电能。正是因为用汽热能取代电能，所以单台汽泵相较于以电为主要能源的多台汽泵机组更加节约材料和成本。研究数据表明，一次能源生产可以产生1000W的电能，而等量的能源生产却可以产生3000W的热能，因此，单台汽泵的能源利用率更高，产生的经济价值更大。以下从单台汽泵的现状、优势、应用、问题等角度做具体分析。
一、单台汽泵机组的运行现状
随着经济的发展，社会和人民对电能的需求不断增加，火电厂的电网容量也随之增大，这对汽泵发电机的配置提出了更高的要求，如何增加汽泵发电机组的峰值成为了发电厂亟待解决的难题。就单台汽泵机组来说，水泵机组和主汽轮机组是同时进行工作的，这样将导致汽泵机组排气的面积增加、能耗降低、利用率提高，最终提升了系统效益。也就是说，其本身的容量和蒸汽参数越高，效能越大[1]。同时，利用汽热能产电的系统中，效益不仅仅取决于机组本身，还取决于辅助设备与主设备的配合，辅助手段的应用可以进一步提升效益。
然而，在我国，电厂人员在实际操作中往往只重视主设备的运行效率，注重主设备带来了经济价值，容易忽视辅助设备。不仅如此，在学术理论上，这种“重主轻辅”的做法一直没有得到证实或加以驳斥。
因此，单台汽泵机组系统中，主设备和辅助设备相互配合是提升效益的有效手段。首要任务是提升主设备的性能，其次也要关注辅助设备的运行状况，使两者有效结合，总体上提高系统效能，带来经济价值的进一步提升。不可忽视的是，在注重效益的同时，还需要适应滑压、变压运行情况。这是以后必须从学术理论和具体操作上，必须深入探索和解决的问题。
二、单台汽泵机组的优势
单台汽泵机组比多台汽泵机组具有更高的能源利用率，即具有更高的效率，能产生更大的经济价值。首先，由于汽泵机组中的给水泵机组可以有效降低发电过程中的热能损失，再加之其具有变速等多元化功能，安全性和效率兼具，上个世纪的火电厂中，给水泵就已经开始使用。其次，有学术理论和研究数据表明，在功率超过300M瓦的大型发电机组中，采用锅炉给水泵将显著提高经济效益；在功率低于250M瓦的发电机组中，采用电动给水泵比锅炉给水泵更适合；在国外，该理论在实践中已得到广泛应用，300M瓦是分界线，高于300M瓦，则采用锅炉给水泵，低于300M瓦，则采用电动给水泵，一般在火电厂中，使用锅炉给水泵的大概占到80%的比例，而电动给水泵的仅仅只有20%。再次，从安全性角度来说，全容量的给水泵比半容量的给水泵更加安全可靠，间接降低了成本，保证了产能效率。
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在欧美等发达国家，单台汽泵机组和全容量给水泵在发电厂中已得到广泛普及，例如美国托马斯克里克厂生产的600M瓦机组与卡特尔厂生产的615M瓦机组，英国GEC公司生产的500M瓦机组，法国AA公司生产的600M瓦机组以及法国ABB公司的部分机组均采用单台汽泵和全容量给水泵相结合的方式。在亚洲，大部分国家的机组设备配置远远落后于欧美国家，一般都是采用单台汽泵机组和2台半容量的给水泵模式，有的火电厂还会配备1台25%容量的给水泵。因此，火电厂单台汽泵在世界范围内已被接受并得到普及。
我国目前的火电厂机组与亚洲其他等国类似，采用的也是2台半容量给水泵或备用1台25%容量给水泵，与发达国家的差距主要在于以下几点：一是锅炉给水泵和全容量给水泵的研发、使用有所欠缺；二是单台汽泵机组已在小范围内得到应用，但其稳定性和可靠性有待提高；相关制度和规定不健全，规定低于200M瓦的机组采用电动给水泵，未能从制度层面对火电厂机组产生激励作用，国外80%以上的火电厂使用的都是锅炉给水泵，电动给水泵的使用不足20%，且主要使用半容量给水泵；尤为重要的一点在于，自主创新落后，大部分汽泵机组和给水泵依赖进口，如元宝山电厂300M瓦机组（3台半容量电动给水泵）是从法国进口，横发电厂300M瓦机组（单台汽泵机组和1台半容量电动给水泵）是从苏联进口。以上可以看出，目前我国的火电厂机组在设备配置上还有待进一步加强，但相比于建国初期和改革开放以前已经发生了巨大的变革和跃迁。
三、单台汽泵机组运行中存在的问题
一方面，单台汽泵机组的启动依靠两点，一是保持汽包水位，二是保持启动流量，前者依靠机组内部稳定流量和锅炉排污来实现，后者依靠持续进水和锅炉内部水循环来实现。但是，众所周知，目前机组锅炉缺乏足够容量的汽包缓冲地带和有效的锅炉内部水循环机制，单台汽泵机组启动的难度高、操作复杂、实现条件缺乏[2]。因此，稳定高效的启动流量是保证汽泵前期启动时冷却壁安全的重要机制。
另一方面，单台汽泵的启动流量的工作点控制工作不易实现。这个问题主要是由于单台汽泵是一种非设计性运行方式，缺乏事先确定的最大流量限制，流量没有上限，压力得不到有效控制，不仅影响汽泵的正常启动，而且存在严重的安全隐患[3]。因此，为保证稳定有效的启动流量，系统设计方式应该做出一定改变，最大流量限制是在设计环节就应该予以考虑的因素。
四、结语
为积极响应“五位一体”总布局，建设富强民主文明和谐和美丽的现代化国家，更好满足社会和人民日益增加的电能需求，火力发电行业应该与时俱进，加大原始创新能力，在引进的基础上消化、再创新，加快改造升级工作，积极研发和应用单台汽泵机组与全容量锅炉给水泵结合的模式，既能节约能源、降低能耗，又能提高发电机组的运行效率，产生更高的经济价值，另外还能简化电动给水泵的频繁切换操作。最后，值得注意的是，单台汽泵的运行还存在某些安全隐患，稳定性和安全性亟待提高，需要给予重视并加以解决。
参考文献：
[1]詹胥. 火力发电厂百万机组双单翻配置方案实施及应用[J]. 江西电力, 2017, 41(8):50-52.
[2]彭长俊. 火电厂单级水环真空泵成套机组改造[J]. 重庆电力高等专科学校学报, 2016, 21(2):41-43.
[3]李明涛. 百万机组全容量给水泵汽轮机振动异常问题分析与处理[J]. 神华科技, 2017, 15(5):47-48.
论文作者:缪豫
论文发表刊物:《电力设备》2018年第12期
论文发表时间:2018/8/6
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