冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組汽機(jī)輔機(jī)優(yōu)化的探討

陳方明

摘 要：目前我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，能源危機(jī)已經(jīng)成為了制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主要問題。雖然國家針對能源問題采取了很多有利措施，但是還是不能解決電力發(fā)展與人們生活需求日益增長的矛盾。冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組是電能生產(chǎn)的主要部門，要提高電能生產(chǎn)，就需要提高汽輪機(jī)組的運(yùn)行效率，減少火電廠的總體消耗，使汽機(jī)輔機(jī)運(yùn)行得到全面優(yōu)化。本文通過對發(fā)電機(jī)組現(xiàn)有設(shè)備汽機(jī)輔機(jī)進(jìn)行分析，提出有針對性的優(yōu)化方案，分析方案在節(jié)能耗方面取得的效果，從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)的目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組 汽輪機(jī)組 汽機(jī)輔機(jī) 節(jié)能優(yōu)化

一、汽輪機(jī)組輔機(jī)優(yōu)化運(yùn)行的意義

在冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中，汽輪機(jī)組是一個(gè)有機(jī)高效的整體。汽輪機(jī)組的運(yùn)行是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，需要先用鍋爐把煤等化學(xué)能物質(zhì)加熱成蒸汽，再高速把蒸汽經(jīng)噴嘴送進(jìn)汽輪機(jī)組，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽的動(dòng)力與為推動(dòng)汽輪機(jī)組工作的機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化。在實(shí)際工作中，我們通過觀察一些運(yùn)行指標(biāo)來判斷汽輪機(jī)組的運(yùn)行情況，通過有效的提升這些指示，可以優(yōu)化并保障汽輪機(jī)組實(shí)現(xiàn)高效節(jié)能安全的運(yùn)行。對冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組企業(yè)的生產(chǎn)意義重大。

二、冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組汽輪機(jī)組主要輔機(jī)概述

汽輪機(jī)組是一個(gè)有機(jī)高效的整體，它主要由凝汽設(shè)備、抽氣設(shè)備和冷卻設(shè)備組成。汽機(jī)輔機(jī)是冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中非常核心的設(shè)備，下面對汽輪機(jī)組的組成設(shè)備進(jìn)行一下簡要介紹：

（一）凝氣設(shè)備

凝氣設(shè)備是由凝汽器、循環(huán)和凝結(jié)水泵以及抽氣裝置等組成的一個(gè)整體機(jī)組。它的主要通過在汽機(jī)排氣口建立真空來提高汽機(jī)循環(huán)熱效率，通過回收工質(zhì)形成循環(huán)并對補(bǔ)給水和凝結(jié)水實(shí)行真空除氧，一旦負(fù)荷情況改變能夠及時(shí)回收排汽及疏水。如果凝汽器中一旦有空氣或有不能凝結(jié)的氣體進(jìn)入，凝氣設(shè)備的運(yùn)行安全就會(huì)出現(xiàn)問題，運(yùn)行效率也會(huì)隨之降低。

（二）抽氣設(shè)備

抽氣設(shè)備因不同的工作原理可以分為射流式抽氣器和容積式真空泵兩種。射流式抽氣器又分為射汽式和射水式兩種抽氣器。兩者相比射水式抽氣器系統(tǒng)相對簡單易操作，運(yùn)行維護(hù)方便比較經(jīng)濟(jì)，但占地面積大而且比較費(fèi)水，需要配置專用的水泵。容積式真空泵也有離心式和液環(huán)式兩種。

（三）冷卻設(shè)備

冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組的供水系分為直流供水系統(tǒng)和循環(huán)供水系統(tǒng)兩種。直流供水系統(tǒng)又分為三種循環(huán)供水系統(tǒng)，即冷卻水池、噴水池和冷卻塔。一般冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組的冷卻塔的進(jìn)水溫度為8℃～10 ℃，冷卻幅高為5℃～10 ℃。橫流塔運(yùn)行管理比較方便，而且可以有效地節(jié)約基礎(chǔ)建設(shè)投資成本，雖然占地面積比較大，但在現(xiàn)在的冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中應(yīng)用的還是比較廣泛的。

三、冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組汽機(jī)輔機(jī)的優(yōu)化策略

汽輪機(jī)組是關(guān)系到冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組總體效益的重要設(shè)備，只有汽輪機(jī)組設(shè)備高效、安全、可靠的運(yùn)行，冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組才能實(shí)現(xiàn)整體效益的提升。汽輪機(jī)組的運(yùn)行是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，需要先用鍋爐把煤等化學(xué)能物質(zhì)加熱成蒸汽，再高速把蒸汽經(jīng)噴嘴送進(jìn)汽輪機(jī)組，從而實(shí)現(xiàn)蒸汽的動(dòng)力與為推動(dòng)汽輪機(jī)組工作的機(jī)械能之間的轉(zhuǎn)化。為使汽輪機(jī)組運(yùn)行效率提高，我們需要通過觀察一些運(yùn)行指標(biāo)來判斷汽輪機(jī)組的運(yùn)行情況，通過有效的提升這些指示，可以優(yōu)化并保障汽輪機(jī)組實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能、安全的運(yùn)行。

（一）循環(huán)水泵的優(yōu)化

當(dāng)汽輪機(jī)組和冷卻水溫度確定不變時(shí)，隨著循環(huán)水流量的變化，凝汽器的壓力也產(chǎn)生相應(yīng)的變化，這種變化會(huì)影響循環(huán)水泵的消耗。隨著循環(huán)水流量的增大，凝汽器壓力變小，這樣就增加了機(jī)組的出力，從而增加循環(huán)水泵的耗功。水流量增大到一個(gè)基準(zhǔn)值時(shí)，機(jī)組出力的增加值會(huì)被水泵的耗功增加抵消。因此，汽輪機(jī)組最佳的運(yùn)行背壓就是循環(huán)水流量增大后造成的汽輪機(jī)組出力增加值與水泵功耗增加值差在最大時(shí)凝汽器的運(yùn)行壓力。此時(shí)循環(huán)水泵的運(yùn)行方式也將達(dá)到最佳狀態(tài)。冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中汽輪機(jī)組的配套循環(huán)水泵的臺(tái)數(shù)是有限的，因此循環(huán)水流量在調(diào)節(jié)上沒辦法連續(xù)。為了更好的優(yōu)化水泵運(yùn)行方式，必須按照冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中目前所擁有的水泵臺(tái)數(shù)實(shí)現(xiàn)不同的運(yùn)行方式的組合。通過實(shí)地測評不同的循環(huán)水泵組合方式中凝汽器變工況性能、汽輪機(jī)的出力增加值、循環(huán)水泵流量及功耗的各項(xiàng)指標(biāo)，再把它們和循環(huán)水溫度變化及機(jī)組負(fù)荷變化結(jié)合在一起考慮，從而計(jì)算出水溫恒定及機(jī)組負(fù)荷條件下汽輪機(jī)組的最佳運(yùn)行背壓，以此來決定循環(huán)水泵的最佳運(yùn)行方式。

（二）給水泵的優(yōu)化

優(yōu)化化給水泵的運(yùn)行方式可以提升機(jī)組的效能利用。在冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組中，耗電量最大的輔機(jī)就是電動(dòng)給水泵。把除氧箱抽出的給水升壓后輸送到鍋爐是給水泵的基本功。電動(dòng)給水泵耗的電量會(huì)對汽輪機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性造成直接影響。因此，優(yōu)化電動(dòng)給水泵勢在必行。電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)和汽輪機(jī)拖動(dòng)是拖動(dòng)給水泵的兩種基本方式，因運(yùn)行方式不同，電動(dòng)給水泵可以分為定速電動(dòng)給水泵和變速電動(dòng)給水泵。在汽包壓力低于0.8 MPa時(shí)，可以采用啟動(dòng)前置泵向鍋爐供水和沖洗的運(yùn)行方式來啟動(dòng)爐供汽，在汽包壓力大于0. 8 MP a時(shí)，可以使用沖動(dòng)小輪機(jī)向鍋爐供水的運(yùn)行方式，使給水泵處于備用狀態(tài)，從而運(yùn)用機(jī)組啟停時(shí)不啟停給水泵的方式來降低耗電量。對于汽動(dòng)給水泵的優(yōu)化可以采用機(jī)組滑壓的運(yùn)行方法來降低小汽輪機(jī)的耗氣量，從而達(dá)到節(jié)能的目的。氣動(dòng)泵在運(yùn)行時(shí)必須保持轉(zhuǎn)速為每分鐘3000轉(zhuǎn)，以此來使給水泵循環(huán)流量穩(wěn)定。

（三）抽氣設(shè)備優(yōu)化

抽氣設(shè)備是汽輪機(jī)組中的一個(gè)重要的組成部分，它通過啟動(dòng)機(jī)組時(shí)建立真空狀態(tài)，，為了維持真空度，及時(shí)抽出機(jī)組運(yùn)行過程中漏入到凝汽器當(dāng)中不凝結(jié)的氣體和空氣，這就是抽氣設(shè)備最大的作用。抽氣設(shè)備的優(yōu)化可以使汽輪機(jī)組實(shí)現(xiàn)安全有效的運(yùn)行。汽輪機(jī)組運(yùn)行的一個(gè)基本條件就是保持凝汽器內(nèi)的真空狀態(tài)。抽氣設(shè)備的工作效率會(huì)受到工作液溫度、真空泵轉(zhuǎn)速以及吸入口溫度和壓力等因素的影響，其中最主要因素是工作液溫度，對工作液溫度進(jìn)行有效的調(diào)節(jié)就能優(yōu)化抽氣設(shè)備?？梢圆捎檬褂玫叵滤崩鋮s真空泵的工作水的方法來提高抽氣設(shè)備的抽吸能力，從而有效減少真空泵的耗功，達(dá)到改善凝汽器的換熱條件、提高真空度的目的。而且用完的地下水可以排到循環(huán)水系統(tǒng)中加入水系統(tǒng)的循環(huán)利用中，從而節(jié)約了水資源。

在實(shí)際工作中，我們要以具體情況具體分析的方法來優(yōu)化凝氣器真空抽氣系統(tǒng)的運(yùn)行。噴射式真空抽氣器是目前我國冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組使用的主要抽氣設(shè)備。因使用介質(zhì)不同，噴射式抽氣器可以分為射汽抽氣器和射水抽氣器。射水抽氣器是使用壓力水來抽取真空的，射汽抽氣器是使用壓力蒸汽來實(shí)現(xiàn)真空抽氣的。兩種噴射抽氣器所運(yùn)用的工作原理是基本相同的。還有一些冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組使用水環(huán)真空泵來做為抽氣設(shè)備。真空泵在啟動(dòng)時(shí)低真空抽取能力要比抽氣器大很多，而且啟動(dòng)時(shí)間短，運(yùn)行時(shí)消耗功率只有抽氣器的百分之三十左右，而且損失的汽水比較少，機(jī)械化運(yùn)行程度相對來說比較高。但真空泵在運(yùn)行時(shí)也存在一定的不足之處，它處理蒸汽的能力要比抽氣器的差，當(dāng)真空系統(tǒng)泄漏比較多時(shí)，它會(huì)使設(shè)備過載運(yùn)行，使得真空系統(tǒng)運(yùn)行的安全性得不到保障，而且它的一次性投資也相對多些。射水抽氣器以其簡單的結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定的性能和低廉的成本等優(yōu)勢，在冶金企業(yè)發(fā)電機(jī)組使用的比較多。但是它運(yùn)行時(shí)一般需要配備—個(gè)射水泵，相應(yīng)的增加了運(yùn)行成本和系統(tǒng)維護(hù)成本，而且對水資源造成了一定的浪費(fèi)，所以它不適合在一些水資源缺乏的地方應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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