火力发电厂汽机辅机的优化运行分析

摘要：优化火力发电厂汽轮辅机可以保障汽轮机组本身的安全运行，本文分析了汽机辅机优化过程中面临的问题，并探讨了汽机辅机的优化对策，以供参考。

关键词：火力发电厂 汽机辅机 优化

火力发电厂中的汽轮机组作为一个高效有机的整体，对于火力发电厂的正常运行起了重要的作用。煤等其他的物质在锅炉中被加热变成蒸汽后，通过喷嘴进入到汽轮机组当中，进而将物质的化学能转化为可以使汽轮机组运行的机械能。在能源转化的过程中，需要以一整套设备的共同运行作为保障。相关指标是否稳定，对于汽轮机组的安全运行有着直接的影响，而优化汽轮辅机可以有效提升相关的指标，也可以保障汽轮机组本身的安全运行。

一、火力发电厂汽机辅机的优化内涵

可将火力发电厂汽机辅机的性能优化划分成为两大部分，即辅机系统优化与单一设备优化。单一设备优化分为改造设备技术与优化设备性能。优化设备性能的工作主要是选择适合优化对象的一种优化方法，主要包括改进设备的一些重要部件，如叶轮、叶型等，优化各个设备的性能可以提升设备的整体性能。如果把系统性能的优化与单一设备的性能优化结合在一起综合考虑，就成为了辅机系统的优化；辅机系统的优化并不是简单的相加或重复，而是将前两者进行综合后的基础上，对各方面因素进行考虑，以实现整个机组的性能优化。

二、火力发电厂汽机辅机与辅机系统所面临的问题

首先，火力发电厂汽机辅机的各项性能与效率虽然已经达到比较高的科技水平，火力发电厂对于单个对象性能比较注重，但忽视了管网性能，一旦把相应的辅助设备与管网结合在一起时，汽机辅机的综合性能就会大幅度降低。其次，汽机辅机本身具有的复杂性与多样性的特征，因此很难开发出一套完善的汽机辅机性能的优化手段与方法。再次，缺乏对汽机辅机系统所面临的技术难题及其解决方案的研究，有许多火力发电厂也没有对这些问题给予充分的重视，致使我国的汽机辅机没有达到高水平的综合运行效率，与国际平均水平的差距较大。最后，由于资金不足，对汽机辅机的优化投入有限，导致汽机辅机的优化技术不能实现进一步的发展。

三、火力发电厂汽机辅机的优化对策分析

1.根据具体的实际情况来选择汽机辅机的抽气设备，以使真空抽气装置的运行状况得到优化

凝汽器的作用主要是将从汽轮机中排出的水蒸汽液化成水，以供锅炉循环使用；并于排气处采用抽气设备抽气，以便使凝汽器内保持在真空状态。当凝汽器内处于真空状态时，汽机辅机才能维持正常运行。凝汽器内部的真空抽气设备是组成汽轮辅机的一个重要部分，它能够使机组维持在安全运行与有效运行的状态；不管是在停机、启动或是在汽机辅机运行的情况下，都必须依靠抽气装置来使凝汽器内维持真空。目前，在火力发电厂被广泛使用的抽气装置为喷射式装置。根据喷射式的真空抽气装置使用介质的不同，可将其划分为射水抽气装置与射汽抽气装置；这两者的区别主要在于射汽抽气装置使用的压力来自蒸汽，而射水抽气装置则是依靠压力水的抽取来获得真空。此外，一些火力发电厂也会使用真空泵。与抽汽器相比，真空泵有着一些明显优势，如在启动时，真空泵抽取低真空的能力要比抽气器更大，使用真空泵可以将启动时间缩短；在运行的情况下，真空泵消耗功率小，损失汽水小，但具有较高的机械化程度。但真空泵也有其自身的缺点。如一次性的投资较大；在蒸汽的处理能力方面不如抽气装置；在出现过多的真空泄漏时，容易发生过载运行的状况，对于安全运行真空系统造成影响。采用射水抽气装置也具有一定的优势，如此装置成本较低、性能稳定、结构简单，因此在火力发电厂中的应用最为广泛；它的不足之处主要表现在运行的成本过高，所需的水资源过多，造成浪费现象；需配备射水泵，维护成本增加，所以缺乏水资源的地方不宜采用射水抽气装置。

2.对运行给水泵的方式进行优化，以提升汽机辅机的利用效能

给水泵的作用主要在使除氧箱内抽出的水升压，然后将水送到锅炉。当前，给水泵的拖动方式主要分为两种，即汽轮机式拖动与电动机式拖动，采用的拖动方式应视具体的情况而定。如是单个火力发电厂及首次启用的电厂则可以优先考虑采用汽轮机式拖动。在实际运行电动泵与汽动泵的过程中发现：运行时，汽动泵的转速可以保持在3000转/min，可以使给水泵的循环流量得到保证。即使出现了低负荷的状况，也不能部分停用或全部停用汽动泵，这样必然会造成部分蒸汽的浪费，间接造成电厂效益的损失。所以，可优化以上拖动方式；如低负荷持续运行时间较久，则可以运行电动泵，汽动泵留做备用；在出现高负荷的情况下，运行汽动泵，以此解决负荷较低时部分蒸汽的浪费现象。可以依据电动机式给水泵不同的运行方式，将其分为定速与变速两种电动式给水泵。调节电动定速式给水泵的装置为给水阀门，其具有恒定的速度，不管运行机组时产生负荷的大小如何，给水阀门的流量都是不变的；可以发现，在低负荷的情况下，此种方式将会引起损失。而调节电动变速式给水泵的装置为液力的耦合器，调节流量的方式为改变水泵转速，在低负荷的情况下，消耗的功率变小，因此在大容量水泵中，可将电动变速式给水泵作为主要的运行设备，以提高运行机组的效率。

3.优化汽机辅机的加热器

加热器的端差变化会对汽机辅机的运行产生一定的影响。在汽轮机之内的抽汽压力存在不同的级别，不同的压力做功也不同；当压力增大时，能级就增高。汽机辅机中回热系统的抽汽压力相对较低，但经过运行汽轮机后，抽汽压力得到逐级提升，并增加了抽汽做功的功率。在运行汽机辅机时，回热系统会对端差造成影响，如下端差、上端差及损耗的抽汽压力。回热系统端差的变化范围可作为判断加热器是否维持健康运行的指标；如加热器增加了传热端差，那么出水温度就被降低，并减少了加热器本身的抽汽量；高一级的加热器便可以增加抽汽量，增加下端差的影响则与之相反。可以看出，要优化运行加热器，就必须使端差保持在合理的范围之内。导致端差变化范围过大的原因可能是以下几种：上端差出现增大时，可能导致传热面结垢，进而使热阻力增加；抽汽的侧密封工作没有做到位，存在空气；疏水的水位过高、阀门故障等。当出现端差变化范围过大的情况时时，需要进行细致检查并仔细排除，对加热器的端差变化进行合理的控制，有助于火力发电厂汽机辅机的优化。

总之，火力发电厂的汽轮机机组是一个有机高效整体，运行过程相当之复杂，需要一系列的辅机来一同运行。本文分析了汽机辅机优化过程中面临的问题，并探讨了汽机辅机的优化对策，以供参考。

参考文献：

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[2]杨文辉.论热电力建设中汽轮机故障及其检修[J].中国科技纵横，2010，12（23）.