摘要：能源是人类社会赖以发展的重要基础，关系到国家的战略安全，随着我国综合国力的不断提升，能源日趋多样化，推动能源生产和利用方式的改革，有利于进一步优化我国能源结构，保障能源的安全稳定，促进我国经济的可持续发展。目前，火力发电机组汽机侧节能研究已经被提上了日程，通过对现有火力发电机组契机册共同特征的分析，可以建立具有普适性的数学模型，从而更好地促进节能减排。对此，笔者根据近几年的研究经验针对如何有效提升现役火力发电机组汽机侧节能进行了分析，希望能够进一步提升我国能源结构的安全水平，实现节能发展。
关键词：火力发电机组；汽机侧；节能；优化；研究
能源安全问题一直是世界各国关注的一个重点问题。它关系到国计民生和国家安全。为了进一步推进能源国际合作，我国的境外能源开发已经迈向了新的发展阶段，能源供应能力不断提高，产业体系日趋完善，基本能够满足国家经济建设与社会发展的需求。对于我国。大部分。生态领域来说，电力工业是能源消耗的主要工业。电力工业的发展对我国经济的可持续发展，提升综合国力，改善居民生活质量。等方面具有重要作用，所以。实现电力企业的经济安全发展与节能减排是功在千秋的大事。
一、火力发电机组汽机侧节能优化研究的意义
近年来，我国越来越重视节能减排和环保生产，为了进一步实现国家经济的可持续发展，需要从多方面着手进行节能减排。无论从国际还是国内，全球经济大发展的推动，促进了能源战略的实施，节能减排工作能够使能源供应更加稳定，对于经济安全发展具有重要意义。对于我国电力行业来说，通过优化电力工业的能源结构，进一步推进新能源的发展，加快发展绿色产业，解决当前的能源困境，这对于进一步增强我国经济发展的内生动力，将会产生重要的推动作用。
二、现役火力发电机组汽机侧节能优化措施
1.经济性诊断
经济性诊断主要是对火电机组的运行状况进行分析，通过对主机、副机热力系统的运行参数、运行方式的对比，检查它们的运行参数是否合理，以及对经济性指标是否存在影响，以保证火电机组的正常运行，通过经济性判断来实现节能改造，提升整个火电机组运行的经济性和稳定性。国内外很多相关人员对其进行了大量的研究和实践，并在此基础上结合偶合变工况的理论，来进行软件模型的优化和升级，并应用到了汽轮机组节能优化改造的实际过程中。大量的电厂实验数据显示，影响机组能耗的共性问题包括汽机本体的调节级喷嘴、通流留部分汽封、阀门特性等，研究的重难点在于数值取值是否准确、计算方法是否创新以及实际的应用效果，在节能改造后必须要进行评估，评价后期的应用效果，对以后的改造在提供有效的借鉴。
2.汽轮机冷端系统凝汽器优化
在对电厂冷的系统优化的过程中，主要对凝汽器、循环水泵、冷却塔循环供水、低压缸末级组合和抽空气系统设备的进行优化。由于电厂的凝汽器依靠火力发电，所以它是核电机组的重要组成部分，在节能方面有很大的潜力，当前很多电厂的凝气机的实际运行压力要比设计值要高，电厂的热循环效率较低，能耗不断增加，为了改善这一问题需要对凝汽器进行优化管理。
循环水泵是将冷却水输送至凝汽器内进行热交换，之后送入冷却塔等其他设备进一步冷却，是凝汽式汽轮机安全稳定经济运行的重要设备。按照原动机特性主要分为双速、定速和变频泵，其是电厂耗电量较大的辅机设备之一，约占电厂总发电量的1-1.5%。循泵运行特点是大流量、低扬程，扬程曲线-般属于陡降型，其调节方式主要包括变速、回流、汽蚀和节流调节等。立足机组冷端系统深层次节能降耗目标，可以研究基于双速循环水泵和变频循环水泵的冷端运行优化前沿理论、关键技术和应用实施。
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根据设计资料和试验数据，可以建立循环水泵在不同工作点的轴功率特性和循环水泵管路特性模型，以及全工况范围下的汽轮机微增功率与排气压力特性模型，采用基于换热理论的凝汽器背压变工况算法，进行凝汽器最佳背压的实时动态寻优。并在传统最大汽轮机净增功率的基础上，综合考虑水资源使用费用和冷却水热污染的环保费用，建立面向机组最优综合经济效益的改进优化目标函数。
基于循泵运行优化目标函数的特点，对比、分析遗传算法、粒子群算法、蚁群算法、差分进化算法等智能优化算法以及罚函数法、多目标函数法等约束条件处理技术，形成简洁高效的寻优策略。针对双速循环水泵的优化问题，将机组负荷、不同循环组合方式下的循环水流量作为输入变量，设定循环水进口温度为寻优变量，在一定的进水温度范围内采用智能优化算法，可以获得循环水泵最佳运行方式的区域划分。针对变频循环水泵的优化问题，将机组负荷和循环水进口温度作为输入变量，将循环水流量作为寻优变量，在循泵流量设计范围内采用智能优化算法获得目标函数最大值所对应的循环水流量即为最佳流量。其难点在于：在工程应用实施阶段，主要考虑安全性和考核指标。
3.吸收式热泵余热回收技术
在我国电厂能源利用方面，电厂发电与供热总消费标准煤11.05亿t，占全国总煤耗50%，其中，电厂供热消费标准煤1.06亿t，占我国电力行业用煤10%。目前电厂利用热电联产技术，实现能量梯级利用，提高了热效率。但仍存在大量低温余热的排放浪费。利用溴化锂吸收式热泵技术与热电联产相结合，则可回收这部分低温余热，达到节能减排的目的。
发电企业余热按温度250-500度，可以划分为低中高温三种。余热回收利用分为直接回收、热泵和动力回收。根据余热形式不同，国内外研究人员主要研究方向包括：凝汽器冷却水余热回收技术，刘颖超、王枫等研究了凝汽器循环冷却水在热泵蒸发器中放热降温，用于供暖和生活用水，还可以夏季供冷；烟气余热回收技术，主要有通过空预器加热燃烧用空气，使得锅炉进入空气升高，提高效率，另有采用省煤器，通过烟气余热提高锅炉给水温度。其中，蒋开国采用余热锅炉回收烟气热能。王健对锅炉排烟温度进行分析，并作经济与环保效益研究。此外，还有关于小型燃气热电冷三联供的余热利用技术方面的论述。
首先对热泵设备本体及耦合热力系统建模。然后选取几个典型供热电厂不同等级的机组，分析电厂余热回收项目在不同工况下的发电效率、机组背压、煤耗等。同时研究不同参数对吸收式热泵本体的影响，包括不同抽汽流量、抽汽压力变化、不同热网水供回水温度与流量、不同循环冷却水供回水温度与流量、不同的外围参数变化等。进而再对整个吸收式热泵热力系统进行耦合分析，以获得最佳参数，从而求得热泵性能最优工况下的各个参数指标，为工程项目应用方法的推广实施及不断优化提供理论指导。
总之，能源问题不仅关系到我国电力行业的发展，更关系到国家的经济安全与节能减排工作的推进，为了更好的进行节能建设和可持续发展，电力行业要根据实际的发展状况，对设备进行优化升级，实现节能发展。
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论文作者:王庆华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第7期
论文发表时间:2019/7/3
标签：机组论文; 节能论文; 余热论文; 凝汽器论文; 电厂论文; 火力发电论文; 能源论文; 《基层建设》2019年第7期论文;