火力發電廠汽機輔機的優化運行探討

敖忠波

（貴州黔桂發電有限責任公司 貴州盤縣 553531）

火力發電廠汽機輔機的優化運行探討

敖忠波

（貴州黔桂發電有限責任公司 貴州盤縣 553531）

隨著我國經濟的發展與社會的進步，人們生活水平得到了不斷的提升。隨著人們生活水平的提升，對于能源的消耗也越來越大，電力能源作為人們生產生活中必不可少的一種每天消耗的能源的量極大，這給我國電力行業帶來了一定的壓力。目前我國的電力能源主要還是依靠火力發電，在火力發電廠發電的過程中，電廠的汽機輔機運行狀況對于火電廠的供電能力有著很大的影響。本文首先介紹了什么是火力發電廠汽機輔機的概念，然后大概分析了如今火力發電廠汽機輔機存在的問題，并在此基礎上探討了當下我國火力發電廠汽機輔機運行的優化策略。

火力發電廠；汽機輔機；優化；運行

1 火力發電廠汽機輔機的概述和問題

1.1 汽機輔機的組成

目前我國火力發電廠的輔機設備中主要有：抽氣、冷卻和凝氣設備。抽氣設備即真空泵可分為容積式和射流式兩種類型。主流為容積式真空泵，主要有兩種：①液環式；②離心式。在射流式抽氣機分為射汽式和射水式，射汽式主要是利用高壓蒸汽的膨脹來對氣體進行抽取的工作原理，而射水式則是借助于水的壓力來對氣體進行抽取。兩種模式相比較下，射水式要更為簡單，在維護上較為方便，且較為實用，成本也比較低。但是射水式占地面積比較大，而且具有很大的消耗量，這會對其使用效果造成很大影響。其次，是冷卻系統，也就是供水系統。在火力發電廠中供水系統主要有兩種形式，開式和閉式，開式即直流供水系統；閉式屬于循環供水系統。閉式也分為兩種類型，噴水池和冷卻水。最后則是凝氣設備，它是由凝汽器、凝結水泵以及輔助設備組成起來的。它能夠在工質回收后，逐漸的形成一個循環機制，同時還能夠對凝結水和補給水在真空條件下進行一定的除氧。其外還能夠氣機排氣口處建立真空狀態，從而讓汽機循環的熱效率得到不斷提升。

1.2 汽機輔機系統的問題

隨著我國經濟的不斷發展，我國火力發電廠汽機輔機設備和世界發達國家的設備差距已經得到了很大的縮短，但是由于在汽機輔機的運行過程中，遭受到諸多因素的干擾，如相關人員的綜合素質較低，設備管理水平較低等，從而致使在設備使用管理和系統性能上，相對于發達國家依然存在著很大差距。當下我國火力發電廠對管道網絡性質存在著嚴重忽視，雖然在汽機輔機的使用效率和性能上都已經到達了世界水平，但是由于其只是對某一個單一對象進行重視，從而導致在結合輔助設備和管網后，會讓汽機輔機的綜合使用效率被很大程度的降低。此外，由于我國火力發電廠在資金上的不足，導致汽機輔機的優化水平很難得到提升，從而讓汽機輔機的優化工作遭到了限制，阻礙了進行先進技術的開發工作。而且，由于汽機輔機自身存在著一定的多樣性和復雜性問題，使得完善的優化方案和技術在一定時間內很難研發出來。

2 火力發電廠汽機輔機運行優化策略

火力發電廠汽機輔機運行過程中的問題已經成為了影響火力發電廠發電量的最主要因素之一，如何有效的對火力發電廠汽機輔機運行進行優化從而提高火力發電廠成為了目前關注的焦點。下面介紹火力發電廠汽機輔機運行的優化策略：

2.1 加熱器的優化

2.1.1 加熱器故障對于機組的影響

在火電站正常運行時，火電站的加熱器數量應當是與整體系統的設計想符合的，也就是說正常情況下的加熱器數量剛好能夠滿足系統的正常運行需求，而一旦發生故障，系統就會將發生故障的加熱器關閉，這樣一來就會導致系統線路中的加熱器數量減少。而一旦系統將發生故障的加熱器關閉，就會導致加熱器所在區域位置的旁路門開關松動，這樣加熱器中的水流就會流入其他的線路中，從而對于系統產生嚴重的影響，這些影響主要表現如下：

（1）加熱器的關閉。在系統中，一旦發生加熱器故障則應當根據故障加熱器的類型不同采取不同的措施，否則會影響整個系統的運行。如果發生故障的加熱器是高壓加熱器，這時應當將線路中的負荷降低運行系統。否則會使得系統大量抽油，造成大量的能源浪費。此外，如果抽油時大量的油返回汽輪機，會導致汽輪機溫度降低，并且使其內部壓力增大，嚴重的影響了系統的穩定。而如果發生故障的是低壓加熱器，這時候如果不采取相應的措施就會使系統內部的加熱不均勻，從而導致機組內的蒸汽大量排出，導致了嚴重的能源損耗。

（2）加熱器支路閉合的不嚴。在火力發電廠加熱器故障以后，一旦對其關閉就會導致其控制不到位，無法緊密的閉合，這樣一來周邊就會發生較為嚴重的蒸汽泄露情況，從而造成了嚴重的能源浪費。

（3）疏水泵故障。加熱器對于水位的要求比較高，因此一定要控制好水位的高度，確保加熱器的工作效率，而一旦有加熱器故障，就會影響整個機組內部水位的高度，從而影響整體的傳熱能力。

2.1.2 回熱器的優化

在火電站的加熱機組中，是將蒸汽冷卻以及疏水冷卻等裝置也歸納為加熱系統中的，之所以這樣劃分是因為包括蒸汽冷卻段在內的每一段都可以以特定的方式對于水進行一定的加熱。就以蒸汽冷卻段而言，其能夠以蒸汽凝結的方式來對于冷水進行加熱，從而提高水溫，而疏水段也可以有效的提高水溫，并且還能夠提高對于抽氣能量的利用。在機組的運行過程中，由于每一臺除氧器在運行過程中均是將蒸汽以0.3%的比例進行對外排放的，因此會浪費大量的能源，對此較好的解決措施是對于噴嘴進行相應的改裝，最大程度上提高噴嘴的過濾與防堵塞，有效的降低能源的消耗。

2.2 優化水泵

2.2.1 優化給水泵

依據運動方式的不同，給水泵主要分為兩種模式：①變速水泵；②定速水泵。變速水泵工作主要是借助于運動變速原理以及平移泵特征來運行的；而定速水泵工作主要是通過鍋爐給水閥門進行調節的方法進行運行的，但是在負荷較低的狀況下對機組進行使用，則就會讓閥門處出現一定損失。因此，兩種對比下，變速水泵的優點要更為多，它不需要對水閥門進行調節就可以將積水量改變，能夠在負荷較低的狀態下讓水能得以節約，而這些特性都是定速水泵所不具備的。針對于啟動和電動水泵使用方式存在差異上來說，在經濟運行較為符合的條件下，氣動泵組明確好運行模式，能夠讓氣泵組的經濟效益得到有效改變。通常情況下，在熱備用中氣動泵的轉速大致在3000r/min，這樣可以很好的讓給水泵進行循環時所需要的水流量得以維持，但是其也會讓泵組的消耗程度增加。因此，在對泵組運行方式進行確定過程中，不但要充分的考慮到負荷情況，還應該對負荷變化所需要的時間進行考慮。

2.2.2 優化循環水泵

冷卻水溫、機組負荷，循環水流量會直接影響凝汽器真空的變化，從而會影響循環水泵的出力，在不斷增加的水流量下，凝汽器的壓力也會有所降低，而且還能讓機組出力程度得以增加，而在這種情況下就會讓循環水泵的能源消耗不斷增大。隨著不斷增加的水流量、循環水泵需消耗的功能和機組出力的差值達到最大時，就會讓凝汽器運行狀態得到最佳，同時循環水泵的運行狀態也會到達最佳。但是在實踐操作當中，不能夠隨意的改變循環水量，火力發電廠中循環水泵的使用數量也是具有一定限制。因此，只有在水泵數量有限的情況下，研究水泵運行的不同模式，比如高低速、汽泵或者變頻，再結合實驗對不同運行方式中凝汽器循環水泵的耗能等情況進行檢驗，最終找出循環書泵最佳的運行方式。

2.3 優化汽機輔機的抽氣裝置

火力發電廠一般情況下經常使用的是噴射式真空抽氣器，其具有很多的優點，一般也會將其分為兩個部分，包括蒸汽噴射器和空氣噴射器，這兩者具有相同的原理，但是也存在一定的差異，對于真空抽氣主要是利用壓力將真空抽取，而對于空氣噴射器主要是利用高壓蒸汽將真空來抽取的。但是對于一些火電廠主要還是使用水環式真空泵。通過比較真空抽氣裝置和真空泵，其都是存在各自的優勢和劣勢，火電廠需要根據實際的情況進行相應的真空設備選擇。從具體的實際情況來看，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，抽真空裝置具有的優點主要是結構簡單、性能穩定、成本低，但是其也存在很多的缺點，主要體現在運行的成本比較高，從而使得水資源有很大的浪費，同時維護的成本也會大大增加。而真空泵抽吸裝置的最大優勢是能夠在有限的時間內縮短啟動的時間，從而降低操作過程中的機器損耗，同時因為它的功耗是抽氣機的33%左右，所以操作起來比較簡單，水資源也不會太浪費，但是也存在不足，主要是投資高，同時處理蒸汽的能力比較弱，從而對真空系統的安全運行有很大的影響，不能為正常運行提供一定的保障。

3 結語

在火力發電廠運行過程中其汽機輔機的運行對于保證火電廠的運行與發電效率起著及其重要的作用，盡管目前火力發電廠汽機輔機運行存在一定的問題，但是只要能夠對于汽機輔機的運行進行一定的優化，依據實際的情況對汽機各輔機進行不斷的改造和完善，就一定能夠促進傳統工作模式的改變，從而推動我國電力事業的發展，促進我國經濟的發展和進步。

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TM621

A

1004-7344（2016）21-0077-02

2016-7-6

敖忠波（1984-），男，仡佬族，貴州務川人，助理工程師，中專，主要從事工作和研究為火電廠集控運行，汽機主機運行維護方面。