摘要：目前，我国火力发电厂的汽轮机已逐渐取代了电机给水泵，其主要目的是实现降低整体中间能量转换环节，带动整体能源利用效率。与此同时,大多数工业汽轮机在中国也意识到改变的操作速度,所以在汽轮机供水压力调整和流量控制过程不再需要依靠阀控制,提高控制的准确性和安全性,可以实现全自动精确节流控制监管。
关键词：火力发电；节能分析；汽轮机驱动
我国社会快速发展，各行业都得到了快速进步，经济发展的速度更是逐步加快，在能源行业不断发展的情况下，很多问题涌现出来，能源需求不断加大，能源的供给方式需要改变。火力发电是我国最普遍的发电方式，发电厂通过利用汽轮机为给水泵提供动力，可以实现热能的直接转换，有效地提高了能源的利用效率。利用变速和转速调节的控制方法来控制汽轮机，从而降低压力，提升安全性。
一、汽轮机驱动水泵的优点
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
通常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、汽轮机的节能改造
为给水泵提供动力的汽轮机主要是利用供汽母管来提供蒸汽，供汽母管是火力发电厂主要的核心管道之一，因此在对汽轮机进行节能改造时，必须考虑这种因素。通过对汽轮机有效的节能改造，可以使能源的转换效率得到提高，同时也可以有效提高火力发电厂的经济效益和社会效益，保证了整个锅炉给水系统的安全稳定运行。在当前环境下，火力发电厂在应用设备时仍有很多不足，为了保证用户的大电量需求，很多发电厂只是追求用户的需求，而忘了节能减排的重要性。例如，某火力发电厂为了4台30 t/h循环流化床锅炉提供用水，将5台230kW电动能源给水泵配置在周围来为锅炉提供用水，而且还利用了2台6 000 kW背压机组和2台3500 kW背压供热机组来满足用户生活中对热量的需求。这种设备配置方式可以很快捷的导致综合发电厂用电率的提升，但是这种电动给水泵是利用工频电机间接驱动的，所以在实际操作中根本不能改变水泵的实际转速。火力发电厂在实际的生产中，应该想方设法延长设备的使用寿命，有效提高电厂的用电效率，所以，电厂必须进行相应设备的节能改造工作。
1.不同的驱动方式下，实际的能源消耗分析。电力驱动下，给水泵的实际功能是将热能通过进一步的加工处理，转化为电能，然后再将电能通过特定的方法转化为机械能。电动给水泵是利用工频电机进行工作，如果利用变频方式的话，给水泵也可以很好地完成之一转化目标，其中频率的变化可以在满足用户用量需求的同时，降低能量转换过程中的损失。而利用汽轮机驱动给水泵时，主要是蒸汽能源的转化，只需要将热能转换为机械能，减少了转换过程，从而可以更好地控制水泵的压力。从实际的生产和运行原理中也可以看出，汽轮机驱动水泵的能源控制与能源转化是最直接的能源控制方式。
2.具体的节能改造方法。利用专业的机械知识，结合实际的生产操作特点，同时制定相应的标准衡量经济效益并进行具体分析，可以增加一台汽轮机驱动的给水泵，将原先的电动驱动的给水泵改造成汽轮机驱动的。虽然在改造时由于整体机组的运行方式的变化，其他的机组设备也都需要更换，由此会产生很大的投资成本，但是结合具体操作情况改造完成后，整个火力发电厂的经济效益会得到质的提高。
3.改造后的实际效果分析。整体机组进行改造后，汽轮机利用转速调节方式驱动给水泵，大大提高了给水泵的运行效率，而且，在这种驱动方式下，给水泵提供的水量大于锅炉的实际用水量，极大提高了锅炉的工作效率。另外，利用汽轮机替换掉电动机之后，火力发电厂每年会大大降低电量的使用，从而节省出大额的电费支出，提高了工厂的经济效益。
总之，为了响应国家的节能减排号召，为了降低火力发电厂的能源损耗，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]程新红.张浩宇，电厂汽轮机运行中节能降耗的对策分析.2017.
[2]袁梦瑶.李德龙，浅谈火力发电厂汽轮机驱动给水泵节能分析.2017.
论文作者:段宗伟
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/19
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