火电厂汽机辅机运行优化研究

时间：2024-04-25

汪万功

大唐三门峡发电有限责任公司河南三门峡 472000

汽机辅机作为机组的重要组成部分，对火力发电稳定性有直接影响。在传统技术条件下，汽机辅机自身功能性能不够完善，在长期运行过程中，容易出现问题，进而导致汽机能量转化效率下降。为提高汽机整体运行的稳定性，需要对汽机辅机系统进行优化，并采用先进的技术设备，确保各项指标能够满足实际生产要求。

1 火力发电厂汽机辅机的概述

1.1 抽气设备

针对火力发电厂汽机辅机来说，抽气设备是非常重要的设备内容，其主要分成两种模式，分别是容积式真空泵抽气机、射流式抽气机。针对容积式真空泵来说，分为液环式真空泵以及离心式真空泵。针对射流式抽气机来说，可以进行蒸汽式喷射，并且可以使用高压蒸汽等工具，让气体膨胀并且来抽取蒸汽。此外，射流式抽气机还可以利用水压进行抽吸作用。射流式抽气机自身具备经济性、便捷性，在实际开展检修工作时，非常方便，使用起来经济效益相对较高。但是，针对真空泵抽气机来说，就存在一定程度的局限性，因为真空泵抽气机的模型相对复杂，操作性能相对较差，并且其经济效益并不明显。但是，相比真空泵抽气机来说，射流式抽气机虽然性能相对较好，但是，其系统并未完善，并且需要占据一定面积，容易对生产造成影响。

1.2 冷却设备

在火力发电厂中，主要的供水系统主要有两种形式，分别是开放式、封闭式。火力发电厂开放式供水系统，是一个直流电源系统，封闭式供水方式，则是一种循环供水系统。封闭式供水系统又可以分成两种类型，分别是喷水池、冷却水箱。冷却水箱需要8-10℃的水温控制；冷却水温应该保持在5-10℃。在开展水冷却的过程中，横流塔具备一定程度的优势，并且因为操作方便，所以可以起到节省成本的作用。但是，横流塔也具备一定程度的缺点，那就是占地面积较大。

1.3 凝气设备

火力发电厂中的凝气设备，涵盖了一个循环、冷凝器、抽水设备、凝结水泵。凝气设备中的制冷剂在实际开展运用的过程中，在回收机制形成之后进行循环，并且可以在真空情况之下除去冷凝水中的氧气成分。此外，也可以在涡轮排气当中构建出一个真空状态，切实地提升高热机的实际使用效率，切实保障汽轮机的循环效率。在负荷出现变化的过程中，又可以回收排出的气体。但是，如果空气进入冷凝器并且其他不能在冷凝器中进行冷凝时，那么，在一定程度上会对设备造成不良的影响。

2 汽机辅机系统中存在的问题

2.1 辅机性能有待提升

在火力发电厂汽机辅机的实际运行过程中，仍存在多方面的问题。目前，许多火力发电厂的汽机辅机设备性能不够完善，在火力发电技术的快速发展下，辅机系统已经成为实际生产中的薄弱环节。比如，在管网性能方面，由于汽机辅机设备与管网结合性较差，导致部分设备的性能没有得到充分发挥，严重时还会引发故障问题，影响火力发电厂生产的安全性。

2.2 运行故障控制不足

火力发电厂汽机辅机设备运行控制技术较为落后，智能化水平偏低，在实际运行过程中，难以发现故障隐患，进而导致突发性故障问题的出现。特别是在社会电力供应需求不断增加的情况下，火力发电厂生产负荷水平较高，对汽机辅机系统运行稳定性有严格要求。由于缺乏故障监测与控制的有效手段，导致在实际生产过程中故障概率较高。

2.3 系统结构需要改进

在汽机辅机系统结构设计方面，由于设计人员对辅机设备运行原理不够了解，缺乏对实际影响因素的考虑，导致系统结构设计方案存在不合理之处。在此情况下，设备经过长时间的运行，容易出现老化、故障问题。而且系统结构设计不合理，会导致汽机辅机设备运行能耗显著增加，不符合火力发电生产的节能环保要求，也需要对系统结构设计作出改进和优化。

3 辅机优化汽轮机组的重要意义

汽轮机组是一种有机高效的运行设备。当锅炉用煤或其他化学能材料加热时，会产生蒸汽。蒸汽通过喷嘴进入汽轮机组，再转化为机械能，促进汽轮机组的工作。这个过程非常复杂，需要很多设备来完成。为了使汽轮机更好地运行，有必要通过一些指标来观察运行情况。由于这些指标非常重要，关系到机组的安全运行。对汽轮机组进行必要的优化工作，有助于提高机组的性能指标，保证机组的安全稳定运行。

4 火力发电厂汽机辅机优化措施

4.1 汽轮机辅机抽气设备优化

在实际开展汽轮机辅机抽气设备优化的过程中，其目的是保障抽气设备可以在真空环境下正常运行。抽气设备当中的冷凝器真空泵，是抽气设备的重要组成部分，并且直接影响着汽轮机辅机抽气设备的使用安全。所以在实际开展优化的过程中，应该对冷凝器真空泵有针对性地进行优化改进。无论是汽轮机辅机在停止、开始、运行等各个状态，都应该保障冷凝器在真空状态下运行。所以，在实际开展汽轮机辅机抽气设备优化时，所使用的手段是对汽轮机排气凝气器排除的蒸汽凝结成冰，并且保障锅炉能够重复利用。在抽气设备正常工作运作的基础上，让冷凝器保障真空状态，切实保障汽轮机辅机安全运行。喷射式真空抽抽气器是对火力发电厂中较常见的一种设备，结合不同介质开展使用。在实际使用的过程中，可以分为蒸汽喷射器和空气喷射器。两者在实际开展实用的过程中，其实际使用原理都大致相同。但是，两者主要的区别便是真空抽气器是通过压力来抽取真空，空气是喷射器是利用高压蒸汽的形式来抽气真空。所以，很多对火力发电厂为了保障生产效率，都会使用水环式真空泵。真空抽气装置和真空泵相比，各自都具备利弊，在实际开展抽气设备的过程时，还需要结合不同对火力发电厂的实际情况进行选择。

4.2 汽机辅机给水泵优化

给水泵是汽机辅机中非常重要的结构，其主要的功能便是有效提升氧器水箱中的压力，并且将水送到锅炉当。当前，在电厂给水泵当中所使用的给水泵主要有两种，分别是涡轮式驱动和电机驱动。在实际开展使用的过程中，应该结合实际情况选择不同的方式。在一般情况下，对火力发电厂首次启动时会选择汽轮机拖动。因为其操作方式简单，并且设备操作气动泵转速为3000r/min，实际运行周期相对较短，即使出现低负荷的现象，也不需要关闭蒸汽泵，在一定程度上避免了浪费的现象。在高负荷运行的过程中，优化蒸汽泵可以有效的避免水资源浪费问题。电动机式拖动，主要涉及了恒速和变速两种形式，可以通过水阀装置对电动定速泵进行控制。电动变速给水耦合装置可以结合不同负荷来进行速度调节，这样可以有效地减少电力资源浪费，即使在地压负荷运行时，也不会造成过多水资源浪费。

4.3 循环水泵运行优化

在循环水泵优化方面，汽机辅机中的凝汽器设备运行压力会随着循环水流量变化而发生变化。因此，循环水流量变化会对循环水泵功耗水平产生影响，在流量递增的情况下，凝汽器压力下降，机组功率较大，循环水泵功能水平也较高。当流量超过一定水平后，循环水泵功耗的增加还会抵消机组功率的增加，进而产生不必要的能源浪费。为了使训话水泵保持最佳运行状态，在实际生产过程中，需要根据火电厂机组配置的循环水泵数量，对其流量进行连续优化调整，并采取试验方式确定不同优化方案下的凝汽器工况变化以及循环水泵功耗变化情况。最终结合机组负荷、处理增加值等计算结果，确定机组最佳运行背压，从而确定循环水泵的最佳运行方案。

4.4 凝汽器运行优化

目前，许多火力发电厂均采用喷射式真空抽气器，根据其介质的不同，可分为射水式和射汽式两种，其区别在于采用不同的压力介质抽取真空。虽然两种方式工作原理相同，但是射水式抽气器的运行效果相对更好。在火力发电厂凝汽器运行优化过程中，可以采用更加先进的真空泵代替抽气器。真空泵的应用优势在于工作效率高，在机组启动时，真空泵抽取真空的时间仅为抽气器的1/3 左右，能够明显提升机组启动效率。但是，真空泵的成本也相对较高，需要考虑经济方面的因素，逐步更换真空泵。另外，在真空泵的使用过程中，要防止出现泄漏问题，如果发生泄漏，会严重影响真空泵运行安全性。总体而言，通过积极更换汽机辅机技术设备，对其运行结构进行合理设计，可以明显改善辅机系统的运行效果。