摘要:电厂汽轮机辅机运行状况的优劣对火电厂节能降耗具有重大影响。在保证火电机组安全运行的前提下，针对汽轮机侧的辅机运行现状，阐述循环水泵、抽气设备、凝结水泵、给水泵、加热器等重要辅机运行方式优化调整以及节能技术的原理、方法，并结合实例给出优化后的节能效果。该整套优化方法对提高机组出力、降低厂用电率和供电煤耗具有重要和积极的意义。文章基于火电机组安全运行的情况下，对汽轮机辅机调节方式的优化改造进行了计算分析，并对汽轮机辅机节能优化改造提出了几点看法。
关键词:汽轮机；辅机；运行方式优化；节能技术
随着时代的发展，火电安全生产越来越有保障，加之一次能源消耗面临着紧缺危机，厉行节能工作，降低火电企业能源消耗，提高经济效益成为了火电厂发展的主要趋势。因此，加强对火电汽轮机辅机优化运行和节能技术的研究成为了火电企业节能降耗的主要发展方向。
一、循环水泵运行方式优化
在机组负荷和冷却水温一定的条件下，凝汽器压力(机组背压)随循环水流量的改变而改变，而循环水流量的变化直接影响到循环水泵的耗功。循环水流量增加，机组背压减小，机组出力增加，但循环水泵的耗功也同时增加，当循环水流量增加太多时，因循环水泵的耗功增加而将机组出力的增加值抵消。因此，当循环水流量增加后导致的机组出力增加值与循环水泵耗功增加值的差为最大时的凝汽器运行压力即为机组最佳运行背压，此时的循环水泵运行方式就是最佳方式。实际火电机组配套的循环水泵台数有限，循环水流量不能连续调节，运行方式优化只能根据现有的循环水泵台数或泵叶片调整角度(可调叶片泵)的变化，组合出不同的循环水泵运行方式，通过实测不同循环水泵组合方式下的凝汽器变工况性能、循环水泵流量和耗功、汽轮机出力增加值，结合机组负荷和循环水温度变化情况计算出在一定机组负荷和循环水温度条件下的机组最佳运行背压，从而确定对应最佳背压的循环水泵最佳运行方式。
二、真空系统节能优化
对于任何火电厂而言，真空系统是影响机组经济运行的重要辅机设备。因此，加强对真空系统的优化改造对汽轮机组的经济运行影响尤其关键。通常在汽轮机进汽参数和流量不变的情况下，凝汽器真空每提高1%，汽轮机的处理约可提高1%，煤耗降低0.8%~1%。可见，提高凝汽器的真空度，是节能降耗的一项重要措施。真空系统严密性、凝汽器清洁度、冷却水流量、射水抽汽设备的正常运行是影响真空系统节能优化的主要因素。
严密性治理的涉及的可能泄漏设备范围较广，其中真空检漏可采取停机灌水检漏的方法，往往需要多次反复查漏，确保密封效果良好。同时，定期进行真空严密性试验也是必不可少的工作。保证凝汽器清洁度的主要工作是正常投入凝汽器胶球清洗装置，并定期投入胶球维持合理的胶球使用量。对于胶球清洗装置所选用胶球的直径、硬度和重度等参数应根据凝汽器实际运行情况，并相关试验结果分析确定。在125MW火电机组中，射水抽汽器性能影响外部因素有工作水压力和温度，提高射水泵射水压力和降低射水温度是提高射水抽汽器抽吸性能的关键所在。根据季节合理调节射水箱补水量从而控制射水抽汽器工作水温度以维持合理真空是日常运行工作中的主要手段。
三、辅机流量调节方式的优化和节能改造分析
3.1变频调速原理分析
随着火电厂节能降耗的呼声越来越高，出于对节能的迫切需要以及产品质量品质不断提升的要求。采用变频调节的方式具有操作简易、维护量小，控制精度大等优点，逐渐取代了传统的辅机流量调节方式。采用变频调节其主要的原理是根据电机转速与电源输出频率之间的关系得出的，关系式如下所示：
n=60(f1-S)/P
式中，n为转速;f为电源频率;S为电动机的转差率;P为电动机极对数。
应用于一台电动机，其中的电动机极对数和转差率是确定不变的，上式可以看出转速和电源输出频率成正比例关系，通过对电源频率的调节来改变电动机的转速，进而实现变频调速。
3.2变频节能效果分析
根据流体力学理论进行分析，流量与泵或者风机等辅机设备的转速呈现出正比例关系，即:
Q/Q0=n/n0
Q=(n/n0)Q0
式中，Q为流量;n为转速;Q0为额定工况下的流量。转矩与转速之间的关系为平方成正比，功率与转速之间的关系为立方成正比，即:
P/P0=(n/n0)3
P=(n/n0)3P0
式中，P为功率;P0为额定工况下的功率。根据上述公式，以一台水泵为例，H0为出口压力，额定工况下，相对于的压力、流量以及转速分别为H1、Q1和N1。流量-转速-压力曲线如图1所示。
由上述公式可以明显看出，当转速减少的情况下，电机能耗将会出现下降，下降速率为转速的三次方，经过实际测试分析得出变频调速的节能效果十分显著。
四、回热加热器优化节能运行分析
回热加热器是火电机组运行过程中必不可少的辅机之一，在机组正常运行的过程当中，回热加热器会全部投入，一旦加热器出现故障或者损坏的情况，就有可能需要切除一个或者多个加热器，在这个过程当中的过程中非常容易使进水流入到其它支路。当阀门关闭不严，高压加热器旁路门极有可能导致出现不同程度的泄漏，根据西安热工研究院进行热力实验实测计算得出，发生泄漏的概率为71.43%，发生泄漏会导致高加的抽气量减少，这些加热器出在非正常的环境中运行，会严重影响到机组的热经济性。除此之外，泄露量越大，将会极大影响到机组的正常运行，降低了运行的安全性和经济性。因此，要想对回热加热器进行节能改造，首先应该将回热加热器的端差控制在合理的范围之内。造成回热加热器端差过大的原因是非常复杂的，如传热面出现了结垢，传热面的阻力增加、抽汽侧密封不够完全、疏水水位偏高等，都极有可能对其造成一定的影响。在实际生产运行中，及时调整回热加热器疏水量维持合理的疏水水位、合理调整抽汽电动门的开度、做好回热加热器查漏工作等多方面解决回热加热器端差大问题。对回热加热器的节能改造重点就是通过不断排除对其端差造成影响的因素，保持回热加热器端差控制在合理的范围内，以此实现汽轮机辅机的节能运行。
五、结语
伴随着我国的火电机组持续增加，大部分煤炭资源将用于发电，不断优化火电汽轮机及其辅机运行，加强节能改造力度已经成为了火电企业发展主要趋势。文章主要对汽轮机辅机运行优化和节能技术的相关问题进行了简单的分析探究，对当前火电厂火电机组运行节能降耗，提高机组的运行效率具有一定的意义，值得进一步推广。
参考文献:
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[3]张文鼎.浅谈火力发电厂汽机辅机优化经济运行[J].中国科技博览,2010,(33).
论文作者:刘智胜
论文发表刊物:《电力设备》2018年第16期
论文发表时间:2018/10/1
标签：机组论文; 加热器论文; 汽轮机论文; 火电论文; 水泵论文; 凝汽器论文; 辅机论文; 《电力设备》2018年第16期论文;