摘要：我国的火力发电厂汽轮机已经开始逐步取代了电动机给水泵，主要目的是为了实现整体中间能量转换环节的减少，带动整体能源利用效益提升。与此同时，我国的大部分工业汽轮机也实现了变换转速作业，所以在汽轮机供水压力调整和流量控制的过程中不再需要单一依靠阀门控制，提升了控制的准确性和安全性，可以实现全自动化准确的节流控制调节。
关键词：火力发电厂；节能分析；汽轮机；
呼和浩特热电厂机组配有2台型号为HPT200-330-5S的汽动调速给水泵，用小型汽轮机驱动给水泵,实现热功直接转换,提高能源利用率。汽轮机采用变转速调节,可以减少节流阀的压力损失。汽轮机的能量转换效率更高,提高了我厂的经济性,锅炉给水系统运行更加安全可靠。
一、汽轮机驱动给水泵的优点
火力发电厂机组容量在近年来一直提升，汽轮机整体对给水量的需求和汽轮机内部压力也随之不断提升，因此，采用以往落后的电动机驱动给水泵的方式，给水供应量越来越不稳定，安全性下降，已无法满足现有规模的给水量和压力要求，电动机驱动给水泵的能量转化过程为锅炉燃烧产生的热能，转化为电能后，再转化为机械能。其运行模式只有定速模式，其实就是依靠传统的阀门控制来调节水压的高低以及水流的大小，但是传统的方式存在节流损失的缺陷，一旦机组功率压力整体上升后，电动机控制设备的负荷也会大大增加，无形中进一步增加了发电厂的生产成本。变频方式给水泵也可实现上述形式的能源转化，其优点在于频率改变不仅可以满足锅炉供水量还可以减少电能转化为机械能的能量消耗。汽轮机给水泵主要是热能转化为机械能，可以直接通过汽轮机进汽量来控制水泵的压力，从最大程度上降低能量损耗和最大程度提高效率。
1.火力发电厂汽轮机的驱动方式是有效获得高扬程的方式，其运行功率受到的限制较少，能够达到满足给水泵机组运行功率的要求。
2.当火力发电厂锅炉处于低负荷状态运行的时候，可以自动调整和控制汽轮机的转速，最大限度地降低对水阀门造成的损失。
3.给水泵与汽轮机是直接连接在一起的，减少了长距离传输管道的损耗，能量转化过程最直接，可以有效提高汽轮机整机的运行效率和能源使用效率。
4.给水泵的抽汽处理是通过核心汽轮机机组的工作来进行的，可以有效降低火力发电厂冷却能源的损失，提升了整体机组热能源的经济性和能源利用率。
二、汽轮机驱动给水泵的设备组成
火力发电厂都会在发电过程将锅炉出口处的蒸汽重新利用。发电厂将锅炉出口的蒸汽经发电机的汽轮机重新引入，蒸汽做功发电后排出，经过冷凝器凝结后进入热力除氧器，凝结水除氧后通过锅炉给水泵后进入锅炉，从而达到循环利用的效果。因锅炉出口处的蒸汽压力和温度都要高于热力除氧器需要的压力和温度，如果缺乏汽轮机驱动的给水泵，锅炉出口处的蒸汽就需要降压降温后达到进入热力除氧器的标准，那么蒸汽中的能量就会被消耗。在有了汽轮机驱动给水泵后，将锅炉出口处蒸汽引入汽轮机，蒸汽做功后进入热力除氧器，能避免蒸汽中的能量损失，实现能源的阶梯利用。为了使火力发电厂能够充分利用锅炉持续供应的热量，从而达到节能降耗的目的，同时能根据外界环境变化控制系统运行速度。汽轮机驱动给水泵可以采用电解液调节系统来满足其调速要求，此系统配置简单，调速范围宽广，能达到50％～100％，只需额外安装一套信号控制反馈装置。其工作原理可概括为：终端反馈器收集信号后将收集的信号传递给系统调速器处理，然后由系统调节汽轮机主汽阀的相对开口大小，从而能控制重新进入系统的蒸汽速度，调整汽轮机转子的旋转速度，最终改变给水泵的流量大小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆近年来，大部分汽轮机生产企业都可以供应汽轮机、给水泵以及相应的冷却和控制调速系统的整套齐全设备。目前最先进的技术是一体化集成技术，该技术很大程度上简化了设备生产和安装工序。系统上方安装的是汽轮机主体、调速器和给水泵，下方是油箱和冷却器，具有安装简便、体积小、轻便的特点。
三、汽轮机节能改造的必要性
给水泵的汽轮机主要的汽源来自于供汽母管，属于火力发电厂的工业核心管道之一，所以在汽轮机驱动给水泵节能分析的过程中需要结合该因素。通过应用汽轮机可以明显发现转换效率得到了提升，同时也带动了火力发电厂的社会效益和经济效益明显提升，带动了锅炉给水系统整体运行更加稳定和安全。举个例子来说明，某电力发电企业有4台30 t/h循环流化床锅炉，配置了5台230kW电动能源给水泵进行锅炉用水供应，利用2台6000 kW背压机组和2台3500 kW背压供热机组，以满足用户生产生活用热的需求，该类型的配置和整体机组运行方式容易导致综合发电企业和电厂用电率提升，平均为17%左右。正是因为电动给水泵属于工频电机进行间接驱动，所以无法改变给水泵的实际转速，再进行供热负荷缩小时，应该保证管道内的给水压力稳定，为了有效降低综合的电厂用电效率，应该尽量延长设备的使用寿命，所以企业也有必要进行设备的节能改造。
四、汽轮机驱动冷水泵节能分析
汽轮机抽取引入给水泵中的水时，汽轮机设备的功率是可以自动控制和调整的，从而保证对给水泵的驱动是在额定功率内进行的。火力发电厂汽轮机运转过程中，首先会驱动给水泵，将泵中的水输入锅炉内，然后锅炉加热升温，水蒸发变为水蒸气，同时，汽轮机自动控制运行功率，调速系统控制给水泵中水流输入速度，不仅保证了锅炉对水的加热，还最大化地实现了对热能的利用。不仅有效节省了发电厂工作中的能源，还通过功率的自动控制降低了汽轮机的运行负荷，从而能够提高锅炉和汽轮机的运行效率。火力发电厂汽轮机在工作过程中，关闭出口阀门也有对冷水泵工作的节流损失进行降低的作用，还能减少汽轮机内部的热量损失。汽轮机在额定功率工作时，蒸汽出口的蒸汽也是以额定速率喷出的，汽轮机的转子转速也是匀速的，从而有效控制和调整转子转速，可以通过减少转子的变速运动来减少汽轮机的能量消耗，进而来提高火力发电厂汽轮机驱动给水泵的能源利用率。在改造给水泵来提高使用效率时，首先可以测定给水泵中的水流量，例如水泵进出水流量大小和速率，根据运行中实时测定的数据来调整汽轮机功率，使设备更高效运行。还可以在汽轮机驱动给水泵机组运作前，推算出运行过程中产生的数据，然后对比推算出的参数与实际运行中的参数，根据差异来改造设备，从而实现火力发电厂在运行中对能源的高效利用。汽轮机驱动给水泵系统还可能出现疏漏，进而产生电力能源流失的后果，因此需要对比数据然后改进汽轮机驱动给水泵系统的疏漏，从而有效节约发电中的电力资源。只有把握好汽轮机驱动给水泵系统的每个环节，做好能源节约，才能充分发挥系统的运作效率，降低发电厂的运作成本。
火力发电厂利用汽轮机驱动给水泵能实现将热能直接转化为机械能，减少能源转化阶梯级次，达到能源利用率最大化，而且在驱动过程中能自动调节控制给水泵中的水流，减少节流损失，有效避免能源浪费，是有效提高火力发电厂工作效率的一种途径，能有效降低火力发电厂的发电消耗，达到整体节能减排的目标，具备良好的经济效益性。
参考文献：
[1]张书慧．王梦涵，赵明伟，等，火力发电厂汽轮机组节能降耗措施分析．2016.
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[5]杨明月.火力发电厂汽轮机组节能降耗措施分析.2016.
论文作者:鲁旭东
论文发表刊物:《电力设备》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/14
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