冶金企業發電機組汽機輔機優化的探討

陳方明

摘 要：目前我國經濟發展迅速，能源危機已經成為了制約經濟發展的主要問題。雖然國家針對能源問題采取了很多有利措施，但是還是不能解決電力發展與人們生活需求日益增長的矛盾。冶金企業發電機組是電能生產的主要部門，要提高電能生產，就需要提高汽輪機組的運行效率，減少火電廠的總體消耗，使汽機輔機運行得到全面優化。本文通過對發電機組現有設備汽機輔機進行分析，提出有針對性的優化方案，分析方案在節能耗方面取得的效果，從而實現優質高產的目標。

關鍵詞：冶金企業發電機組 汽輪機組 汽機輔機 節能優化

一、汽輪機組輔機優化運行的意義

在冶金企業發電機組中，汽輪機組是一個有機高效的整體。汽輪機組的運行是一個非常復雜的過程，需要先用鍋爐把煤等化學能物質加熱成蒸汽，再高速把蒸汽經噴嘴送進汽輪機組，從而實現蒸汽的動力與為推動汽輪機組工作的機械能之間的轉化。在實際工作中，我們通過觀察一些運行指標來判斷汽輪機組的運行情況，通過有效的提升這些指示，可以優化并保障汽輪機組實現高效節能安全的運行。對冶金企業發電機組企業的生產意義重大。

二、冶金企業發電機組汽輪機組主要輔機概述

汽輪機組是一個有機高效的整體，它主要由凝汽設備、抽氣設備和冷卻設備組成。汽機輔機是冶金企業發電機組中非常核心的設備，下面對汽輪機組的組成設備進行一下簡要介紹：

（一）凝氣設備

凝氣設備是由凝汽器、循環和凝結水泵以及抽氣裝置等組成的一個整體機組。它的主要通過在汽機排氣口建立真空來提高汽機循環熱效率，通過回收工質形成循環并對補給水和凝結水實行真空除氧，一旦負荷情況改變能夠及時回收排汽及疏水。如果凝汽器中一旦有空氣或有不能凝結的氣體進入，凝氣設備的運行安全就會出現問題，運行效率也會隨之降低。

（二）抽氣設備

抽氣設備因不同的工作原理可以分為射流式抽氣器和容積式真空泵兩種。射流式抽氣器又分為射汽式和射水式兩種抽氣器。兩者相比射水式抽氣器系統相對簡單易操作，運行維護方便比較經濟，但占地面積大而且比較費水，需要配置專用的水泵。容積式真空泵也有離心式和液環式兩種。

（三）冷卻設備

冶金企業發電機組的供水系分為直流供水系統和循環供水系統兩種。直流供水系統又分為三種循環供水系統，即冷卻水池、噴水池和冷卻塔。一般冶金企業發電機組的冷卻塔的進水溫度為8℃～10 ℃，冷卻幅高為5℃～10 ℃。橫流塔運行管理比較方便，而且可以有效地節約基礎建設投資成本，雖然占地面積比較大，但在現在的冶金企業發電機組中應用的還是比較廣泛的。

三、冶金企業發電機組汽機輔機的優化策略

汽輪機組是關系到冶金企業發電機組總體效益的重要設備，只有汽輪機組設備高效、安全、可靠的運行，冶金企業發電機組才能實現整體效益的提升。汽輪機組的運行是一個非常復雜的過程，需要先用鍋爐把煤等化學能物質加熱成蒸汽，再高速把蒸汽經噴嘴送進汽輪機組，從而實現蒸汽的動力與為推動汽輪機組工作的機械能之間的轉化。為使汽輪機組運行效率提高，我們需要通過觀察一些運行指標來判斷汽輪機組的運行情況，通過有效的提升這些指示，可以優化并保障汽輪機組實現高效、節能、安全的運行。

（一）循環水泵的優化

當汽輪機組和冷卻水溫度確定不變時，隨著循環水流量的變化，凝汽器的壓力也產生相應的變化，這種變化會影響循環水泵的消耗。隨著循環水流量的增大，凝汽器壓力變小，這樣就增加了機組的出力，從而增加循環水泵的耗功。水流量增大到一個基準值時，機組出力的增加值會被水泵的耗功增加抵消。因此，汽輪機組最佳的運行背壓就是循環水流量增大后造成的汽輪機組出力增加值與水泵功耗增加值差在最大時凝汽器的運行壓力。此時循環水泵的運行方式也將達到最佳狀態。冶金企業發電機組在實際運行中汽輪機組的配套循環水泵的臺數是有限的，因此循環水流量在調節上沒辦法連續。為了更好的優化水泵運行方式，必須按照冶金企業發電機組中目前所擁有的水泵臺數實現不同的運行方式的組合。通過實地測評不同的循環水泵組合方式中凝汽器變工況性能、汽輪機的出力增加值、循環水泵流量及功耗的各項指標，再把它們和循環水溫度變化及機組負荷變化結合在一起考慮，從而計算出水溫恒定及機組負荷條件下汽輪機組的最佳運行背壓，以此來決定循環水泵的最佳運行方式。

（二）給水泵的優化

優化化給水泵的運行方式可以提升機組的效能利用。在冶金企業發電機組中，耗電量最大的輔機就是電動給水泵。把除氧箱抽出的給水升壓后輸送到鍋爐是給水泵的基本功。電動給水泵耗的電量會對汽輪機組運行的經濟性造成直接影響。因此，優化電動給水泵勢在必行。電動機拖動和汽輪機拖動是拖動給水泵的兩種基本方式，因運行方式不同，電動給水泵可以分為定速電動給水泵和變速電動給水泵。在汽包壓力低于0.8 MPa時，可以采用啟動前置泵向鍋爐供水和沖洗的運行方式來啟動爐供汽，在汽包壓力大于0. 8 MP a時，可以使用沖動小輪機向鍋爐供水的運行方式，使給水泵處于備用狀態，從而運用機組啟停時不啟停給水泵的方式來降低耗電量。對于汽動給水泵的優化可以采用機組滑壓的運行方法來降低小汽輪機的耗氣量，從而達到節能的目的。氣動泵在運行時必須保持轉速為每分鐘3000轉，以此來使給水泵循環流量穩定。

（三）抽氣設備優化

抽氣設備是汽輪機組中的一個重要的組成部分，它通過啟動機組時建立真空狀態，，為了維持真空度，及時抽出機組運行過程中漏入到凝汽器當中不凝結的氣體和空氣，這就是抽氣設備最大的作用。抽氣設備的優化可以使汽輪機組實現安全有效的運行。汽輪機組運行的一個基本條件就是保持凝汽器內的真空狀態。抽氣設備的工作效率會受到工作液溫度、真空泵轉速以及吸入口溫度和壓力等因素的影響，其中最主要因素是工作液溫度，對工作液溫度進行有效的調節就能優化抽氣設備。可以采用使用地下水直冷卻真空泵的工作水的方法來提高抽氣設備的抽吸能力，從而有效減少真空泵的耗功，達到改善凝汽器的換熱條件、提高真空度的目的。而且用完的地下水可以排到循環水系統中加入水系統的循環利用中，從而節約了水資源。

在實際工作中，我們要以具體情況具體分析的方法來優化凝氣器真空抽氣系統的運行。噴射式真空抽氣器是目前我國冶金企業發電機組使用的主要抽氣設備。因使用介質不同，噴射式抽氣器可以分為射汽抽氣器和射水抽氣器。射水抽氣器是使用壓力水來抽取真空的，射汽抽氣器是使用壓力蒸汽來實現真空抽氣的。兩種噴射抽氣器所運用的工作原理是基本相同的。還有一些冶金企業發電機組使用水環真空泵來做為抽氣設備。真空泵在啟動時低真空抽取能力要比抽氣器大很多，而且啟動時間短，運行時消耗功率只有抽氣器的百分之三十左右，而且損失的汽水比較少，機械化運行程度相對來說比較高。但真空泵在運行時也存在一定的不足之處，它處理蒸汽的能力要比抽氣器的差，當真空系統泄漏比較多時，它會使設備過載運行，使得真空系統運行的安全性得不到保障，而且它的一次性投資也相對多些。射水抽氣器以其簡單的結構、穩定的性能和低廉的成本等優勢，在冶金企業發電機組使用的比較多。但是它運行時一般需要配備—個射水泵，相應的增加了運行成本和系統維護成本，而且對水資源造成了一定的浪費，所以它不適合在一些水資源缺乏的地方應用。

參考文獻

[1] 張偉，李永波.火力發電廠汽機輔機經濟運行優化策略探討[J].現代國企研究. 2016

（02）.

[2] 邱影，徐巍.淺談火力發電廠汽機輔機的優化運行[J].中國高新技術企業. 2015（04）.