火力發電廠汽機輔機的優化運行探討

劉永生

(山西和祥建通工程項目管理有限公司，山西太原 030006)

0 引言

火力發電廠的汽輪機作為整個電力工作的重要組成部分，在發電過程中發揮著不可替代的作用?；鹆Πl電廠除了主要的汽機以外，也有很多熱功率的重要輔機，輔機作為另一個重要的組成部分，也可以直接影響到火力發電的正常運行。因此，對火電廠汽輪機輔機的運行進行優化，提高輔機的運行效率，對我國電力工業的發展有著重要的意義。

1 火力發電廠汽機輔機的基本概況

1.1 汽機輔機的組成部分

在火力發電廠中，目前主要的汽機輔機的設備被分為三種類型，分別是抽氣設備、冷卻設備和凝氣設備。1)對于抽氣設備，主要有兩種模式:容積式真空泵抽氣機和射流式抽氣機。其中容積式真空泵還可以分為液環式和離心式。射流式的抽氣機可以進行蒸汽噴射，使用高壓蒸汽為主要工具，使得氣體膨脹來抽取蒸汽。射水式抽氣機主要是通過水的壓力來進行抽吸作用。兩個射流式模型相比都是使用起來非常簡單，維修方便，實用和經濟的。而射氣式模型較復雜，且操作性比較差，經濟效果不明顯。但射流系統還存在一定的不足，需要占一定的面積，會造成巨大的消費，產生嚴重的影響。2)汽輪機輔機冷卻設備，在火力發電廠中，火電廠供水系統主要有兩種形式:開放式和封閉式。開放式是一個直流電源系統，封閉式是一種循環供水系統。封閉式又可以分為兩種類型的噴水池，冷卻水箱。冷卻塔一般需要8℃～10℃水溫進行控制，冷卻水的溫度需要保持在5℃ ～10℃。在水進行冷卻的情況下，橫流塔具有很大的優勢，它操作方便，還能夠節省投資成本。同時也有缺點，如需要占用較大面積。3)凝氣設備，該設備包括一個循環、冷凝器和抽水設備以及凝結水泵。凝氣設備的制冷劑在回收機制形成后可以進行循環，也可以在真空情況下除去冷凝水中的氧。同時也可以在渦輪排氣時形成一個真空狀態，提高熱機的效率，使得汽輪機循環。當負荷變化時，能回收排出氣體。但是如果空氣進入冷凝器或氣體不能在冷凝器中進行冷凝的時候，會對設備運行產生一些負面影響。

1.2 汽機輔機系統存在的問題

隨著我國經濟的快速發展，火電企業利用汽輪機及輔助設備逐漸縮短與世界發達國家的機械水平的差距。但由于使用這些機器，逐漸受到使用人員素質和管理水平的影響，我國汽輪機輔機系統的平均性能和設備的使用嚴重落后于發達國家。這些問題主要表現在以下幾個方面:1)火力發電廠忽視了管道網絡性能，雖然目前在火電廠汽機輔機系統的效率和性能方面逐步得到了提高，向著世界高水平進行發展，但主要關注單個對象。這使得管網及配套設備組合后，將大大降低汽輪機輔機的綜合利用效率。2)資金約束使得汽輪機輔機還沒有達到一個很高的水平，不能夠利用世界先進技術。3)汽輪機輔機本身，它具有多樣性和復雜性，這在一定程度上是不容易制定優化的方法和技術來提高其運行效率的。

2 火力發電廠汽機輔機優化運行的有效措施

2.1 優化汽機輔機的抽氣裝置

火力發電廠的汽機輔機的抽氣設備的優化運行可以使得抽氣設備在真空條件進行優化。凝氣器真空泵內部的設備是電力汽機輔機設備的一個重要組成部分，它保證了整個機組的安全、有效運行，發揮著非常重要的作用，不管是汽機輔機在停止、開始或在汽輪機輔助設備運行狀況下，都要確保冷凝器是在真空狀態下，這就對抽真空設備提出了更高的要求。其工作原理是:通過對汽輪機排氣凝氣器排出的蒸汽凝結成水，保證鍋爐能夠重復使用;通過抽氣設備的正常工作，使冷凝器是在真空狀態下，以確保汽機輔機能夠高效安全地運行。

火力發電廠使用較多的是噴射式真空抽氣器，根據不同的介質進行使用，可分為蒸汽噴射器和空氣噴射器。兩者的工作原理是基本相同的，主要區別是真空抽氣是利用壓力來抽取真空的，空氣噴射器是利用高壓蒸汽來抽取真空的。此外，某些火電廠使用的是水環式真空泵。真空抽氣裝置和真空泵相比，都有各自的利弊，火電廠需要根據相應的真空設備的實際情況來進行選擇。具體來說，抽真空裝置的優點是結構簡單、性能穩定、成本低，其缺點就是運行成本比較高，會造成水資源的浪費和維護成本高(主要是由于抽真空裝置需要配備一個射流泵);真空泵的抽吸裝置比較具有優勢:可以有效地縮短啟動時間(主要是抽真空能力較低的抽氣裝置)，它可以減少操作過程中的損耗，其功耗為抽氣機的33%，機械操作的程度比較高，水的損失相對較小，但也有明顯的缺陷，如投資比較大，對蒸汽處理能力相對薄弱，會對真空系統的安全運行造成一定的負面影響。

2.2 汽機輔機給水泵的優化

給水泵是汽機輔機設備的一個重要組成部分，其主要功能是提高除氧器水箱中的水壓力，然后把水送到鍋爐當中。目前，在電廠給水泵的使用有兩種驅動的方式，一種是渦輪式驅動，另一種是電機驅動。在使用時，需要根據熱電廠的具體情況。在一般情況下，一個單一的火力發電廠在首次啟動時會優先選擇汽輪機拖動方式，根據實踐的操作可以知道，設備操作氣動泵轉速3 000 r/min，確保泵在運行周期，出現低負荷問題的時候，也不需要關閉蒸汽泵，這樣能夠避免一些蒸汽浪費現象，避免給火電廠造成不必要的損失。因此有必要優化汽輪機拖動方式，具體方法是:1)根據低負荷運行時間，優化電泵的使用;2)在高負荷運行的時候，優化蒸汽泵的使用，避免水蒸汽的浪費;此外，電動機式拖動主要有恒速和變速兩種方式，可以采用水閥裝置來對電動定速泵進行控制，不受到單位負荷運行的影響，速度是恒定的，流量也是恒定的，但是這是不利于低負荷運行的，會造成一定的浪費;電動變速給水泵的耦合器的裝置，可以根據不同的負荷來調節速度，這樣能夠有效減少電力的浪費，所以在低負荷下運行的時候，在大容量泵中會使用電動變速式給水泵。

2.3 汽機輔機加熱器的優化

加熱器是火電廠汽輪機輔助設備的最重要的設備之一，在一定程度上能夠影響汽輪機輔助設備的正常運行。在實際工作中，汽輪機抽氣壓力會有不同的層次，相應的功率也是不一樣的。一般來說，如果蒸汽壓力越大，壓力能級就會越高。目前火電廠汽輪機輔助加熱器的壓力相對較小，在汽輪機運行中，蒸汽壓力水平提高比較緩慢，功率也會增加;此外，對加熱器的檢查可以通過回熱系統的端差變化來操作，如果加熱器端差增加，就會降低水的溫度和蒸汽泵量;如果加熱器端差減少，水的溫度上升和蒸汽提取量也會增加。因此，加熱器的優化應根據終端溫差合理的原則來進行，同時，根據加熱器的具體情況來進行相應的調整。

3 結語

隨著我國電力工業的迅速發展，火電廠汽機輔機的優化是促進電力工業快速發展的關鍵措施。對汽機輔機的抽氣設備、給水泵、加熱器進行優化，使用先進的科學技術在基礎上連續進行變換，結合汽機輔機設備的實際情況進行優化，改變傳統的工作方式，繼續推動中國電力工業的快速發展。使得我國的火力發電技術能夠和世界先進技術接軌，促進我國經濟的進一步發展。

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