火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行探討

敖忠波

（貴州黔桂發(fā)電有限責(zé)任公司 貴州盤(pán)縣 553531）

火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行探討

敖忠波

（貴州黔桂發(fā)電有限責(zé)任公司 貴州盤(pán)縣 553531）

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)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(duì)于能源的消耗也越來(lái)越大，電力能源作為人們生產(chǎn)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(guó)電力行業(yè)帶來(lái)了一定的壓力。目前我國(guó)的電力能源主要還是依靠火力發(fā)電，在火力發(fā)電廠發(fā)電的過(guò)程中，電廠的汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行狀況對(duì)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(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的概念，然后大概分析了如今火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)存在的問(wèn)題，并在此基礎(chǔ)上探討了當(dāng)下我國(guó)火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的優(yōu)化策略。

火力發(fā)電廠；汽機(jī)輔機(jī)；優(yōu)化；運(yùn)行

1 火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的概述和問(wèn)題

1.1 汽機(jī)輔機(jī)的組成

目前我國(guó)火力發(fā)電廠的輔機(jī)設(shè)備中主要有：抽氣、冷卻和凝氣設(shè)備。抽氣設(shè)備即真空泵可分為容積式和射流式兩種類(lèi)型。主流為容積式真空泵，主要有兩種：①液環(huán)式；②離心式。在射流式抽氣機(jī)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(lái)對(duì)氣體進(jìn)行抽取的工作原理，而射水式則是借助于水的壓力來(lái)對(duì)氣體進(jìn)行抽取。兩種模式相比較下，射水式要更為簡(jiǎn)單，在維護(hù)上較為方便，且較為實(shí)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(huì)對(duì)其使用效果造成很大影響。其次，是冷卻系統(tǒng)，也就是供水系統(tǒng)。在火力發(fā)電廠中供水系統(tǒng)主要有兩種形式，開(kāi)式和閉式，開(kāi)式即直流供水系統(tǒng)；閉式屬于循環(huán)供水系統(tǒng)。閉式也分為兩種類(lèi)型，噴水池和冷卻水。最后則是凝氣設(shè)備，它是由凝汽器、凝結(jié)水泵以及輔助設(shè)備組成起來(lái)的。它能夠在工質(zhì)回收后，逐漸的形成一個(gè)循環(huán)機(jī)制，同時(shí)還能夠?qū)δY(jié)水和補(bǔ)給水在真空條件下進(jìn)行一定的除氧。其外還能夠氣機(jī)排氣口處建立真空狀態(tài)，從而讓汽機(jī)循環(huán)的熱效率得到不斷提升。

1.2 汽機(jī)輔機(jī)系統(tǒng)的問(wèn)題

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)設(shè)備和世界發(fā)達(dá)國(guó)家的設(shè)備差距已經(jīng)得到了很大的縮短，但是由于在汽機(jī)輔機(jī)的運(yùn)行過(guò)程中，遭受到諸多因素的干擾，如相關(guān)人員的綜合素質(zhì)較低，設(shè)備管理水平較低等，從而致使在設(shè)備使用管理和系統(tǒng)性能上，相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家依然存在著很大差距。當(dāng)下我國(guó)火力發(fā)電廠對(duì)管道網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)存在著嚴(yán)重忽視，雖然在汽機(jī)輔機(jī)的使用效率和性能上都已經(jīng)到達(dá)了世界水平，但是由于其只是對(duì)某一個(gè)單一對(duì)象進(jìn)行重視，從而導(dǎo)致在結(jié)合輔助設(shè)備和管網(wǎng)后，會(huì)讓汽機(jī)輔機(jī)的綜合使用效率被很大程度的降低。此外，由于我國(guó)火力發(fā)電廠在資金上的不足，導(dǎo)致汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化水平很難得到提升，從而讓汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化工作遭到了限制，阻礙了進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)的開(kāi)發(fā)工作。而且，由于汽機(jī)輔機(jī)自身存在著一定的多樣性和復(fù)雜性問(wèn)題，使得完善的優(yōu)化方案和技術(shù)在一定時(shí)間內(nèi)很難研發(fā)出來(lái)。

2 火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行優(yōu)化策略

火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題已經(jīng)成為了影響火力發(fā)電廠發(fā)電量的最主要因素之一，如何有效的對(duì)火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化從而提高火力發(fā)電廠成為了目前關(guān)注的焦點(diǎn)。下面介紹火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的優(yōu)化策略：

2.1 加熱器的優(yōu)化

2.1.1 加熱器故障對(duì)于機(jī)組的影響

在火電站正常運(yùn)行時(shí)，火電站的加熱器數(shù)量應(yīng)當(dāng)是與整體系統(tǒng)的設(shè)計(jì)想符合的，也就是說(shuō)正常情況下的加熱器數(shù)量剛好能夠滿足系統(tǒng)的正常運(yùn)行需求，而一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)就會(huì)將發(fā)生故障的加熱器關(guān)閉，這樣一來(lái)就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)線路中的加熱器數(shù)量減少。而一旦系統(tǒng)將發(fā)生故障的加熱器關(guān)閉，就會(huì)導(dǎo)致加熱器所在區(qū)域位置的旁路門(mén)開(kāi)關(guān)松動(dòng)，這樣加熱器中的水流就會(huì)流入其他的線路中，從而對(duì)于系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，這些影響主要表現(xiàn)如下：

（1）加熱器的關(guān)閉。在系統(tǒng)中，一旦發(fā)生加熱器故障則應(yīng)當(dāng)根據(jù)故障加熱器的類(lèi)型不同采取不同的措施，否則會(huì)影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。如果發(fā)生故障的加熱器是高壓加熱器，這時(shí)應(yīng)當(dāng)將線路中的負(fù)荷降低運(yùn)行系統(tǒng)。否則會(huì)使得系統(tǒng)大量抽油，造成大量的能源浪費(fèi)。此外，如果抽油時(shí)大量的油返回汽輪機(jī)，會(huì)導(dǎo)致汽輪機(jī)溫度降低，并且使其內(nèi)部壓力增大，嚴(yán)重的影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定。而如果發(fā)生故障的是低壓加熱器，這時(shí)候如果不采取相應(yīng)的措施就會(huì)使系統(tǒng)內(nèi)部的加熱不均勻，從而導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)的蒸汽大量排出，導(dǎo)致了嚴(yán)重的能源損耗。

（2）加熱器支路閉合的不嚴(yán)。在火力發(fā)電廠加熱器故障以后，一旦對(duì)其關(guān)閉就會(huì)導(dǎo)致其控制不到位，無(wú)法緊密的閉合，這樣一來(lái)周邊就會(huì)發(fā)生較為嚴(yán)重的蒸汽泄露情況，從而造成了嚴(yán)重的能源浪費(fèi)。

（3）疏水泵故障。加熱器對(duì)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(huì)影響整個(gè)機(jī)組內(nèi)部水位的高度，從而影響整體的傳熱能力。

2.1.2 回?zé)崞鞯膬?yōu)化

在火電站的加熱機(jī)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(tǒng)中的，之所以這樣劃分是因?yàn)榘ㄕ羝鋮s段在內(nèi)的每一段都可以以特定的方式對(duì)于水進(jìn)行一定的加熱。就以蒸汽冷卻段而言，其能夠以蒸汽凝結(jié)的方式來(lái)對(duì)于冷水進(jìn)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(duì)于抽氣能量的利用。在機(jī)組的運(yùn)行過(guò)程中，由于每一臺(tái)除氧器在運(yùn)行過(guò)程中均是將蒸汽以0.3%的比例進(jìn)行對(duì)外排放的，因此會(huì)浪費(fèi)大量的能源，對(duì)此較好的解決措施是對(duì)于噴嘴進(jìn)行相應(yīng)的改裝，最大程度上提高噴嘴的過(guò)濾與防堵塞，有效的降低能源的消耗。

2.2 優(yōu)化水泵

2.2.1 優(yōu)化給水泵

依據(jù)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)變速原理以及平移泵特征來(lái)運(yùn)行的；而定速水泵工作主要是通過(guò)鍋爐給水閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法進(jìn)行運(yùn)行的，但是在負(fù)荷較低的狀況下對(duì)機(jī)組進(jìn)行使用，則就會(huì)讓閥門(mén)處出現(xiàn)一定損失。因此，兩種對(duì)比下，變速水泵的優(yōu)點(diǎn)要更為多，它不需要對(duì)水閥門(mén)進(jìn)行調(diào)節(jié)就可以將積水量改變，能夠在負(fù)荷較低的狀態(tài)下讓水能得以節(jié)約，而這些特性都是定速水泵所不具備的。針對(duì)于啟動(dòng)和電動(dòng)水泵使用方式存在差異上來(lái)說(shuō)，在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行較為符合的條件下，氣動(dòng)泵組明確好運(yùn)行模式，能夠讓氣泵組的經(jīng)濟(jì)效益得到有效改變。通常情況下，在熱備用中氣動(dòng)泵的轉(zhuǎn)速大致在3000r/min，這樣可以很好的讓給水泵進(jìn)行循環(huán)時(shí)所需要的水流量得以維持，但是其也會(huì)讓泵組的消耗程度增加。因此，在對(duì)泵組運(yùn)行方式進(jìn)行確定過(guò)程中，不但要充分的考慮到負(fù)荷情況，還應(yīng)該對(duì)負(fù)荷變化所需要的時(shí)間進(jìn)行考慮。

2.2.2 優(yōu)化循環(huán)水泵

冷卻水溫、機(jī)組負(fù)荷，循環(huán)水流量會(huì)直接影響凝汽器真空的變化，從而會(huì)影響循環(huán)水泵的出力，在不斷增加的水流量下，凝汽器的壓力也會(huì)有所降低，而且還能讓機(jī)組出力程度得以增加，而在這種情況下就會(huì)讓循環(huán)水泵的能源消耗不斷增大。隨著不斷增加的水流量、循環(huán)水泵需消耗的功能和機(jī)組出力的差值達(dá)到最大時(shí)，就會(huì)讓凝汽器運(yùn)行狀態(tài)得到最佳，同時(shí)循環(huán)水泵的運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)到達(dá)最佳。但是在實(shí)踐操作當(dāng)中，不能夠隨意的改變循環(huán)水量，火力發(fā)電廠中循環(huán)水泵的使用數(shù)量也是具有一定限制。因此，只有在水泵數(shù)量有限的情況下，研究水泵運(yùn)行的不同模式，比如高低速、汽泵或者變頻，再結(jié)合實(shí)驗(yàn)對(duì)不同運(yùn)行方式中凝汽器循環(huán)水泵的耗能等情況進(jìn)行檢驗(yàn)，最終找出循環(huán)書(shū)泵最佳的運(yùn)行方式。

2.3 優(yōu)化汽機(jī)輔機(jī)的抽氣裝置

火力發(fā)電廠一般情況下經(jīng)常使用的是噴射式真空抽氣器，其具有很多的優(yōu)點(diǎn)，一般也會(huì)將其分為兩個(gè)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(duì)于真空抽氣主要是利用壓力將真空抽取，而對(duì)于空氣噴射器主要是利用高壓蒸汽將真空來(lái)抽取的。但是對(duì)于一些火電廠主要還是使用水環(huán)式真空泵。通過(guò)比較真空抽氣裝置和真空泵，其都是存在各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，火電廠需要根據(jù)實(shí)際的情況進(jìn)行相應(yīng)的真空設(shè)備選擇。從具體的實(shí)際情況來(lái)看，抽真空裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、成本低，其缺點(diǎn)就是運(yùn)行成本比較高，抽真空裝置具有的優(yōu)點(diǎn)主要是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、性能穩(wěn)定、成本低，但是其也存在很多的缺點(diǎn)，主要體現(xiàn)在運(yùn)行的成本比較高，從而使得水資源有很大的浪費(fèi)，同時(shí)維護(hù)的成本也會(huì)大大增加。而真空泵抽吸裝置的最大優(yōu)勢(shì)是能夠在有限的時(shí)間內(nèi)縮短啟動(dòng)的時(shí)間，從而降低操作過(guò)程中的機(jī)器損耗，同時(shí)因?yàn)樗墓氖浅闅鈾C(jī)的33%左右，所以操作起來(lái)比較簡(jiǎn)單，水資源也不會(huì)太浪費(fèi)，但是也存在不足，主要是投資高，同時(shí)處理蒸汽的能力比較弱，從而對(duì)真空系統(tǒng)的安全運(yùn)行有很大的影響，不能為正常運(yùn)行提供一定的保障。

3 結(jié)語(yǔ)

在火力發(fā)電廠運(yùn)行過(guò)程中其汽機(jī)輔機(jī)的運(yùn)行對(duì)于保證火電廠的運(yùn)行與發(fā)電效率起著及其重要的作用，盡管目前火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行存在一定的問(wèn)題，但是只要能夠?qū)τ谄麢C(jī)輔機(jī)的運(yùn)行進(jìn)行一定的優(yōu)化，依據(jù)實(shí)際的情況對(duì)汽機(jī)各輔機(jī)進(jìn)行不斷的改造和完善，就一定能夠促進(jìn)傳統(tǒng)工作模式的改變，從而推動(dòng)我國(guó)電力事業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步。

[1]凌建波.對(duì)火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化的探討[J].科技風(fēng)，2011（24）：9.

[2]王瑞斌.火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行[J].科技與企業(yè)，2013（23）：376.

[3]郭輝.關(guān)于優(yōu)化火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的一些分析[J].河北企業(yè)，2014（3）：93.

[4]李百鵬.試論火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)現(xiàn)狀及優(yōu)化策略[J].中國(guó)科技投資，2013（Z2）：99.

[5]魏 光，王志紅.分析火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行[J].科技傳播，2012，4（20）.192～193.

TM621

A

1004-7344（2016）21-0077-02

2016-7-6

敖忠波（1984-），男，仡佬族，貴州務(wù)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(yùn)行，汽機(jī)主機(jī)運(yùn)行維護(hù)方面。