電廠汽輪機輔機的設計及運行優化分析

李永忠

摘要：隨著電力行業的發展，對我國國民經濟產生了相當大的促進作用，電力行業本身的發展水平決定了其工業、農業以及其互聯網行業的水平。在電廠當中需要保障供電質量，同時對于供電效率也需要最大限度的提升，減少發電過程當中產生的能耗現象，提升電廠的熱經濟性。在電廠運行效益的提升過程當中，需要對汽輪機等進行優化設計，實現對汽輪機的輔機開展各項優化工作，從而減少產生不必要的能源損耗，提升輔機的工作效率，最終對整個電廠的熱效率可以起到有效的促進作用。

關鍵詞：輔機;電廠汽輪機;設計;運行優化

在現代社會中，對于電力需求量持續增加，居民生活和社會生產對電力企業的需求也越來越多，因此需要對生產規模進行優化，合理控制其生產成本。電廠當中主要采用汽輪機的方式，設備在運行過程中如果存在問題或者故障，則會對居民生活和社會生產帶來困擾。對汽輪機輔機進行優化和改進，可以切實提升生產效率，保障生產的安全。

一、電廠汽輪機輔機系統及主要設備

在電廠發電的系統當中，其熱力設備主要包含鍋爐以及汽輪發電機、各種輔助設備，實現主機設備和水系統、蒸汽系統以及輸送電系統的有效連接，從而形成了整體的電廠系統。

汽輪發電機輔機系統，主要分為水系統、油系統以及蒸汽系統這三大部分。水系統，主要包含循環水冷卻水系統、凝結水及給水系統、除鹽水系統。油系統，主要包含潤滑油系統、密封油系統（若設計需要）及抗燃油系統。蒸汽系統，主要包含四大管道系統、高低壓旁路系統、抽汽系統及軸封系統。汽輪機輔助設備，主要包含凝汽設備、低壓加熱器、高壓加熱器、除氧器、給水泵及冷卻塔等。

二、汽輪機輔機的設計及運行優化分析

（一）輔機的經濟運行分析

由于汽輪機組本身的經濟性和安全性方面受到各種因素的影響，汽輪機的研發設計、制造以及安裝運行等多個環節，都具備較大的節能潛力，和偏離汽輪機的額定工況都存在著較大的關系。電廠汽輪機經濟性屬于輔機設備的重要指標，能實現對汽輪機經濟運行重要環節的評價。因此，可以對高壓加熱器、給水泵以及凝汽器等輔機設備的優化設計，來實現機組的最優運行狀態。

（二）給水泵的能量損失及優化分析

首先，電動給水泵在調節及運行方式上，可以分為變速泵和定速泵。變速給水泵，主要通過平移泵、變動轉速揚程流量曲線的方式來實現變化，其中可以避免改變管道的阻力，實現在不用給水調節閥的狀態下實現水流量的改變。變速給水泵主要是利用改變管組特點來實現操作的目的，此種方式在低負荷狀態下能量產生的損耗會相對較多，同時其閥門當中的節流損失現象也會增加。因此實際應用的過程當中，在低負荷狀態下，前者優越性相對較強，其節能效果相對明顯。

其次，在給水泵組的優化分析方面，需要根據其機組的具體配置，以及單臺機組汽動給水泵的余量的大小變化進行分析。對于汽動泵組來說，可以根據其實際運行狀況來進行運行方式的確定。在整個過程當中，當汽輪機處于滑壓運行時，其給水閥的開度會增加，利用給水泵自動調節轉速的方式來有效的消除節流損失的現象。

對于常規的運行，其備用的泵組如果采用熱備當中需要保持每分鐘三千轉，從而實現給水泵的循環流量。此狀態下，備用泵所產生的蒸汽流量會更多，從而對泵組的汽耗量也會相對增加。由此可見，在低負荷的狀態下，利用單泵運行配合電泵備用的方式，其經濟性相對較高。在負荷的變化狀態下，所持續的時間長短和電動泵本身的容量問題也需要考慮，從而達到電機在啟停的過程當中所產生的能耗問題。本文主要以機組為85MW負荷狀態下的最佳滑壓工況進行節能效果的分析，對于電動給水泵和汽動給水泵的優化原理方式屬于一致的狀態，但是可以對耗汽量進行節約，如表1所示。

（三）循環水泵運行性能分析

在機組的冷卻水溫和負荷保持不變的情況下，機組本身的背壓在循環水的流量變化下產生變動，從而對循環水泵的功耗會產生影響。在循環水泵的最佳運行背壓方式中，主要由循環水泵的功能增加值和機組本身的出力增加值產生的最大差值決定的。實際運行過程中配套的循環水泵數量非常有限，導致循環水流量不能產生連續的變動，只能利用現階段水泵數量以及汽輪機的功耗增值進行最佳運行背壓的得出，也可以對相對應的循環水泵的最佳運行方式進行獲取。本文利用某廠2300W的機組作為實驗對象，配備兩臺具備聯絡管連接的兩臺型號相同的循環水泵進行試驗。保證相應的組合方式，利用一機一泵、一機兩泵以及兩機三泵的方式，在不同的循環水溫以及負荷狀態下，獲取循環水泵的最佳運行方式，實驗數據如表2和表3所示。

分析表2和表3可以得出，對于循環水溫較低或者機組存在部分負荷的狀態下，可利用調整機組的運行方式來對機組的供電量進行增加。在一機一泵或者兩機三泵的組合方式下，需要打開機組之間存在的聯絡門，避免斷水現象的產生。

（四）抽汽設備運行方式優化

抽汽設備運行方式優化主要針對于真空泵水溫較高的現象，利用溫度較低的地下水來對工作液體進行外圍冷卻處理，從而提升真空泵抽吸的能力。在夏季高溫天氣，利用地下水作為冷卻劑，可以極大的提升真空泵的抽吸能力，對于泵的功耗可以有效降低，對于凝汽器的真空度以及換熱效率也可以起到有效提升作用。

結束語：

隨著我國經濟和社會經濟的蓬勃發展，市場對于電力的需求量也得到了持續的增加。汽輪機輔機屬于電力生產當中的重要設備，其運行的穩定性和安全性關系著電力生產效率。電廠方面結合自身的實際情況采取有效的措施來優化和改進汽輪機輔機，降低電力的生產成本，實現其經濟效益和社會效益。

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