對(duì)火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化的探討

【摘要】隨著時(shí)間的不斷推移，能源問題對(duì)經(jīng)濟(jì)社會(huì)健康發(fā)展的束縛日益凸顯，而電力行業(yè)作為能源生產(chǎn)和消耗大戶，自然在節(jié)能減排中責(zé)無旁貸，尤其是在火力發(fā)電廠中占有重要地位的汽機(jī)輔機(jī)，其優(yōu)化水平與機(jī)組運(yùn)行效率和資源利用效率密切相關(guān)。對(duì)此，本文結(jié)合火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的應(yīng)用問題，就如何加以優(yōu)化進(jìn)行了探討，希望有助于能源消耗的降低。

【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠；優(yōu)化；汽機(jī)輔機(jī)

能源危機(jī)是當(dāng)下亟待解決的世界性問題，我國為進(jìn)一步緩解能源短缺的嚴(yán)峻形勢(shì)，采取了一系列政策和措施，其中電力行業(yè)歷來是關(guān)注焦點(diǎn)，但實(shí)際效用并不理想，從而促使火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化被提上日程，可以說，其是實(shí)現(xiàn)火電廠優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)、節(jié)能降耗的必要途徑。下面筆者就如何優(yōu)化火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)進(jìn)行了重點(diǎn)探討。

1.火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀

汽機(jī)輔機(jī)在火力發(fā)電廠中有著不容忽視的影響和作用，主要包括除氧器、給水泵、真空泵、高壓加熱器、低壓加熱器、凝汽器、循環(huán)水泵、發(fā)電機(jī)和汽機(jī)的本體輔機(jī)等諸多裝置設(shè)備。由于火力發(fā)電廠機(jī)組將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程極為復(fù)雜，必須借助一定的指標(biāo)監(jiān)測(cè)并評(píng)價(jià)汽輪機(jī)組運(yùn)行是否安全穩(wěn)定，而優(yōu)化汽機(jī)輔機(jī)不僅可以提升評(píng)價(jià)指標(biāo)的可靠性和精確性，也利于機(jī)組實(shí)現(xiàn)安全、節(jié)能、高效運(yùn)行，足以見得其意義重大。

隨著人們對(duì)電力的需求日益增加，發(fā)電量隨之增加，對(duì)火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)造成一定的影響，加上受火力發(fā)電廠管理水平、人員素質(zhì)等各方面因素的影響，使火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)存在一定的問題，具體來說主要有以下幾點(diǎn)。

第一，汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化技術(shù)或方案不是很完善。事物是變化發(fā)展的，汽機(jī)輔機(jī)也不例外，隨著用電量的不斷增加，汽機(jī)輔機(jī)相應(yīng)的也要不斷優(yōu)化，以保證火力發(fā)電的正常運(yùn)行，滿足人們?nèi)找嬖鲩L的用電量。由于汽機(jī)輔機(jī)比較復(fù)雜，加上國內(nèi)汽機(jī)輔機(jī)技術(shù)和國外技術(shù)水平還是存在一定的差距，汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化技術(shù)或方案存在一定的問題，需進(jìn)一步加大對(duì)汽機(jī)輔機(jī)的研究，不斷完善汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化技術(shù)或方案。第二，相對(duì)忽略管網(wǎng)性能建設(shè)，影響汽機(jī)輔機(jī)性能發(fā)揮。隨著用電量的不斷增加和現(xiàn)代技術(shù)的不斷發(fā)展，火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)性能有所提高，但是由于火力發(fā)電廠比較重視單個(gè)對(duì)象性能，相對(duì)忽略了管網(wǎng)性能，在實(shí)際工作中當(dāng)相應(yīng)的輔助設(shè)備與管網(wǎng)結(jié)合使用時(shí)，就會(huì)使汽機(jī)輔機(jī)的綜合性能大大降低，影響火力發(fā)電效果，因此火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)性能還需進(jìn)一步優(yōu)化。 第三，很多火力發(fā)電廠對(duì)汽機(jī)輔機(jī)重視不夠。目前國內(nèi)很多火力發(fā)電廠對(duì)汽機(jī)輔機(jī)系統(tǒng)相關(guān)的技術(shù)難題及解決措施研究比較少，且很多火力發(fā)電廠對(duì)汽機(jī)輔機(jī)相關(guān)問題不是很重視，從而對(duì)汽機(jī)輔機(jī)投入資金比較少，使我國汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行性能無法達(dá)到高水平要求，與國際平均水平有很大的差距。第四，缺少資金支持，使汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化方案難以實(shí)施。目前火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)問題逐漸暴露出來，但是由于資金不足，對(duì)汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化投入是十分有限的，致使汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化技術(shù)不能夠進(jìn)一步發(fā)展，汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化方案難以實(shí)施。

2.火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化措施

概括的講，火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化方案之所以難以順利實(shí)施，或者實(shí)際效果與預(yù)期目標(biāo)出入較大，是由資金支持、技術(shù)工藝、人員素質(zhì)、管理水平等多方因素共同造成的，而當(dāng)下最主要的是探索最安全可靠的優(yōu)化途徑和措施，具體如下。

2.1優(yōu)化加熱器

當(dāng)火力發(fā)電廠機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，加熱器中的每一裝置均會(huì)在蒸汽向給水和凝結(jié)水轉(zhuǎn)變的過程中彰顯效用，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)回?zé)峒訜岬哪康模珶o論是局部故障，還是端差變化，都會(huì)影響汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率和質(zhì)量，故合理優(yōu)化加熱器十分關(guān)鍵。

經(jīng)全面分析后，確定將含有蒸汽冷卻、凝結(jié)、疏水冷卻在內(nèi)的U形管板倒立式高壓和臥式加熱器納入了加熱系統(tǒng)，其中蒸汽冷卻段可經(jīng)蒸汽凝結(jié)對(duì)給水加熱，疏水冷卻可提高抽氣能量利用率和給水溫度，并通過降低自身溫度弱化下一級(jí)抽氣的排斥能力，所以兩者在共同作用下可有效控制加熱器端差的變化幅度，進(jìn)而改善其經(jīng)濟(jì)性。同時(shí)由于每臺(tái)壓力型除氧器會(huì)以0.3%的比例對(duì)外直接排放蒸汽，若不加以改善，則會(huì)造成大量的水資源和熱能浪費(fèi)，可見對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化也是勢(shì)在必行的。因此建議300MW以上的機(jī)組均應(yīng)配備一臺(tái)無頭除氧器，以實(shí)現(xiàn)筒體應(yīng)力和出水含氧量的降低；同時(shí)結(jié)合噴嘴改造，以期在其良好的自過濾、防堵塞功能下得到最佳水滴，一來降低能源消耗，二來緩解大氣污染和排氣噪音。

2.2優(yōu)化給水泵

在火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)設(shè)備中，給水泵主要負(fù)責(zé)對(duì)來自除氧水箱中的水進(jìn)行升壓，并將其送至鍋爐，若選用定速給水泵，即由調(diào)節(jié)鍋爐的給水閥門決定水泵運(yùn)轉(zhuǎn)，容易在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下造成較大的節(jié)流損耗。而相比之下的變速給水泵，可基于平移泵和變動(dòng)轉(zhuǎn)速的獨(dú)特曲線，根據(jù)實(shí)際需求調(diào)節(jié)積水流量，且在機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)下更易凸顯節(jié)能效果。因此在對(duì)火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)中的給水泵進(jìn)行優(yōu)化時(shí)，可結(jié)合機(jī)組配置、給水泵余量，以及給水泵機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行實(shí)際情況，對(duì)汽動(dòng)和電動(dòng)給水泵的備用方式加以分別試驗(yàn)，以此尋求最佳的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案，進(jìn)而改善給水泵運(yùn)行效益。一般情況下，運(yùn)行備用汽動(dòng)給水泵時(shí)，備用給水泵會(huì)以3000r/min的轉(zhuǎn)速進(jìn)行熱備用，以便為給水泵再循環(huán)提供穩(wěn)定的流量，如此一來，必然會(huì)在整體上增大泵組的氣耗量。故針對(duì)機(jī)組低負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，建議選用單泵運(yùn)行、電泵備用這一經(jīng)濟(jì)有效的運(yùn)行方式，但必須合理計(jì)算負(fù)荷變化的持續(xù)時(shí)間和電動(dòng)泵的實(shí)際容量，以期進(jìn)一步提高優(yōu)化效果。

2.3優(yōu)化循環(huán)水泵

由于在保持汽輪機(jī)組以及冷卻溫度不變的情況下，循環(huán)水流量的變化會(huì)影響凝汽器的實(shí)際壓力，進(jìn)而致使循環(huán)水泵耗功發(fā)生變化。雖然當(dāng)循環(huán)水增大流量時(shí)，促使汽輪機(jī)組增加的出力值與水泵增大的功耗值之差最大，此時(shí)循環(huán)水泵為最佳的運(yùn)行方式，但其在實(shí)際運(yùn)行時(shí)很難實(shí)現(xiàn)。所以必須對(duì)循環(huán)水泵在不同的組合方式的運(yùn)行效果加以全面比較和分析，以此確定最佳運(yùn)行方案，此時(shí)需要實(shí)測(cè)凝汽器性能、循環(huán)水流量和溫度變化、汽輪機(jī)與循環(huán)水泵增加的出力值和功耗值、機(jī)組負(fù)荷變化等，對(duì)機(jī)組最佳運(yùn)行時(shí)的背壓進(jìn)行合理計(jì)算，以此確定循環(huán)水泵應(yīng)保持何種運(yùn)行方式方能實(shí)現(xiàn)最大效益，故具體應(yīng)視情況而定。

2.4優(yōu)化抽氣設(shè)備

對(duì)于火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)中的抽氣設(shè)備而言，其根本任務(wù)便是在啟動(dòng)機(jī)組時(shí)營造真空狀態(tài)，并在其運(yùn)行過程中，能夠順利抽出凝結(jié)器中所滲入的不凝結(jié)空氣和氣體，以此保持穩(wěn)定的真空度。但該目的的實(shí)現(xiàn)容易受到真空泵轉(zhuǎn)速、工作液溫度、吸入口壓力和溫度等的影響，其中工作液的實(shí)際溫度影響最大，故在優(yōu)化抽氣設(shè)備時(shí)需要重點(diǎn)解決這一問題。在此建議使用地下水對(duì)真空泵的工作用水加以直接冷卻，若在夏季，不僅可以顯著改善其抽吸能力，而且可進(jìn)一步減少能耗，進(jìn)而提高凝汽器的換熱能力和真空度；用完地下水還可將其用作循環(huán)水，還需高效可靠的噴射式真空抽氣器配合。

3.結(jié)論

總之，對(duì)火力發(fā)電廠的汽機(jī)輔機(jī)進(jìn)行優(yōu)化既是勢(shì)在必行，也是其自身發(fā)展的內(nèi)在要求。但其實(shí)際構(gòu)成和運(yùn)行過程十分復(fù)雜，故當(dāng)務(wù)之急便是認(rèn)真分析其問題所在，以對(duì)癥下藥，采取行之有效的優(yōu)化措施，如對(duì)給水泵、抽氣設(shè)備、加熱器等加以優(yōu)化等，以此提高機(jī)組運(yùn)行效率，降低能源消耗，進(jìn)而創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]郭輝.關(guān)于優(yōu)化火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行的一些分析[J].河北企業(yè)，2014，03：93.

[2]王瑞斌.火力發(fā)電廠汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化運(yùn)行[J].科技與企業(yè)，2013，23：376.