火力发电厂中汽机辅机的优化运行许驰

火力发电厂中汽机辅机的优化运行许驰

许驰何耘夫

(中国葛洲坝集团装备工业有限公司湖北武汉430048;中国市政工程中南设计研究总院有限公司湖北武汉430010)

摘要：随着社会的不断发展，中国经济水平逐步提高，各个领域发展迅速，电力行业也不例外，火力发电厂是电力工业发展过程中的重要组成部分，是工业社会的主要动力来源。汽轮机辅机是火力发电厂不可缺少的组成部分，其运行水平将直接影响到发电的产量和质量，对于电力企业的发展具有非常重要的作用。因此，火电厂汽轮机辅机优化运行已成为火电厂发展的重要课题之一。在此基础上，对火力发电厂汽轮机辅机的优化运行进行了简单的研究。

关键词：汽轮机；辅机优化；火力发电厂

引言

近年来，中国经济水平逐步提高，电力工业得到了快速发展，辅机作为火力发电厂的重要组成部分，对电力工业的发展起着非常重要的作用，火力发电厂不仅包括汽轮发电机组等主机设备，而且包括许多重要的辅助设备，对电力生产、安全稳定运行起着至关重要的作用。因此，电力行业应重视火力发电厂汽轮机辅机的优化，并根据社会发展的需要对现有的汽轮机辅机进行创新和完善，只有这样才能提高汽轮机辅机的运行质量和运行效率。

1、优化火电厂汽机辅机运行的必要性分析

当前，我国正处于能源战略发展升级转型的关键时期，为了更好地适应国家能源发展战略的需要，就必须切实注重能源结构的优化和完善，尽可能地促进能源利用率的提升。而电能是促进国民经济得以发展的根本性动力，作为新时期背景下的火电厂，在生产电能的同时又在消耗大量的矿石能源，为了更好地确保供电质量和供电可靠性，更好地提高系统效率，降低标煤耗，就需要在电厂进行合理的辅机调节，切实将厂用电率与热耗降到最低。同样也需要在日常运行中始终注重节能降耗原则的实施，并对火电厂汽机辅机的运行进行不断的优化调试和完善，促进节能降耗目标的实现，确保火电厂安全可靠的运行。

2、汽机辅机种类

2.1抽气设备

抽气设备在运行期间主要由容积式真空泵抽气机与射流式抽气机组成。其中容积式真空抽气机在实际运行期间主要通过液环与离心这两种模式为主，这对于抽气设备的正常运行来说提供了良好的保障基础。而射流式抽气机器、在实际运行期间可以通过蒸汽机进行气体喷射，增加整个抽气设备的蒸汽压力，使抽气设备的气体膨胀。另外，射流抽气设备在运行期间还可以通过水压的形式进行设备控制。不管是哪一种抽气设备，对于火力电厂的发展来说起到了非常重要的作用，使用起来也非常方便、维修便捷、成本较低。

2.2冷却设备

火力发电厂冷却设备主要由开放式与封闭式这两部分组成，对于火力发电厂的发展来说起到了非常重要的作用。其中的开放式冷却设备主要以开式水系统为基础进行运行，水源来自全厂的的循环水系统；而封闭式冷却设备是一种闭式循环供水系统，主要由闭式水泵、冷却水箱等设备组成。其在实际运行期间需要在8℃~10℃的水温中进行合理控制。冷端水温可以控制在5℃~10℃左右，这不仅可以提升辅机设备的运行质量与效率，同时还能减少设备的运行维护成本，提高火力发电厂的经济效益。

2.3凝汽设备

凝汽设备主要由凝汽器、凝结水泵、各级加热器组成。其中的凝凝结水系统的主要功能是把凝结水从凝汽器热井送至除氧器，为了保证系统安全可靠运行和提高循环热效率，在输送过程中，对凝结水系统进行控制、除盐、加热、除氧等一系列必要的环节。当凝汽设备在运行期间涡轮排气处于高真空状态时，那么就可以有效的提升火力发电厂的生产质量与效率，为火力发电厂的发展来说提供良好的保障基础。

3、机组火力发电厂辅机运行现状

下面以某火力发电厂实际情况进行分析。汽轮机组的安装、调试各个阶段都是为了提高机组的运行效率和保证安全可靠控制。但是，理论设计与实际运行情况总会有一定的偏差，待到机组正式运行还是遇到很多问题。可以说机组的实际运行情况不尽人意，尤其是经济性能以及安全方面。在正常工况下，偏差的数据在设计允许范围内，对机组的经济性、安全性影响还控制在较小的范围。可是，一旦遇到机组变负荷运行，辅机系统的联动会导致辅机工况的运行参数与设计值有较大偏差，有可能反向影响汽轮机组的安全性。现有的回热加热器在给水系统以及散热部分均不能达到先前的设计值。该系统在火电机组的运行中占着重要的位置，它的每个部分都影响着机组的运行。回热加热器一旦有问题出现，就意味着机组的损坏；另一方面，加热器的旁路门是要求严密关闭的，这方面很容易出现泄漏问题。这会导致加热器的水侧有了旁路可走，大大降低了机组的热经济效能。同时，若是大旁路出现这种状况，则影响更严重。还有加热器上、下端差的增大，疏水切换方式等问题都会使机组不能正常运行。

4、汽机辅机优化运行策略

4.1火力发电厂汽机辅机抽气设备的优化

火力发电厂汽机辅机包括一个很重要的组成部分——凝汽器的真空抽气设备，它的运行状况直接表现为机组背压能否实现，影响着机组能否安全高效的运行。无论是停机、启动或者是在机组正常运行的状况下，必须确保凝汽器里面处于真空状态，这就使得真空抽气设备的优化显得尤为重要。当前火力发电厂最常用的是喷射式真空抽气器，主要分为射汽抽气器和射水抽气器，两者使用介质不同，但基本原理是一样的，主要区别在于射汽抽气器使用压力蒸汽抽取真空，射水抽气器主要是使压力水抽取真空；还有些火力发电厂则使用水环真空泵维持凝汽器的背压。两个系列各有优劣：真空抽气器结构简单、性能稳定、成本比较低，但是其运行成本比较高，维护成本高，而且易造成水资源的浪费；真空泵启动时间短，其运行耗损功率低，仅为抽气器的33%不到，而且机械化程度高，但是缺点也很明显，投资大、对蒸汽的处理能力比较弱，会一定程度上影响真空系统的安全运行。要根据实际的运行状况选择合适的汽机辅机抽气设备，以最大程度实现发电机组高效可靠的正常运行。

4.2回热加热器运行优化

正常运行的机组，按照设计数量运行加热器，如果其中一个加热器出现故障，机组将自动关闭有故障的加热器，如果是高压加热器故障，会导致停用抽汽过多，热转换降低，如果是低压加热器故障，会使抽至加热器内的蒸汽得不到充分的加热，增加发电煤耗；如果出现加热器的旁路门开关不严的状况，会使加热器的进水流入其它支路，进水没有充分与蒸汽系统进行换热，损失抽汽系统的热能，同时可能导致加热器换热部件过热，对安全运行产生严重的威胁。

三台高加采用带三通阀和快速关断阀的大旁路系统。三通阀始终保证有一路是畅通的，在旁路管道上设有节流孔板，其作用是当三台高加全部切除后在过热器减温水和主给水之间形成压差，以保证减温水的流量。

采用大旁路使系统简化，但高压加热器任何一台故障，三台高加都必须同时切除。为了防止高加停运后，加热蒸汽关断阀可能泄漏，积于加热器管束内的给水继续被加热，而引起水侧超压，每台高压加热器端部上，设置一个安全阀。高加汽侧也设置一个安全阀，其容量不小于最大运行工况时给水量的10%。

在加热器进汽口处通常装有挡板，用来限制汽机紧急停机时加热器内存水闪蒸的蒸汽从抽汽管道返回造成汽轮机超速，并能减少汽机用甩负荷时返回汽机的汽流带水量，这对装在凝汽器喉部的七、八级低压加热器尤为重要，此外该挡板还可以防止抽汽汽流对加热器受热面管子的冲刷。

高加事故放水管道的设计要求与经常疏水管道相同。其管路上均装有直通式调节阀，调节阀后均装有隔离阀，从调节阀到高加事故放水扩容器管道不能走直线时，应设置侧向出口三通，三通末端装一个耐冲蚀的堵头。调节阀也应尽可能布置在靠近高加事故放水扩容器，以减少调节阀之后输送汽水混合物管道的长度。

所以必须根据实际情况对加热器进行有效的优化运行，才能最大程度的保证汽轮机组的正常高效运行。

4.3给水泵运行方式优化

在实际的火力发电厂工作中，需要根据不同的需求选择不同的给水泵运行方式。根据运行方式的不同，给水泵可以分为两大类，定速给水泵和变速给水泵，其中，定速给水泵主要通过锅炉给水阀门来进行给水调节，可以提供稳定的给水速度，但是如果机组处于低负荷运行时，不需要那么大的给水量，着就会造成很大的资源浪费。因此，采用变速给水泵就显得很重要了，由于变速给水泵的给水速度是通过液力偶合器进行调节的，如果汽机辅机处于低负荷运作状态，则机组运行转速会降低，此时就会降低给水泵的给水速度，提高机组运行效率的同时，降低了运行成本。

电动给水泵组主要用于机组起动汽动泵故障时的备用。在机组正常运行期间处于热备用状态，当汽机甩负荷或汽动泵突然出现故障时，电动泵能立即投入运行。由于采用了以油压来传递动力的液力偶合器，电动泵可以与汽动给水泵并列运行，而且能够自动跟踪汽动泵的转速。在各种负荷下，任何两台给水泵并列运行，各泵的流量差不大于5%。

再循环管从给水泵出口管上的止回阀阀瓣前的阀体上接出。当给水泵输出泵输出流量减至最小允许流量以下时,最小流量阀自动开启，将给水泵输出流量分流至除氧器水箱，从而使给水泵得到保护。

每条再循环管道上装设一套最小流量调节装置，其调节信号取自给水泵出口的文丘里流量计，为方便安装检修，将流量测量装置安装在前置泵与给水泵之间的联接管上。另外还设置一路由固定节流器和手动闸阀组成的并联支路作为备用。

由于泵内温度升高会使再循环控制阀之前的液体汽化，因此控制阀出口至给水箱的管路宜短而直。最小流量再循环控制阀为自动控制。给水泵起动时，阀门自动开启，随着给水泵流量的增加，阀门逐渐关小，流量达到允许值后，控制阀全关；当给水泵流量小于允许值时，最小流量再循环控制阀自动开启。

结束语

随着城镇化进程的不断加快，我国各行各业对电力的需求量越来越大，因此，电力企业要做好相关的技术储备，以适应新形势下我国社会对电力系统的要求。总之，火力发电厂汽机辅机的优化技术是有利于人民群众的生产生活的，是体现电力企业生命力和竞争力的一项技术，这项技术必将为电力系统的发展带来更好的社会效益和经济效益。

参考文献：

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[2]单振宇.火力发电厂汽机辅机的优化运行[J].科技与企业,2014(20):151.

[3]孙嘉.对火力发电厂汽机辅机优化的探讨[J].科技与企业,2014(17):338.