摘要：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。
关键词：电厂汽轮机辅机；运行优化；改进措施
1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。
2电厂汽轮机部分辅机系统实际优化方案
2.1给水泵运行优化
锅炉给水泵是火力发电厂重要的辅助设备，也是厂用电消耗最多的辅助设备。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。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抽气设备运行方式优化
抽气设备的作用是将非凝固气体抽出，以确保凝器设备的真空度。而对抽气设备运行产生的影响因素包含：入风口处的温度、压力、泵转速等。为了不影响抽气设备自身，运行优化可以从提升冷却液的冷却效率入手，严格控制温度，增大泵的空气流速。此种方式还可使凝气设备的换温度能力得到提升，实际应用效果最佳。
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2.4凝结水系统运行优化及改进措施
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。
2.5冷却塔运行优化措施
冷却塔根据冷却介质分为空冷塔和湿冷塔。本文只讲空冷塔的优化设计。空冷塔的初始端差是影响空冷机组经济性运行最重要的指标之一。初始端差简称ITD，指热交换前空冷凝汽器入口设计点排汽温度与冷却空气入口设计点温度的差值。影响初始端差的因素有很多:厂址气象条件、空冷系统的总投资额度、不同排汽参数的汽机设备费与年少发电量的差值比较等。在设计阶段，应根据需要冷却的蒸汽量及热负荷、设计温度、海拔等温度，选择，初步选取几种不同ITD参数时的风扇数及冷却塔大小等参数，计算每种方案下的运行费用及投资费用，然后作对比，选取最佳方案。
2.6 其他辅机的运行改进措施
输送水体系改进：在实际工作中最常见的是因输送水体系规格不匹配，导致的泵口崩裂和大量漏水问题。解决这一问题的改进措施是，在凝气设备处安装可与空气接触的输送水泵，起到消除因水泵冲撞而造成震动的作用。
改进输送水位调控力度；输送水位的高低会直接影响辅机的工作效率。辅机的实际运行中，输送水位往往达不到预期的设计要求，随之会带来一些列诸如输送水位温度升高、气泡冲击等问题。那么需要通过试验方法改变输送水为预期设计高度的方法来解决，同时增大可操作范围。此外，还可通过提高输送水位支撑高度的方法，来改进对输送水位的调控力度。
增加辅机偶合设备效率：汽轮机的偶合设备包括：偶合器、涡轮等，这些仪器在工作中会产生较大的轴向力，造成仪器工作稳定性降低，因此长期工作中的偶合设备，容易出现断裂、振幅过大的问题，导致工作效率降低。其中最为突出的是涡轮扭矩不稳定的问题，尚且还未有好的解决方法。为了确保偶合设备的高效率的稳定运行，可通过增加偶合设备功率途径入手，比如在实际电厂机组运行中，会对偶合机箱体进行焊接以增加设备的强度，提升设备使用限度。还可通过降低扭矩的频率来实现减少阻力造成的不良影响。此外，还应对注重辅机偶合设备的定期维护和保养，保证设备处于良好的工作状态。
结束语
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。
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论文作者:张阳
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/25
标签：水泵论文; 系统论文; 汽轮机论文; 设备论文; 凝结水论文; 电厂论文; 机组论文; 《基层建设》2019年第24期论文;