關于火電廠凝汽式汽輪機冷端系統的運行優化策略探討

李浩

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

關鍵詞：火電廠;凝汽式汽輪機;冷端系統;運行;優化策略

冷端系統要實現節能目的，還要使其核心凝汽器的真空度滿足耗能參數要求，這需要確定其最佳真空，在冷端系統設計中，循環水泵也是重點設計對象，相關人員需要確定其最佳循環水量，以使冷卻水量得以減少，實現節水目的。在優化冷端系統時，還要保證其基礎性能，使其能處于高效運行狀態。本文主要針對火電廠凝汽式汽輪機冷端系統的運行優化策略進行探討。

1 實例概況

火電廠為了提高生產效率、降低生產成本，可以對汽輪機冷端系統進行改造。以型號為N300-16.7/538/538的汽輪機為例，該汽輪機配置的循環水泵為定速閉式，數量為兩臺，型號為180LKA-24，這種閉式循環水泵會為冷端系統提供相關的冷卻水，開式供水方式為主要選擇。在該汽輪機冷卻系統運行過程中，出現的浪費現象主要表現在冷卻水量不受控以及熱污染大，凝汽器運行參數不合要求導致的能耗等。雖然也采取了改善措施，但其主要對冷卻水量進行調節，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。基于節能環保要求，相關人員需要對冷端系統進行深度優化，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運行優化策略

2.1 確定最佳循環水流量

循環水流量大小直接關系到冷卻水量，為了節約冷卻水，相關人員還要對循環水流量進行調整設計，使其在滿足循環冷卻系統功能要求同時達到最佳最少狀態。循環冷卻水系統在冷卻水提供以及蒸汽水循環應用中發揮重大作用。蒸汽來自汽輪機低壓缸，循環利用的蒸汽水是汽凝結后的水。在系統優化設計中，相關人員應使循環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荷有關，也會受到溫度的影響和制約。所以在確定最佳循環水流量時，還要綜合考慮影響因素，并將其作為計算的前提條件。在最佳循環水流量計算中，相關人員需要改變其中的一個條件，如排汽量大小，條件改變后，溫度也會作出調整，此時的循環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壓力的參考依據，相關人員還要在參數變化后，及時做好記錄。凝汽器的真空度會受到循環水流量影響，在一定范圍內，機組運行功率和循環水流量呈正相關。增加水流量，機組運行功率會逐漸接近水泵功耗量，相關人員要找到兩者相等時的水流量臨界值，并在兩者未達到平等狀態時，找出最大差值，然后根據這些數據參數，有效調整水流量。水流量的調節可以通過水泵葉片的調整實現。循環水流量運行過程中，也會產生電能損耗，相關人員要將水量控制在最佳狀態，以使能耗降低[1]。在確定最佳水流量后，相關人員還要對供水方式進行優化，使供水中的水泵數量增多，這些水泵需要組合在一起，完成最佳水流量供應工作，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系到汽輪機組的運行效率和熱經濟性，為了節約成本，相關人員要在優化設計中確定凝汽器的最佳真空參數。機組運行功率與真空參數大小呈正相關，在某個范圍內，真空參數越大越好，但超過該臨界值，真空非最佳狀態，機組運行效率也非最佳。在確定最佳真空方面，相關人員可以研究循環水流量與真空參數之間的關系。前者會對后者產生一定的影響，主要表現在蒸汽循環利用中，蒸汽水形成的過程會對蒸汽器真空產生負面影響。當機組輸出功率與循環水泵消耗功率差值最大時，真空參數最佳。在調節真空參數時，相關人員可以從循環水流量調節方面入手，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中，要使該參數一直處于最佳狀態，相關人員還要借助真空泵來自由啟停，使真空得到有效調節。但在優化真空泵啟停方式中，還要注意控制真空調整過程中的耗能，使其遠遠小于真空泵消耗功率[2]。相關人員還要找到真空泵停止應用的判斷依據，以保證調整耗能大于運行耗能時，能及時使其處于停止運行狀態。

2.3 在經濟角度上優化冷端系統

冷端系統優化設計不僅要考慮能源和能耗節約，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，在計算費用時，相關的參考參數便是冷卻水量，相關人員還要通過計算結果，控制冷卻水量。在計算過程中，相關的計算準則以政府和行業規定的標準為參考。在計算中，會涉及到這兩種費用，也會涉及到拖動循環水泵的電動機耗能費用和汽輪機功率增加收益數值，相關人員需要用該收益值減掉其他費用，最終結果便是汽輪機凈收益[3]。

3 結束語

在冷端系統優化設計中，相關人員要分別從節能、節水和節約成本角度出發，確定優化設計點，以使系統在發揮功能同時達到節約環保目的。在冷端系統優化設計中，相關人員需要考慮具體的實例概況以及優化要求，如此冷端系統才會與汽輪機相匹配。在設計中，可能會遇到技術或其他方面的問題，相關人員還要重點解決這些問題，使其不會影響冷端節能情況。

參考文獻：

[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化分析[J].中國新技術新產品，2016（10）：72-73.

[2]雷雯靜.解析火電廠凝汽式汽輪機冷端運行優化[J].企業技術開發，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化研究[J].汽輪機技術，2016，52（02）：137-140.