敖忠波

（貴州黔桂發(fā)電有限責(zé)任公司 貴州盤縣 553531）

火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運行探討

敖忠波

（貴州黔桂發(fā)電有限責(zé)任公司 貴州盤縣 553531）

隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與社會的進(jìn)步，人們生活水平得到了不斷的提升。隨著人們生活水平的提升，對于能源的消耗也越來越大，電力能源作為人們生產(chǎn)生活中必不可少的一種每天消耗的能源的量極大，這給我國電力行業(yè)帶來了一定的壓力。目前我國的電力能源主要還是依靠火力發(fā)電，在火力發(fā)電廠發(fā)電的過程中，電廠的汽機(jī)輔機(jī)運行狀況對于火電廠的供電能力有著很大的影響。本文首先介紹了什么是火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的概念，然后大概分析了如今火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)存在的問題，并在此基礎(chǔ)上探討了當(dāng)下我國火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運行的優(yōu)化策略。

火力發(fā)電廠；汽機(jī)輔機(jī)；優(yōu)化；運行

1 火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的概述和問題

1.1 汽機(jī)輔機(jī)的組成

目前我國火力發(fā)電廠的輔機(jī)設(shè)備中主要有：抽氣、冷卻和凝氣設(shè)備。抽氣設(shè)備即真空泵可分為容積式和射流式兩種類型。主流為容積式真空泵，主要有兩種：①液環(huán)式；②離心式。在射流式抽氣機(jī)分為射汽式和射水式，射汽式主要是利用高壓蒸汽的膨脹來對氣體進(jìn)行抽取的工作原理，而射水式則是借助于水的壓力來對氣體進(jìn)行抽取。兩種模式相比較下，射水式要更為簡單，在維護(hù)上較為方便，且較為實用，成本也比較低。但是射水式占地面積比較大，而且具有很大的消耗量，這會對其使用效果造成很大影響。其次，是冷卻系統(tǒng)，也就是供水系統(tǒng)。在火力發(fā)電廠中供水系統(tǒng)主要有兩種形式，開式和閉式，開式即直流供水系統(tǒng)；閉式屬于循環(huán)供水系統(tǒng)。閉式也分為兩種類型，噴水池和冷卻水。最后則是凝氣設(shè)備，它是由凝汽器、凝結(jié)水泵以及輔助設(shè)備組成起來的。它能夠在工質(zhì)回收后，逐漸的形成一個循環(huán)機(jī)制，同時還能夠?qū)δY(jié)水和補給水在真空條件下進(jìn)行一定的除氧。其外還能夠氣機(jī)排氣口處建立真空狀態(tài)，從而讓汽機(jī)循環(huán)的熱效率得到不斷提升。

1.2 汽機(jī)輔機(jī)系統(tǒng)的問題

隨著我國經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)設(shè)備和世界發(fā)達(dá)國家的設(shè)備差距已經(jīng)得到了很大的縮短，但是由于在汽機(jī)輔機(jī)的運行過程中，遭受到諸多因素的干擾，如相關(guān)人員的綜合素質(zhì)較低，設(shè)備管理水平較低等，從而致使在設(shè)備使用管理和系統(tǒng)性能上，相對于發(fā)達(dá)國家依然存在著很大差距。當(dāng)下我國火力發(fā)電廠對管道網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)存在著嚴(yán)重忽視，雖然在汽機(jī)輔機(jī)的使用效率和性能上都已經(jīng)到達(dá)了世界水平，但是由于其只是對某一個單一對象進(jìn)行重視，從而導(dǎo)致在結(jié)合輔助設(shè)備和管網(wǎng)后，會讓汽機(jī)輔機(jī)的綜合使用效率被很大程度的降低。此外，由于我國火力發(fā)電廠在資金上的不足，導(dǎo)致汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化水平很難得到提升，從而讓汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化工作遭到了限制，阻礙了進(jìn)行先進(jìn)技術(shù)的開發(fā)工作。而且，由于汽機(jī)輔機(jī)自身存在著一定的多樣性和復(fù)雜性問題，使得完善的優(yōu)化方案和技術(shù)在一定時間內(nèi)很難研發(fā)出來。

2 火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運行優(yōu)化策略

火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運行過程中的問題已經(jīng)成為了影響火力發(fā)電廠發(fā)電量的最主要因素之一，如何有效的對火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運行進(jìn)行優(yōu)化從而提高火力發(fā)電廠成為了目前關(guān)注的焦點。下面介紹火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運行的優(yōu)化策略：

2.1 加熱器的優(yōu)化

2.1.1 加熱器故障對于機(jī)組的影響

在火電站正常運行時，火電站的加熱器數(shù)量應(yīng)當(dāng)是與整體系統(tǒng)的設(shè)計想符合的，也就是說正常情況下的加熱器數(shù)量剛好能夠滿足系統(tǒng)的正常運行需求，而一旦發(fā)生故障，系統(tǒng)就會將發(fā)生故障的加熱器關(guān)閉，這樣一來就會導(dǎo)致系統(tǒng)線路中的加熱器數(shù)量減少。而一旦系統(tǒng)將發(fā)生故障的加熱器關(guān)閉，就會導(dǎo)致加熱器所在區(qū)域位置的旁路門開關(guān)松動，這樣加熱器中的水流就會流入其他的線路中，從而對于系統(tǒng)產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，這些影響主要表現(xiàn)如下：

（1）加熱器的關(guān)閉。在系統(tǒng)中，一旦發(fā)生加熱器故障則應(yīng)當(dāng)根據(jù)故障加熱器的類型不同采取不同的措施，否則會影響整個系統(tǒng)的運行。如果發(fā)生故障的加熱器是高壓加熱器，這時應(yīng)當(dāng)將線路中的負(fù)荷降低運行系統(tǒng)。否則會使得系統(tǒng)大量抽油，造成大量的能源浪費。此外，如果抽油時大量的油返回汽輪機(jī)，會導(dǎo)致汽輪機(jī)溫度降低，并且使其內(nèi)部壓力增大，嚴(yán)重的影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定。而如果發(fā)生故障的是低壓加熱器，這時候如果不采取相應(yīng)的措施就會使系統(tǒng)內(nèi)部的加熱不均勻，從而導(dǎo)致機(jī)組內(nèi)的蒸汽大量排出，導(dǎo)致了嚴(yán)重的能源損耗。

（2）加熱器支路閉合的不嚴(yán)。在火力發(fā)電廠加熱器故障以后，一旦對其關(guān)閉就會導(dǎo)致其控制不到位，無法緊密的閉合，這樣一來周邊就會發(fā)生較為嚴(yán)重的蒸汽泄露情況，從而造成了嚴(yán)重的能源浪費。

（3）疏水泵故障。加熱器對于水位的要求比較高，因此一定要控制好水位的高度，確保加熱器的工作效率，而一旦有加熱器故障，就會影響整個機(jī)組內(nèi)部水位的高度，從而影響整體的傳熱能力。

2.1.2 回?zé)崞鞯膬?yōu)化

在火電站的加熱機(jī)組中，是將蒸汽冷卻以及疏水冷卻等裝置也歸納為加熱系統(tǒng)中的，之所以這樣劃分是因為包括蒸汽冷卻段在內(nèi)的每一段都可以以特定的方式對于水進(jìn)行一定的加熱。就以蒸汽冷卻段而言，其能夠以蒸汽凝結(jié)的方式來對于冷水進(jìn)行加熱，從而提高水溫，而疏水段也可以有效的提高水溫，并且還能夠提高對于抽氣能量的利用。在機(jī)組的運行過程中，由于每一臺除氧器在運行過程中均是將蒸汽以0.3%的比例進(jìn)行對外排放的，因此會浪費大量的能源，對此較好的解決措施是對于噴嘴進(jìn)行相應(yīng)的改裝，最大程度上提高噴嘴的過濾與防堵塞，有效的降低能源的消耗。

2.2 優(yōu)化水泵

2.2.1 優(yōu)化給水泵

依據(jù)運動方式的不同，給水泵主要分為兩種模式：①變速水泵；②定速水泵。變速水泵工作主要是借助于運動變速原理以及平移泵特征來運行的；而定速水泵工作主要是通過鍋爐給水閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法進(jìn)行運行的，但是在負(fù)荷較低的狀況下對機(jī)組進(jìn)行使用，則就會讓閥門處出現(xiàn)一定損失。因此，兩種對比下，變速水泵的優(yōu)點要更為多，它不需要對水閥門進(jìn)行調(diào)節(jié)就可以將積水量改變，能夠在負(fù)荷較低的狀態(tài)下讓水能得以節(jié)約，而這些特性都是定速水泵所不具備的。針對于啟動和電動水泵使用方式存在差異上來說，在經(jīng)濟(jì)運行較為符合的條件下，氣動泵組明確好運行模式，能夠讓氣泵組的經(jīng)濟(jì)效益得到有效改變。通常情況下，在熱備用中氣動泵的轉(zhuǎn)速大致在3000r/min，這樣可以很好的讓給水泵進(jìn)行循環(huán)時所需要的水流量得以維持，但是其也會讓泵組的消耗程度增加。因此，在對泵組運行方式進(jìn)行確定過程中，不但要充分的考慮到負(fù)荷情況，還應(yīng)該對負(fù)荷變化所需要的時間進(jìn)行考慮。

2.2.2 優(yōu)化循環(huán)水泵

冷卻水溫、機(jī)組負(fù)荷，循環(huán)水流量會直接影響凝汽器真空的變化，從而會影響循環(huán)水泵的出力，在不斷增加的水流量下，凝汽器的壓力也會有所降低，而且還能讓機(jī)組出力程度得以增加，而在這種情況下就會讓循環(huán)水泵的能源消耗不斷增大。隨著不斷增加的水流量、循環(huán)水泵需消耗的功能和機(jī)組出力的差值達(dá)到最大時，就會讓凝汽器運行狀態(tài)得到最佳，同時循環(huán)水泵的運行狀態(tài)也會到達(dá)最佳。但是在實踐操作當(dāng)中，不能夠隨意的改變循環(huán)水量，火力發(fā)電廠中循環(huán)水泵的使用數(shù)量也是具有一定限制。因此，只有在水泵數(shù)量有限的情況下，研究水泵運行的不同模式，比如高低速、汽泵或者變頻，再結(jié)合實驗對不同運行方式中凝汽器循環(huán)水泵的耗能等情況進(jìn)行檢驗，最終找出循環(huán)書泵最佳的運行方式。

2.3 優(yōu)化汽機(jī)輔機(jī)的抽氣裝置

火力發(fā)電廠一般情況下經(jīng)常使用的是噴射式真空抽氣器，其具有很多的優(yōu)點，一般也會將其分為兩個部分，包括蒸汽噴射器和空氣噴射器，這兩者具有相同的原理，但是也存在一定的差異，對于真空抽氣主要是利用壓力將真空抽取，而對于空氣噴射器主要是利用高壓蒸汽將真空來抽取的。但是對于一些火電廠主要還是使用水環(huán)式真空泵。通過比較真空抽氣裝置和真空泵，其都是存在各自的優(yōu)勢和劣勢，火電廠需要根據(jù)實際的情況進(jìn)行相應(yīng)的真空設(shè)備選擇。從具體的實際情況來看，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，抽真空裝置具有的優(yōu)點主要是結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、成本低，但是其也存在很多的缺點，主要體現(xiàn)在運行的成本比較高，從而使得水資源有很大的浪費，同時維護(hù)的成本也會大大增加。而真空泵抽吸裝置的最大優(yōu)勢是能夠在有限的時間內(nèi)縮短啟動的時間，從而降低操作過程中的機(jī)器損耗，同時因為它的功耗是抽氣機(jī)的33%左右，所以操作起來比較簡單，水資源也不會太浪費，但是也存在不足，主要是投資高，同時處理蒸汽的能力比較弱，從而對真空系統(tǒng)的安全運行有很大的影響，不能為正常運行提供一定的保障。

3 結(jié)語

在火力發(fā)電廠運行過程中其汽機(jī)輔機(jī)的運行對于保證火電廠的運行與發(fā)電效率起著及其重要的作用，盡管目前火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運行存在一定的問題，但是只要能夠?qū)τ谄麢C(jī)輔機(jī)的運行進(jìn)行一定的優(yōu)化，依據(jù)實際的情況對汽機(jī)各輔機(jī)進(jìn)行不斷的改造和完善，就一定能夠促進(jìn)傳統(tǒng)工作模式的改變，從而推動我國電力事業(yè)的發(fā)展，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和進(jìn)步。

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TM621

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1004-7344（2016）21-0077-02

2016-7-6

敖忠波（1984-），男，仡佬族，貴州務(wù)川人，助理工程師，中專，主要從事工作和研究為火電廠集控運行，汽機(jī)主機(jī)運行維護(hù)方面。