广东天联电力设计有限公司 广东广州 510000
摘要：在火力发电厂中一些辅机设备也在其发电过程中占有着非常重要的作用，它作为火电发电过程中另一个重要组成部分，对火力发电的正常运行工作有着直接的影响。所以，我们要不断优化汽机辅机，才能够确保火力发电的正常运行。
关键词：电厂；汽轮机辅机；优化运行
1 汽机辅机组成
1.1 抽气设备
抽气设备在运行期间主要由容积式真空泵抽气机与射流式抽气机组成。其中的容积式真空抽气机在实际运行期间主要通过液环与离心这两种模式为主，这对于抽气设备的正常运行来说提供了良好的保障基础。而射流式抽气机器、在实际运行期间可以通过蒸汽机进行气体喷射，增加整个抽气设备的蒸汽压力，使抽气设备的气体膨胀。另外，射流抽气设备在运行期间还可以通过水压的形式进行设备控制。不管是哪一种抽气设备，对于火力电厂的发展来说起到了非常重要的作用，使用起来也非常方便、维修便捷、成本较低。
1.2 冷却设备
火力发电厂冷却设备主要由开放式与封闭式这两部分组成，对于火力发电厂的发展来说起到了非常重要的作用。其中的开放式冷却设备主要以直流电源系统为基础运行操作；而封闭式冷却设备是一种循环供水系统，主要由喷水池、冷却水箱组成。其在实际运行期间需要在8℃~10℃的水温中进行合理控制。对冷却的水温来说，可以将其控制在5℃~10℃左右，这不仅可以提升设备的运行质量与效率，同时还能减少设备的操作成本，提高火力发电厂的经济效益，促进其快速发展。
1.3 凝汽设备
凝汽设备主要由循环、冷凝器、抽水设备、凝结水泵组成。其中的凝汽设备在实际运行期间，制冷剂在回收制形进行循环控制，并在真空的情况下进行冷凝水控制，为整个汽机辅机设备的正常运行来说提供了良好的保障基础。当凝汽设备在运行期间涡轮排气处于真空状态时，那么就可以有效的提升火力发电厂的生产质量与效率，为火力发电厂的发展来说提供良好的保障基础。当凝汽设备出现较为严重的符合变化状态时，那么整个设备在运行期间可以有效的回收整个设备排放出来的气体。
2 优化火电厂汽机辅机运行的必要性分析
当前，我国正处于能源战略发展的升级转型关键时期，为了更好地适应国家能源发展战略的需要，就必须切实注重能源结构的优化和完善，尽可能地促进能源利用率的提升。而电能是促进国民经济得以发展的根本性动力，作为新时期背景下的火电厂，在生产能源的同时又在消耗大量的能源，所以为了更好地确保供电质量和供电的可靠性，所安装的发电机组的容量较大，提升电力作用，更好地将电力发电的能耗和煤耗降低。而这就需要对发电厂之间的负荷进行合理的分配，切实将厂用率与电网的损耗降到最低。就需要在日常运行中始终注重节能降耗原则的实施，并多火电厂的汽机辅机的运行进行不断的优化和完善，才能更好地将其能耗降低，促进节能降耗目标的实现，确保火电厂安全可靠的运行。
3 汽机辅机的发展现状
3.1 火力发电过程中汽机辅机的整体性能不高
日益增加的用电需求对火力发电的效率提出了更高的要求，汽机辅机在其中发挥着决定性的作用，对汽机辅机性能的提升就显得尤为的重要。从我国的火力发电工作的现状来看，虽然我国已经在火力发电方面投入的大量的实验精力，但是就汽机辅机的性能提升方面成果还不尽如人意。
3.2 汽机辅机的运行方式有待优化
现代社会的用电需飞速上升，用电方式也不尽相同。求不同的用电需求需要采取不同的发电供电方案，对汽机辅机运行方案有不同的要求，要进行适当的选择。然而，目前我国的火力发电厂中汽机辅机各方面的实际条件有限，无法对运行方案进行有效的优化，这就对汽机辅机的运行产生了许多问题。在实际的火电厂汽机辅机管理工作当中，管理人员根本无法根据实际情况制定最有效的汽机辅机运行方案，汽机辅机的运行和维护工作缺失，对火力发电厂的正常运行产生了一定的影响。
4 火力发电厂汽机辅机优化措施
4.1 给水泵的优化
火力发电厂在发展过程中所使用的给水泵对于发电厂的发展来说有着非常重要的作用，常见的给水泵设备主要由变速给水泵与定速水泵这两种模式组成。其中的变速给水泵主要根据火力电厂在发展状况对给水泵的平移速度进行合理控制，做好火力发电厂设备运转速度的控制工作；而定速给水泵在实际运行期间主要根据锅炉的运行状况进行锅炉的水阀门进行控制。如果给水泵在实际运行期间，给水泵处于一种低负荷的状态运行，那么对火力电厂给水泵阀门就会造成很大的损失。要想从根本上解决这一问题，就应该优化给水泵设备，做好阀门定速与变速的控制工作，将给水泵设备进行有效的调节，改变现有给水量，从而保证其可以在低负荷状态下节省水资源，提高火力发电厂经济效益，促进自身快速发展。在给水泵实际运行期间，应该做好给水泵启动泵的控制工作保证其3000r/min中处于中速运转的状况，这从而减少给水泵的消耗量。
4.2 火力发电汽机辅机抽气设备的优化
火力发电汽机辅机包括一个很重要的组成部分，凝汽器内部的真空抽气设备，它的运行状况直接影响着机组能否安全有效的运行。无论是停机、启动或者是在汽机辅机运行的状况下，必须确保凝汽器里面处于真空状态，这就使得真空抽气设备的优化显得尤为重要。
当前火力发电厂最常用的是喷射式真空抽气器，主要分为射汽抽气器和射水抽气器，两者使用介质不同，但基本原理是一样的，主要区别在于射汽抽气器使用压力抽取真空，射水抽气器主要是使压力蒸汽抽取真空；还有些火力发电厂使用水环真空泵；两者各有优劣。真空抽气器结构简单、性能稳定、成本比较低，但是其运行成本比较高，维护成本高，而且易造成水资源的浪费；真空泵启动时间短，其运行耗损功率低，仅为抽气器的33%不到，而且机械化程度高，但是缺点也很明显，投资大、对蒸汽的处理能力比较弱，会一定程度上影响真空系统的安全运行。要根据实际的运行状况选择合适的汽机辅机抽气设备，以最大程度的实现发电机组的正常运行。
4.3 回热加热器运行优化
正常运行的机组，按照设计数量运行加热器，如果其中一个加热器出现故障，机组将自动关闭有故障的加热器，如果是高压加热器故障，会导致停用抽汽过多，热转换降低，如果是低压加热器故障，会使抽至加热器内的蒸汽得不到充分的加热，增加发电煤的消耗；如果出现加热器的旁路门开关不严的状况，会使加热器的进水流入其它支路，浪费发电的热量，这会损失参与能量转换的热能，对机组的安全运行产生严重的威胁，降低发电机组的发电效率。所以必须根据实际情况对加热器进行有效的优化运行，才能最大程度的保证汽轮机组的正常运行。
5 实例分析
5.1 优化改造的目的分析
A火电厂发电机组中，工频循环水泵、蝶阀出口，且在其位置主要是全开和全关。在调节冷却水时，主要是循环水台数的开启数量和循环水泵的高速与低速的控制。然而因为季节性出差异使得经常泵流量难以达标的情况。如果同时启动2台循环泵将导致流量和能耗较大的问题。在采取高速和低速控制时要么是流量不足，要么是流量过大，导致汽机真空稳定度不够，运行的方式缺乏经济性，导致其浪费成本。水泵流量和转速的关系是：Q=N；压力和转速的关系是：P=N2，轴功率与转速的关系是：W=N3。当泵速下降时，其流量就会下降，功率也会下降。因而水泵的节能就在于科学的调速，切实加强变频调速技术的应用，才能更好地促进节能降耗目标的实现。
5.2 改造的过程分析
5.2.1 基本方案分析
在本次技能改造中，主要采取“一托”、变频、工频三者自动式的切换，利用原有高压电动机及断路器，而变频器与电动机，主要是依靠动力电缆连接起来，最后一次动力系统结构如图1所示。
图1动力系统结构示意图
从图1可以看出，在这一方案中，三个高压开关主要是循环的对谁能进行工频切换。而QF2与QF3的关系为电气、逻辑闭锁，避免变压输出侧和6kV变压侧短路。循环水泵变频运行之后，操作QF3，并将QF1合闸之后，方能将变频器启动，从而循环水泵处于工频运行状态。在工频运行过程中，将变频器的QF1和QF3关闭，闭合QF2（循环水泵的旁路开关）。而QF为循环水泵原有高压开关。和QF1和QF2配备了6kV保护，在处于变频运行状态时，其QF1保护动作，不会从变频切换到工频。工频运行时QF2保护动作，不会从变频切换到工频。QF3设备保护装置，通过其监视控制回路，避免出现合闸之后又跳闸的问题，才能及时的将其保护作用发挥出来。改造过程中应保留原有电机和高压开关，增设高压变频器一台，将变频调速系统和DCS系统有机结合。初期运行阶段，利用DCS系统，结合发电机组的负荷以及外界的气温和凝汽器的真空度调节DCS的输出值。此时这一输出值又会给变频器反馈4~20mA的标准信号，并结合具体的频率得出其相应的定值，通过变频器，比较输出量与DCS给定速度的大小，针对性的自动化的调节电机的转速，实现循环水泵转速开环控制。
5.2.2 精选变频器
一是将高压变频器置于现场高压电机和开关柜之间，变频器部件在内部进行连接，而高压输出、输入、电源控制、信号控制等线实施高效连接。二是整个变频器应符合电网工况的需要，主电源应比额定电流高15%~35，掉电20s内不停机，瞬时失电五个周期能满载运行且不会跳闸。三是所选变频器应具有较高的输入功率因素，在网侧内不用添加补偿功率因素的装置。同时也不会破坏电机及其电缆绝缘层，将电机谐波、轴承和叶片的机械式振动降到最低。
综上所述，对火力发电厂汽机辅机运行进行优化，结合给水泵和循环水泵的优化措施，依据实际的情况对汽机各辅机进行不断的改造和完善，以先进的技术手段结合火力电厂发展状况进行设备优化，只有这样才能提升汽机辅机设备的运行质量，为电力行业的健康、可持续发展提供良好的保障基础。
参考文献：
[1]李珂，王印松.330MW亚临界机组风烟系统优化及RB试验[J].国网技术学院学报，2016，19(05):62-66.
[2]李浩睿.1000MW超超临界机组运行方式节能优化探讨[J].山东工业技术，2016，(16):68-69.
[3]吴迪.火力发电厂汽轮机辅机优化运行的研究[D].华北电力大学，2016.
论文作者:朱坤峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第33期
论文发表时间:2018/3/5
标签：汽机论文; 设备论文; 火力发电厂论文; 辅机论文; 水泵论文; 加热器论文; 变频器论文; 《基层建设》2017年第33期论文;