劉永生

(山西和祥建通工程項目管理有限公司，山西太原 030006)

0 引言

火力發(fā)電廠的汽輪機作為整個電力工作的重要組成部分，在發(fā)電過程中發(fā)揮著不可替代的作用。火力發(fā)電廠除了主要的汽機以外，也有很多熱功率的重要輔機，輔機作為另一個重要的組成部分，也可以直接影響到火力發(fā)電的正常運行。因此，對火電廠汽輪機輔機的運行進行優(yōu)化，提高輔機的運行效率，對我國電力工業(yè)的發(fā)展有著重要的意義。

1 火力發(fā)電廠汽機輔機的基本概況

1.1 汽機輔機的組成部分

在火力發(fā)電廠中，目前主要的汽機輔機的設(shè)備被分為三種類型，分別是抽氣設(shè)備、冷卻設(shè)備和凝氣設(shè)備。1)對于抽氣設(shè)備，主要有兩種模式:容積式真空泵抽氣機和射流式抽氣機。其中容積式真空泵還可以分為液環(huán)式和離心式。射流式的抽氣機可以進行蒸汽噴射，使用高壓蒸汽為主要工具，使得氣體膨脹來抽取蒸汽。射水式抽氣機主要是通過水的壓力來進行抽吸作用。兩個射流式模型相比都是使用起來非常簡單，維修方便，實用和經(jīng)濟的。而射氣式模型較復(fù)雜，且操作性比較差，經(jīng)濟效果不明顯。但射流系統(tǒng)還存在一定的不足，需要占一定的面積，會造成巨大的消費，產(chǎn)生嚴重的影響。2)汽輪機輔機冷卻設(shè)備，在火力發(fā)電廠中，火電廠供水系統(tǒng)主要有兩種形式:開放式和封閉式。開放式是一個直流電源系統(tǒng)，封閉式是一種循環(huán)供水系統(tǒng)。封閉式又可以分為兩種類型的噴水池，冷卻水箱。冷卻塔一般需要8℃～10℃水溫進行控制，冷卻水的溫度需要保持在5℃ ～10℃。在水進行冷卻的情況下，橫流塔具有很大的優(yōu)勢，它操作方便，還能夠節(jié)省投資成本。同時也有缺點，如需要占用較大面積。3)凝氣設(shè)備，該設(shè)備包括一個循環(huán)、冷凝器和抽水設(shè)備以及凝結(jié)水泵。凝氣設(shè)備的制冷劑在回收機制形成后可以進行循環(huán)，也可以在真空情況下除去冷凝水中的氧。同時也可以在渦輪排氣時形成一個真空狀態(tài)，提高熱機的效率，使得汽輪機循環(huán)。當負荷變化時，能回收排出氣體。但是如果空氣進入冷凝器或氣體不能在冷凝器中進行冷凝的時候，會對設(shè)備運行產(chǎn)生一些負面影響。

1.2 汽機輔機系統(tǒng)存在的問題

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，火電企業(yè)利用汽輪機及輔助設(shè)備逐漸縮短與世界發(fā)達國家的機械水平的差距。但由于使用這些機器，逐漸受到使用人員素質(zhì)和管理水平的影響，我國汽輪機輔機系統(tǒng)的平均性能和設(shè)備的使用嚴重落后于發(fā)達國家。這些問題主要表現(xiàn)在以下幾個方面:1)火力發(fā)電廠忽視了管道網(wǎng)絡(luò)性能，雖然目前在火電廠汽機輔機系統(tǒng)的效率和性能方面逐步得到了提高，向著世界高水平進行發(fā)展，但主要關(guān)注單個對象。這使得管網(wǎng)及配套設(shè)備組合后，將大大降低汽輪機輔機的綜合利用效率。2)資金約束使得汽輪機輔機還沒有達到一個很高的水平，不能夠利用世界先進技術(shù)。3)汽輪機輔機本身，它具有多樣性和復(fù)雜性，這在一定程度上是不容易制定優(yōu)化的方法和技術(shù)來提高其運行效率的。

2 火力發(fā)電廠汽機輔機優(yōu)化運行的有效措施

2.1 優(yōu)化汽機輔機的抽氣裝置

火力發(fā)電廠的汽機輔機的抽氣設(shè)備的優(yōu)化運行可以使得抽氣設(shè)備在真空條件進行優(yōu)化。凝氣器真空泵內(nèi)部的設(shè)備是電力汽機輔機設(shè)備的一個重要組成部分，它保證了整個機組的安全、有效運行，發(fā)揮著非常重要的作用，不管是汽機輔機在停止、開始或在汽輪機輔助設(shè)備運行狀況下，都要確保冷凝器是在真空狀態(tài)下，這就對抽真空設(shè)備提出了更高的要求。其工作原理是:通過對汽輪機排氣凝氣器排出的蒸汽凝結(jié)成水，保證鍋爐能夠重復(fù)使用;通過抽氣設(shè)備的正常工作，使冷凝器是在真空狀態(tài)下，以確保汽機輔機能夠高效安全地運行。

火力發(fā)電廠使用較多的是噴射式真空抽氣器，根據(jù)不同的介質(zhì)進行使用，可分為蒸汽噴射器和空氣噴射器。兩者的工作原理是基本相同的，主要區(qū)別是真空抽氣是利用壓力來抽取真空的，空氣噴射器是利用高壓蒸汽來抽取真空的。此外，某些火電廠使用的是水環(huán)式真空泵。真空抽氣裝置和真空泵相比，都有各自的利弊，火電廠需要根據(jù)相應(yīng)的真空設(shè)備的實際情況來進行選擇。具體來說，抽真空裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、成本低，其缺點就是運行成本比較高，會造成水資源的浪費和維護成本高(主要是由于抽真空裝置需要配備一個射流泵);真空泵的抽吸裝置比較具有優(yōu)勢:可以有效地縮短啟動時間(主要是抽真空能力較低的抽氣裝置)，它可以減少操作過程中的損耗，其功耗為抽氣機的33%，機械操作的程度比較高，水的損失相對較小，但也有明顯的缺陷，如投資比較大，對蒸汽處理能力相對薄弱，會對真空系統(tǒng)的安全運行造成一定的負面影響。

2.2 汽機輔機給水泵的優(yōu)化

給水泵是汽機輔機設(shè)備的一個重要組成部分，其主要功能是提高除氧器水箱中的水壓力，然后把水送到鍋爐當中。目前，在電廠給水泵的使用有兩種驅(qū)動的方式，一種是渦輪式驅(qū)動，另一種是電機驅(qū)動。在使用時，需要根據(jù)熱電廠的具體情況。在一般情況下，一個單一的火力發(fā)電廠在首次啟動時會優(yōu)先選擇汽輪機拖動方式，根據(jù)實踐的操作可以知道，設(shè)備操作氣動泵轉(zhuǎn)速3 000 r/min，確保泵在運行周期，出現(xiàn)低負荷問題的時候，也不需要關(guān)閉蒸汽泵，這樣能夠避免一些蒸汽浪費現(xiàn)象，避免給火電廠造成不必要的損失。因此有必要優(yōu)化汽輪機拖動方式，具體方法是:1)根據(jù)低負荷運行時間，優(yōu)化電泵的使用;2)在高負荷運行的時候，優(yōu)化蒸汽泵的使用，避免水蒸汽的浪費;此外，電動機式拖動主要有恒速和變速兩種方式，可以采用水閥裝置來對電動定速泵進行控制，不受到單位負荷運行的影響，速度是恒定的，流量也是恒定的，但是這是不利于低負荷運行的，會造成一定的浪費;電動變速給水泵的耦合器的裝置，可以根據(jù)不同的負荷來調(diào)節(jié)速度，這樣能夠有效減少電力的浪費，所以在低負荷下運行的時候，在大容量泵中會使用電動變速式給水泵。

2.3 汽機輔機加熱器的優(yōu)化

加熱器是火電廠汽輪機輔助設(shè)備的最重要的設(shè)備之一，在一定程度上能夠影響汽輪機輔助設(shè)備的正常運行。在實際工作中，汽輪機抽氣壓力會有不同的層次，相應(yīng)的功率也是不一樣的。一般來說，如果蒸汽壓力越大，壓力能級就會越高。目前火電廠汽輪機輔助加熱器的壓力相對較小，在汽輪機運行中，蒸汽壓力水平提高比較緩慢，功率也會增加;此外，對加熱器的檢查可以通過回?zé)嵯到y(tǒng)的端差變化來操作，如果加熱器端差增加，就會降低水的溫度和蒸汽泵量;如果加熱器端差減少，水的溫度上升和蒸汽提取量也會增加。因此，加熱器的優(yōu)化應(yīng)根據(jù)終端溫差合理的原則來進行，同時，根據(jù)加熱器的具體情況來進行相應(yīng)的調(diào)整。

3 結(jié)語

隨著我國電力工業(yè)的迅速發(fā)展，火電廠汽機輔機的優(yōu)化是促進電力工業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵措施。對汽機輔機的抽氣設(shè)備、給水泵、加熱器進行優(yōu)化，使用先進的科學(xué)技術(shù)在基礎(chǔ)上連續(xù)進行變換，結(jié)合汽機輔機設(shè)備的實際情況進行優(yōu)化，改變傳統(tǒng)的工作方式，繼續(xù)推動中國電力工業(yè)的快速發(fā)展。使得我國的火力發(fā)電技術(shù)能夠和世界先進技術(shù)接軌，促進我國經(jīng)濟的進一步發(fā)展。

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