對火力發電廠汽機輔機優化的探討

馬同利

摘 要 新形勢下我國經濟發展迅速，國民對于供電的需求量也在不斷增加，電力生產的高效是當前形勢下需要保證的重點之一。汽機輔機是火力發電廠電力生產的主要機型之一，但由于汽機輔機在運行的過程中對能源的消耗巨大，汽機輔機的性能優化工作也成為了日常火力發電廠電力發電的工作重點。基于此，本文對火電廠汽機輔機運行情況以及優化措施進行了討論。

關鍵詞 火力發電 汽機輔機 凝結器

中圖分類號：TM6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）01-0007-03

汽機輔機的性能優化對于電力輸出的時效性和穩定性都具有重要意義，為了提升火力發電廠的經濟效益，專業技術人員需要全面的分析汽機輔機的性能優化技術，并對其生產電能的工作流程加以調整，使汽機輔機在生產電能中能夠保持良好的工作狀態，促進電力事業的可持續發展。

1 概述

隨著我國經濟水平的不斷提高，火力發電廠發電的經濟效益也在日漸的完善。如何提高供電機組的工作效率同時減少產電裝置的能源消耗一直是電力相關研究的重點內容，性能優化工作的實際成效能夠有效的提升火力發電廠的經濟效益。汽機輔機是火力發電廠的常用機型之一，汽機輔機的運行狀態和能源消耗情況對火力發電廠的發電效益有著重要的影響，從實際情況出發，把實際情況和火力發電廠發電自身情況相結合，得出汽機輔機的運行方式改良措施和性能優化是現階段火力發電廠所要解決的問題。從性能優化的角度分析汽機輔機在運行過程中能夠進行優化的方面，促使汽機輔機能夠擁有更好的性能是我們要討論的要點。

2 火力發電廠汽機輔機性能優化的意義

汽機輔機作為傳統能源的發電設備在火力發電廠大規模生產電力的過程中占據著重要位置，也是火力發電廠控制能源消耗的一個重要組成部分。但是汽機輔機的固有屬性使得它在工作的過程中需要消耗大量的資源，因此對汽機輔機進行性能優化方面的技術改良勢在必行。

隨著我國科學技術的不斷進步，在對汽機輔機性能的技術研究方面已經取得了一些進展，汽機輔機的性能優化技術也得到了一定的突破，汽機輔機在理論層面的性能優化促使其在進行維護和技術改良的過程中把結構中的不合理之處指出并不斷的完善，從而使汽機輔機的電力生產效能不斷的提高。

3 影響汽機輔機運行的性能情況分析

3.1 汽機輔機軸封系統的完善程度

汽機輔機的完整軸封系統是指門桿漏氣和軸封漏氣過程中對漏掉的氣體進行回收再利用的完整處理系統。在汽機輔機運行的過程中，軸封的漏氣和門桿的漏氣都用以加熱汽機輔機中的循環水，從水資源和熱性能方面減少了汽機輔機的整體資源消耗，從而提升了經濟效益。如果把汽機輔機運行中的泄露物質和外放的熱量全部回收利用，就能使得汽機輔機的熱量損失達到最低。因此回收利用系統的完善性能夠對汽機輔機運行性能產生影響。

3.2 蒸汽參數對經濟的影響

汽機輔機顧名思義其主要的運行能量來自于蒸汽的供給，蒸汽的壓力和溫度都能對汽機輔機的性能產生影響，從而影響到汽機輔機的經濟效益。隨著蒸汽壓力的降低，汽機輔機內裝置的運行效率也會降低，在日常的參數統計中，蒸汽壓力每降低0.1Mpa就會使熱量的消耗增加0.5%左右，蒸汽溫度每降低10℃就會使熱量的消耗增加0.5%左右[1]。因此應注意蒸汽參數的控制，從參數控制的角度入手優化汽機輔機的性能。

3.3 汽機輔機通流部分結垢對經濟的影響

在汽機輔機的實際運行中其通流部分會產生結垢現象，通流部分結垢會導致通流裝置整體的通流面積減小，從而使得蒸汽的流量隨之減小，汽機輔機葉片的工作效率也隨之降低，導致汽機輔機的工作效能降低。如果長時間不對汽機輔機通流部分的結垢進行處理，出現嚴重結垢現象，那么汽機輔機在超臨界壓力下工作一年后其整體的工作效率會下降6%左右。而且結垢會對通流部分的反動度造成影響，隨著結垢的增多和長時間不做處理，汽機輔機的軸向推力會不斷的加大，這就會威脅到汽機輔機組的運行安全[2]。

3.4 工質泄露對經濟的影響

工質的泄露導致汽機輔機的做功效率下降，從而使汽機輔機的經濟效能下降。在重要位置的蒸汽泄露是對汽機輔機工作效能影響最大的因素。同時，如果在汽機輔機運行的過程中不對排污進行回收利用，也會導致較大的熱量損失，從而影響到汽機輔機的經濟效能。

3.5 蒸汽壓力損失對經濟的影響

主蒸汽壓力損失，抽汽壓力損失等都會使汽機輔機的做功能力下降，從而造成經濟損失。

3.6 真空系統運行狀態的經濟影響

在汽機輔機運行的過程中蒸汽的有效焓會隨著真空空間的減少而降低，在汽機輔機發電總效能保持不變的情況下，機組的進氣量增大，真空降低會使得循環熱效率降低，從而造成經濟效率的降低。

4 汽機輔機性能優化措施

4.1 優化火力發電廠轉子轉速

大型電機主要由定子和轉子構成。其中定子是主磁極，定子主要由換向磁極、電刷、定子基座和端蓋組成，轉子主要由電樞裝置的一部分零件、換向器、軸承和轉軸組成。轉子是傳動裝置，轉子中的電樞繞組盤繞在電樞鐵芯上，通過切割磁感線來獲得電流。

通過換向器能夠做到電機的直流交流轉換。轉子的軸承和轉軸能夠對轉子的旋轉起到輔助作用，所有的這些構件組成都是極其重要的，缺一不可。定子主要是由磁極組成，并且在產生磁感線的同時能夠減少轉子旋轉過程中的能量損失。

轉子的轉軸在長期運動狀態下容易發生磨損現象，這會導致整個電力汽輪機系統的工作狀態受到影響。因此，應該優化火力發電廠汽機輔機的工作狀態，對其中的轉子運行水平進行有效提升。

首先需要對轉子的轉軸進行精準測量，一般情況下，轉子的轉軸出現問題是汽輪機系統出現故障的主要原因，因此優化轉子的運行水平首先優化轉軸。在轉軸的轉經位置放置測量裝置，然后對轉子的轉動進行實時測量和有效記錄，這樣就能夠控制轉子的轉動一直維持在工作范圍允許的區間內，并保證轉子可控。然后在轉子進行工作的過程中如果出現異常晃動的情況，其晃動幅度會直接導致轉軸磨損，針對這種情況，可以對轉子工作過程中的晃動情況進行記錄，然后對晃動幅度進行數據統計并分析。分析的結果能夠呈現轉子晃動的物偏差，通過物偏差能夠對轉子工作進行精準檢測和維修。

4.2 控制汽機輔機給水系統

要想降低汽機輔機的性能就要對汽機輔機的給水溫度進行控制。通常情況下汽機輔機的給水溫度受到鍋爐燃料燃燒的充分程度影響，當汽機輔機的給水溫度低于臨界值時，鍋爐會增加電消耗從而使整個汽機輔機的性能增加，同時汽機輔機的排煙系統也會增加熱量散發，導致能源的使用率大大降低。關注汽機輔機開啟和關閉過程中的水溫度變化，將水溫控制在汽機輔機正常工作需求的溫度范圍內，同時對汽機輔機進行日常維護，避免汽機輔機因為人為操作失誤或者運行系統問題而導致的能量損耗。平時應加強汽機輔機管道結垢物質的清理，減少結垢對汽機輔機供熱效率的影響。要注重高溫加熱器水位對汽機輔機運行的影響，要讓水位剛好可以維持汽機輔機的正常運行，這對汽機輔機的供熱率有極大的影響。水位和水溫的問題都會導致汽機輔機的熱能損失，從而影響汽機輔機的工作效率[3]。

4.3 凝結器狀態控制

凝結器的使用對汽機輔機的使用壽命有極大的影響，凝結器應該始終保持最佳的真空狀態，這對于能源投入量有著很重要的影響，能源投入的越少，汽機輔機的運行使用壽命就會越長，同時也會產生更高的效能。要使凝結器的真空狀態始終保持最佳，處理方式有以下幾種：

1.對凝結器的真空密閉性進行周期性檢查，保證其密閉性始終良好。

2.定期對射水泵進行檢查，使射水箱的水位始終保持在正常水位且溫度適宜。

3.對凝結器管道的水質量進行定期檢查，如果積垢過多就要對積垢進行清理，保證水質一直為最佳。

4.保證凝結器的水位始終保持在汽機輔機正常運行所需要的水位，讓其在運行中的工作面能夠得到有效的冷卻。

通過以上幾個方面的檢查和調整，汽機輔機的運行效率能夠得到有效的保證，從而提升汽機輔機的整體效能。

4.4 汽機輔機的運行和停止

汽機輔機在運行過程中要保證“一定一滑”的運行方式。在低負荷運行下，汽機輔機鍋爐中的水循環和燃燒效率要得到保證，同時及時進行定壓調節。在高負荷運行下，高負荷范圍內要用噴嘴進行調整從而保證汽機輔機組的高效運行。對于汽機輔機的停止，通常分為滑參數非計劃性停機和正常停機兩種，保證汽機輔機的停機是這兩種停機方式之中的一種，這樣不僅可以利用鍋爐中剩余的熱量來進行下次運行，還可以降低鍋爐溫度和汽機輔機的設備溫度，就可以延長汽機輔機的使用壽命，更方便了設備的檢修。

4.5 對加熱器進行優化

當火力發電廠在運行的過程中，加熱器內部的每一個裝置都會在蒸汽給水和凝水轉變的過程中發揮著積極的作用，從而實現對水蒸氣回熱加熱的目的，但是結合目前實際運行情況而言，不管是局部出現故障還是端差產生變化都會從根本上影響汽機的運行速度以及運行質量。為了能夠解決這些問題，工作人員在完成相關工作之后還要將蒸汽冷卻、凝結等在內的u型管板倒立式高壓和臥式加壓融入到加熱系統當中，在這個過程當中蒸汽冷卻段會通過蒸汽凝結的方式來對給水進行加熱，而疏水冷卻則能夠有效提升抽氣能力的利用率和給水的溫度，在此之后還通過降低自身溫度去弱化下一階級抽氣的排斥能力，只有將兩者進行統一才能有效控制加熱器端差的變化幅度，從而在根本上提升其經濟性。眾所周知，每一個壓力性除氧器都會以0.3%的釋放比例對外界排放蒸氣，如果相關部門沒有對此予以調整就會引發更為嚴重的資源浪費現象。基于此，相關部門要為300MW以上的機組配備一臺無頭除氧器，只有這樣才能有效的實現應力以及出水含氧量的降低。如果時間和條件都允許的話還可以對噴嘴進行改造，這樣就能更好的緩解大氣污染等問題。

4.6 對水泵進行全面的優化

如果在保持汽機組以及冷卻溫度不變的前提下去改變循環水流量就會直接影響到汽機的實際壓力，進而讓循環水泵的功率產生變化。眾所周知，循環水加大流量時汽機的出力值和水泵增大的功率會有一定的差距，這時候就要利用循環水泵來將差距縮減到最小，但是大部分企業在采取這項措施的過程中會時常出現問題，基于此，工作人員一定要對循環水泵的不同組合方式的運行效果進行分析并找到一個最佳的運行方案。不過有一點需要注意的就是工作人員一定要對汽組的性能、循環水流等方面進行全方位的檢測，并根據最終結果對汽組的運行背壓進行合理的計算，只有這樣做才能確定循環水泵要用哪一種運行方式去實現利益的最大化。

4.7 對抽氣設備進行全面的優化

對于火力發電廠汽機輔機中的抽氣設備來說，其存在的意義就是給啟動機組營造一個良好的真空狀態，在整個運行的過程當中還能將凝結器中不凝結的水蒸氣和其他廢氣順利抽出，以此來穩定其真空度。這種操作流程看似簡單但是卻非常容易受到真空泵轉速、工作液溫度等影響，在這些因素當中工作液溫度所帶來的影響是最大的，為此工作人員在對抽氣設備進行優化的過程中一定要對其予以高度的重視，盡可能的避免此問題的出現。如果想要更大限度的實現抽氣設備的優化工作，工作人員應使用地下水對真空泵的溫度進行冷卻，這種措施如果在夏天進行操作不僅能提升抽氣設備的抽吸能力，還能有效降低能源消耗，以此來提升冷凝器的換熱能力以及真空度。此外，如果在優化的過程中出現了地下水消耗完的情況還可以將搜集好的水蒸氣進行液化，以此來當充作循環水，這樣一來不僅能有效保證能源的充分利用，還能給企業帶來更大的經濟效益。

5 結語

綜上所述，汽機輔機的性能優化涉及到汽機輔機的結構維護和運行維護，需要保證其在運行時的能量供給和能量的再利用。汽機輔機作為火力發電廠發電的主要機型之一，在性能優化中所涉及的面非常多，因此實際生產中火力發電廠要根據自身情況對汽機輔機進行管理優化和設計優化，讓汽機輔機的水溫長期處于適合運行的溫度，同時保證汽機輔機的運行參數始終符合標準，在對汽機輔機的日常維護中，要對汽機輔機的運行合理性進行定期檢查，保證其生產效能。

參考文獻：

[1] 李勇，朱珠鳳，趙婉君.汽輪機輔機的節能降耗措施[J].化工設計通訊，2019，45（12）：234-235.

[2] 張林渠，蔣安偉，梁遠超.火電廠輔機稀油站雙電源管理及回路優化[J].通信電源技術，2019，36（12）：283-284.

[3] 李杰.關于優化火力發電廠汽機輔機運行的一些分析[J].科技創新導報，2018（23）：94-95.