電廠汽輪機輔機運行優化及改進

李旭

摘 要：我國電廠發電以汽輪機發電為主，保持著較高效率的運行水平。輔機系統作為汽輪機的重要組成部分卻往往被忽略，在實際運行中存在著嚴重資源浪費問題。那么對輔機系統設備運行方式進行優化和采取有效措施進行改進，是電廠提高發電效率的首要目標。本文從輔機安全、經濟運行角度出發，對電廠汽輪機輔機運行優化及改進進行探討，提出有效建議。

關鍵詞：給水泵;循環水泵;抽氣設備;凝結水系統;優化;改進

1 給水泵運行優化

鍋爐給水泵是火力發電廠重要的輔助設備，也是廠用電消耗最多的輔助設備。給水泵能量損失主要來源于三個方面：運行效率低造成的流量過剩;揚程儲備引起;出于安全運行考慮而配備參數偏大型號的給水泵。火力發電廠中的大型機組往往會選用功率較大的電動給水泵，其耗電量接近廠用電量的二分之一。出于對大型機組的整體經濟性考慮，對給水泵的運行方式進行優化至關重要。通過機組在不同負荷及運行條件下給水泵的流量-揚程特性曲線和流量-效率特性曲線，確定出最佳的給水泵組運行方式。

對于大功率汽輪機來說，若機組按（2臺汽動給水泵+1臺電動泵）運行方式進行配置。從負荷的變化來看，當處于低負荷狀態下，采用單泵運行或電泵備用方式的經濟性要優于1臺運行或1臺備用的運行方式;當處于低負荷狀態的持續時間比臨界時間長的時候，電泵備用的運行方式最為經濟有效。當負荷高低狀態頻繁發生變化時，則不應采用（電泵+汽泵備用）的運行方式。為保障汽輪機的安全運行，當電動泵的容量小于運行中的汽動泵，當汽動泵發生故障或者出現跳閘問題后，僅僅通過電動泵在維持汽輪機主機運行的時間內，須將機組迅速降低至同電動泵容量相適應的負荷。若機組按容量均勻的3臺電動給水泵運行方式進行配置，泵組在低負荷滑壓工況下比定壓運行工況下的效率要低。

2 循環水泵運行優化及改進措施

在負荷狀態下的機組水溫被冷卻到特定溫度時，伴隨循環水流量的變化凝汽器壓力也會隨之產生一定程度的變化，從而對循環水泵的耗功產生較為直接的影響。所以當增加循環水流量后，機組所承受的壓力隨之減小，出力也會相應增加。那么一旦機組出力增加值與循環水泵耗功值差達到最大，凝汽器就處于最佳運行狀態，這時也是循環水泵的最佳運行方式。由于循環水泵的流量是不可持續調節的，可以根據現有的循環水泵數量以及泵葉片調整角度的變化來組合出不同的循環水泵運行方式。在工作實測中筆者發現，對循環水泵進行不同的組合，通過泵流量及耗功、凝汽器性能、汽輪機出力增加值與機組的負荷狀態、循環水溫變化情況相結合，從而計算出特定條件下的機組最佳運行背壓，最終可以確定出循環水泵的最佳運行方式。但是在實際操作中，還應考慮循環水泵切換操作的安全性。可以通過在機組間加裝聯絡管、采用雙速電機、安裝變頻器等方法，實現輔機的節能效果。

3 抽氣設備運行方式優化

抽氣設備的作用是將非凝固氣體抽出，以確保凝器設備的真空度。而對抽氣設備運行產生的影響因素包含：入風口處的溫度、壓力、泵轉速等。為了不影響抽氣設備自身，運行優化可以從提升冷卻液的冷卻效率入手，嚴格控制溫度，增大泵的空氣流速。此種方式還可使凝氣設備的換溫度能力得到提升，實際應用效果最佳。

4 凝結水系統運行優化及改進措施

凝結水泵的流量和揚程均偏大的問題是由于凝結水泵的出力點與凝結水系統的阻力不匹配所引起，是促進凝結水系統進行優化和改進的主因。電廠機組運行時，凝結水泵是處于小流量高揚程點狀態下運行，如果凝結水調整門開度小，會增加凝結水系統的阻力，對應的處理設備的工作壓力也會隨著增大，從而造成電能的浪費。那么將凝結水泵的定速運行改成變速運行，調整門保持全開狀態，通過管道阻力不變，凝結水水泵轉速改變的方式來實現凝結水系統的運行優化。此種方式下，當凝結水水泵的轉動速度變小后，揚程和流量曲線會隨之下移，在流量減少后揚程也會隨之降低，這個過程中水泵始終保持在高工作效率范圍內。此外為保證凝結水系統的節能性，還可減少葉輪級數，使凝結水泵的揚程降低，從而解決不匹配的問題。

5 其他輔機的運行改進措施

輸送水體系改進：在實際工作中最常見的是因輸送水體系規格不匹配，導致的泵口崩裂和大量漏水問題。解決這一問題的改進措施是，在凝氣設備處安裝可與空氣接觸的輸送水泵，起到消除因水泵沖撞而造成震動的作用。

改進輸送水位調控力度;輸送水位的高低會直接影響輔機的工作效率。輔機的實際運行中，輸送水位往往達不到預期的設計要求，隨之會帶來一些列諸如輸送水位溫度升高、氣泡沖擊等問題。那么需要通過試驗方法改變輸送水為預期設計高度的方法來解決，同時增大可操作范圍。此外，還可通過提高輸送水位支撐高度的方法，來改進對輸送水位的調控力度。

增加輔機偶合設備效率：汽輪機的偶合設備包括：偶合器、渦輪等，這些儀器在工作中會產生較大的軸向力，造成儀器工作穩定性降低，因此長期工作中的偶合設備，容易出現斷裂、振幅過大的問題，導致工作效率降低。其中最為突出的是渦輪扭矩不穩定的問題，尚且還未有好的解決方法。為了確保偶合設備的高效率的穩定運行，可通過增加偶合設備功率途徑入手，比如在實際電廠機組運行中，會對偶合機箱體進行焊接以增加設備的強度，提升設備使用限度。還可通過降低扭矩的頻率來實現減少阻力造成的不良影響。此外，還應對注重輔機偶合設備的定期維護和保養，保證設備處于良好的工作狀態。

6 結語

對電廠汽輪機輔機運行進行優化和改進，提升了汽輪機組的工作效率，提高了電廠對資源的有效利用。在實際電廠工作中，可通過試驗計算對比找到電廠汽輪機輔機系統設備的最佳運行方式，采用改進措施提升輔機設備的運行效率和穩定性，不僅能提高輔機系統的經濟性和節能目的，同時也是保障輔機系統安全性的有效措施，為電力行業技術的發展指明了有效途徑。

參考文獻：

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