關(guān)于火電廠凝汽式汽輪機冷端系統(tǒng)的運行優(yōu)化策略探討

李浩

摘 要：冷端系統(tǒng)在火電廠凝汽使汽輪機運行中起著散熱降溫作用，其在機組熱力循環(huán)中也起到輔助作用，所以其性能高低直接關(guān)系到機組的耗能量。在節(jié)約成本和節(jié)約能源角度上，現(xiàn)在應(yīng)用的冷端系統(tǒng)存在嚴(yán)重的能耗問題，相關(guān)人員還要從實際出發(fā)，了解具體汽輪機冷端系統(tǒng)的運行情況，然后針對其耗能情況，提出性能優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：火電廠;凝汽式汽輪機;冷端系統(tǒng);運行;優(yōu)化策略

冷端系統(tǒng)要實現(xiàn)節(jié)能目的，還要使其核心凝汽器的真空度滿足耗能參數(shù)要求，這需要確定其最佳真空，在冷端系統(tǒng)設(shè)計中，循環(huán)水泵也是重點設(shè)計對象，相關(guān)人員需要確定其最佳循環(huán)水量，以使冷卻水量得以減少，實現(xiàn)節(jié)水目的。在優(yōu)化冷端系統(tǒng)時，還要保證其基礎(chǔ)性能，使其能處于高效運行狀態(tài)。本文主要針對火電廠凝汽式汽輪機冷端系統(tǒng)的運行優(yōu)化策略進(jìn)行探討。

1 實例概況

火電廠為了提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，可以對汽輪機冷端系統(tǒng)進(jìn)行改造。以型號為N300-16.7/538/538的汽輪機為例，該汽輪機配置的循環(huán)水泵為定速閉式，數(shù)量為兩臺，型號為180LKA-24，這種閉式循環(huán)水泵會為冷端系統(tǒng)提供相關(guān)的冷卻水，開式供水方式為主要選擇。在該汽輪機冷卻系統(tǒng)運行過程中，出現(xiàn)的浪費現(xiàn)象主要表現(xiàn)在冷卻水量不受控以及熱污染大，凝汽器運行參數(shù)不合要求導(dǎo)致的能耗等。雖然也采取了改善措施，但其主要對冷卻水量進(jìn)行調(diào)節(jié)，其他的熱能耗和熱污染以及水資源消耗問題卻沒有得到解決。基于節(jié)能環(huán)保要求，相關(guān)人員需要對冷端系統(tǒng)進(jìn)行深度優(yōu)化，使其他耗能污染問題得到解決。

2 火電廠凝汽式汽輪機冷端系統(tǒng)運行優(yōu)化策略

2.1 確定最佳循環(huán)水流量

循環(huán)水流量大小直接關(guān)系到冷卻水量，為了節(jié)約冷卻水，相關(guān)人員還要對循環(huán)水流量進(jìn)行調(diào)整設(shè)計，使其在滿足循環(huán)冷卻系統(tǒng)功能要求同時達(dá)到最佳最少狀態(tài)。循環(huán)冷卻水系統(tǒng)在冷卻水提供以及蒸汽水循環(huán)應(yīng)用中發(fā)揮重大作用。蒸汽來自汽輪機低壓缸，循環(huán)利用的蒸汽水是汽凝結(jié)后的水。在系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中，相關(guān)人員應(yīng)使循環(huán)的蒸汽水減少量最小，這需要考慮汽輪機排汽量。排汽量一般與汽輪機運行負(fù)荷有關(guān)，也會受到溫度的影響和制約。所以在確定最佳循環(huán)水流量時，還要綜合考慮影響因素，并將其作為計算的前提條件。在最佳循環(huán)水流量計算中，相關(guān)人員需要改變其中的一個條件，如排汽量大小，條件改變后，溫度也會作出調(diào)整，此時的循環(huán)水流量以及熱量散失情況等都會成為汽輪機飽和溫度以及冷端系統(tǒng)壓力的參考依據(jù)，相關(guān)人員還要在參數(shù)變化后，及時做好記錄。凝汽器的真空度會受到循環(huán)水流量影響，在一定范圍內(nèi)，機組運行功率和循環(huán)水流量呈正相關(guān)。增加水流量，機組運行功率會逐漸接近水泵功耗量，相關(guān)人員要找到兩者相等時的水流量臨界值，并在兩者未達(dá)到平等狀態(tài)時，找出最大差值，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)參數(shù)，有效調(diào)整水流量。水流量的調(diào)節(jié)可以通過水泵葉片的調(diào)整實現(xiàn)。循環(huán)水流量運行過程中，也會產(chǎn)生電能損耗，相關(guān)人員要將水量控制在最佳狀態(tài)，以使能耗降低[1]。在確定最佳水流量后，相關(guān)人員還要對供水方式進(jìn)行優(yōu)化，使供水中的水泵數(shù)量增多，這些水泵需要組合在一起，完成最佳水流量供應(yīng)工作，這可以最大程度解決能耗問題。

2.2 確定凝汽器最佳真空

凝汽器的真空度直接關(guān)系到汽輪機組的運行效率和熱經(jīng)濟性，為了節(jié)約成本，相關(guān)人員要在優(yōu)化設(shè)計中確定凝汽器的最佳真空參數(shù)。機組運行功率與真空參數(shù)大小呈正相關(guān)，在某個范圍內(nèi)，真空參數(shù)越大越好，但超過該臨界值，真空非最佳狀態(tài)，機組運行效率也非最佳。在確定最佳真空方面，相關(guān)人員可以研究循環(huán)水流量與真空參數(shù)之間的關(guān)系。前者會對后者產(chǎn)生一定的影響，主要表現(xiàn)在蒸汽循環(huán)利用中，蒸汽水形成的過程會對蒸汽器真空產(chǎn)生負(fù)面影響。當(dāng)機組輸出功率與循環(huán)水泵消耗功率差值最大時，真空參數(shù)最佳。在調(diào)節(jié)真空參數(shù)時，相關(guān)人員可以從循環(huán)水流量調(diào)節(jié)方面入手，使兩種增加后的功率差值最大。凝汽器在運行中，其真空度會處于變化狀態(tài)中，要使該參數(shù)一直處于最佳狀態(tài)，相關(guān)人員還要借助真空泵來自由啟停，使真空得到有效調(diào)節(jié)。但在優(yōu)化真空泵啟停方式中，還要注意控制真空調(diào)整過程中的耗能，使其遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于真空泵消耗功率[2]。相關(guān)人員還要找到真空泵停止應(yīng)用的判斷依據(jù)，以保證調(diào)整耗能大于運行耗能時，能及時使其處于停止運行狀態(tài)。

2.3 在經(jīng)濟角度上優(yōu)化冷端系統(tǒng)

冷端系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計不僅要考慮能源和能耗節(jié)約，還要考慮到整個機組以及火電廠的運行效益，所以還要站在經(jīng)濟角度上，分析水資源使用費和冷卻水熱污染費。這兩種費用直接關(guān)系到汽輪機凈收益，為了提升凈收益，還要減少各種費用花銷。這兩種費用大小與冷卻水量有關(guān)，在計算費用時，相關(guān)的參考參數(shù)便是冷卻水量，相關(guān)人員還要通過計算結(jié)果，控制冷卻水量。在計算過程中，相關(guān)的計算準(zhǔn)則以政府和行業(yè)規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)為參考。在計算中，會涉及到這兩種費用，也會涉及到拖動循環(huán)水泵的電動機耗能費用和汽輪機功率增加收益數(shù)值，相關(guān)人員需要用該收益值減掉其他費用，最終結(jié)果便是汽輪機凈收益[3]。

3 結(jié)束語

在冷端系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中，相關(guān)人員要分別從節(jié)能、節(jié)水和節(jié)約成本角度出發(fā)，確定優(yōu)化設(shè)計點，以使系統(tǒng)在發(fā)揮功能同時達(dá)到節(jié)約環(huán)保目的。在冷端系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計中，相關(guān)人員需要考慮具體的實例概況以及優(yōu)化要求，如此冷端系統(tǒng)才會與汽輪機相匹配。在設(shè)計中，可能會遇到技術(shù)或其他方面的問題，相關(guān)人員還要重點解決這些問題，使其不會影響冷端節(jié)能情況。

參考文獻(xiàn)：

[1]霍光明，徐楠，陳娟，侯站民，曹丹.火電廠凝汽式汽輪機冷端運行優(yōu)化分析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2016（10）：72-73.

[2]雷雯靜.解析火電廠凝汽式汽輪機冷端運行優(yōu)化[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2016，34（26）：100-101.

[3]馬立恒，王運民.火電廠凝汽式汽輪機冷端運行優(yōu)化研究[J].汽輪機技術(shù)，2016，52（02）：137-140.