電廠汽輪機(jī)輔機(jī)運(yùn)行優(yōu)化及改進(jìn)

李旭

摘 要：我國電廠發(fā)電以汽輪機(jī)發(fā)電為主，保持著較高效率的運(yùn)行水平。輔機(jī)系統(tǒng)作為汽輪機(jī)的重要組成部分卻往往被忽略，在實(shí)際運(yùn)行中存在著嚴(yán)重資源浪費(fèi)問題。那么對輔機(jī)系統(tǒng)設(shè)備運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化和采取有效措施進(jìn)行改進(jìn)，是電廠提高發(fā)電效率的首要目標(biāo)。本文從輔機(jī)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度出發(fā)，對電廠汽輪機(jī)輔機(jī)運(yùn)行優(yōu)化及改進(jìn)進(jìn)行探討，提出有效建議。

關(guān)鍵詞：給水泵;循環(huán)水泵;抽氣設(shè)備;凝結(jié)水系統(tǒng);優(yōu)化;改進(jìn)

1 給水泵運(yùn)行優(yōu)化

鍋爐給水泵是火力發(fā)電廠重要的輔助設(shè)備，也是廠用電消耗最多的輔助設(shè)備。給水泵能量損失主要來源于三個(gè)方面：運(yùn)行效率低造成的流量過剩;揚(yáng)程儲(chǔ)備引起;出于安全運(yùn)行考慮而配備參數(shù)偏大型號的給水泵?；鹆Πl(fā)電廠中的大型機(jī)組往往會(huì)選用功率較大的電動(dòng)給水泵，其耗電量接近廠用電量的二分之一。出于對大型機(jī)組的整體經(jīng)濟(jì)性考慮，對給水泵的運(yùn)行方式進(jìn)行優(yōu)化至關(guān)重要。通過機(jī)組在不同負(fù)荷及運(yùn)行條件下給水泵的流量-揚(yáng)程特性曲線和流量-效率特性曲線，確定出最佳的給水泵組運(yùn)行方式。

對于大功率汽輪機(jī)來說，若機(jī)組按（2臺(tái)汽動(dòng)給水泵+1臺(tái)電動(dòng)泵）運(yùn)行方式進(jìn)行配置。從負(fù)荷的變化來看，當(dāng)處于低負(fù)荷狀態(tài)下，采用單泵運(yùn)行或電泵備用方式的經(jīng)濟(jì)性要優(yōu)于1臺(tái)運(yùn)行或1臺(tái)備用的運(yùn)行方式;當(dāng)處于低負(fù)荷狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間比臨界時(shí)間長的時(shí)候，電泵備用的運(yùn)行方式最為經(jīng)濟(jì)有效。當(dāng)負(fù)荷高低狀態(tài)頻繁發(fā)生變化時(shí)，則不應(yīng)采用（電泵+汽泵備用）的運(yùn)行方式。為保障汽輪機(jī)的安全運(yùn)行，當(dāng)電動(dòng)泵的容量小于運(yùn)行中的汽動(dòng)泵，當(dāng)汽動(dòng)泵發(fā)生故障或者出現(xiàn)跳閘問題后，僅僅通過電動(dòng)泵在維持汽輪機(jī)主機(jī)運(yùn)行的時(shí)間內(nèi)，須將機(jī)組迅速降低至同電動(dòng)泵容量相適應(yīng)的負(fù)荷。若機(jī)組按容量均勻的3臺(tái)電動(dòng)給水泵運(yùn)行方式進(jìn)行配置，泵組在低負(fù)荷滑壓工況下比定壓運(yùn)行工況下的效率要低。

2 循環(huán)水泵運(yùn)行優(yōu)化及改進(jìn)措施

在負(fù)荷狀態(tài)下的機(jī)組水溫被冷卻到特定溫度時(shí)，伴隨循環(huán)水流量的變化凝汽器壓力也會(huì)隨之產(chǎn)生一定程度的變化，從而對循環(huán)水泵的耗功產(chǎn)生較為直接的影響。所以當(dāng)增加循環(huán)水流量后，機(jī)組所承受的壓力隨之減小，出力也會(huì)相應(yīng)增加。那么一旦機(jī)組出力增加值與循環(huán)水泵耗功值差達(dá)到最大，凝汽器就處于最佳運(yùn)行狀態(tài)，這時(shí)也是循環(huán)水泵的最佳運(yùn)行方式。由于循環(huán)水泵的流量是不可持續(xù)調(diào)節(jié)的，可以根據(jù)現(xiàn)有的循環(huán)水泵數(shù)量以及泵葉片調(diào)整角度的變化來組合出不同的循環(huán)水泵運(yùn)行方式。在工作實(shí)測中筆者發(fā)現(xiàn)，對循環(huán)水泵進(jìn)行不同的組合，通過泵流量及耗功、凝汽器性能、汽輪機(jī)出力增加值與機(jī)組的負(fù)荷狀態(tài)、循環(huán)水溫變化情況相結(jié)合，從而計(jì)算出特定條件下的機(jī)組最佳運(yùn)行背壓，最終可以確定出循環(huán)水泵的最佳運(yùn)行方式。但是在實(shí)際操作中，還應(yīng)考慮循環(huán)水泵切換操作的安全性?？梢酝ㄟ^在機(jī)組間加裝聯(lián)絡(luò)管、采用雙速電機(jī)、安裝變頻器等方法，實(shí)現(xiàn)輔機(jī)的節(jié)能效果。

3 抽氣設(shè)備運(yùn)行方式優(yōu)化

抽氣設(shè)備的作用是將非凝固氣體抽出，以確保凝器設(shè)備的真空度。而對抽氣設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的影響因素包含：入風(fēng)口處的溫度、壓力、泵轉(zhuǎn)速等。為了不影響抽氣設(shè)備自身，運(yùn)行優(yōu)化可以從提升冷卻液的冷卻效率入手，嚴(yán)格控制溫度，增大泵的空氣流速。此種方式還可使凝氣設(shè)備的換溫度能力得到提升，實(shí)際應(yīng)用效果最佳。

4 凝結(jié)水系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化及改進(jìn)措施

凝結(jié)水泵的流量和揚(yáng)程均偏大的問題是由于凝結(jié)水泵的出力點(diǎn)與凝結(jié)水系統(tǒng)的阻力不匹配所引起，是促進(jìn)凝結(jié)水系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)的主因。電廠機(jī)組運(yùn)行時(shí)，凝結(jié)水泵是處于小流量高揚(yáng)程點(diǎn)狀態(tài)下運(yùn)行，如果凝結(jié)水調(diào)整門開度小，會(huì)增加凝結(jié)水系統(tǒng)的阻力，對應(yīng)的處理設(shè)備的工作壓力也會(huì)隨著增大，從而造成電能的浪費(fèi)。那么將凝結(jié)水泵的定速運(yùn)行改成變速運(yùn)行，調(diào)整門保持全開狀態(tài)，通過管道阻力不變，凝結(jié)水水泵轉(zhuǎn)速改變的方式來實(shí)現(xiàn)凝結(jié)水系統(tǒng)的運(yùn)行優(yōu)化。此種方式下，當(dāng)凝結(jié)水水泵的轉(zhuǎn)動(dòng)速度變小后，揚(yáng)程和流量曲線會(huì)隨之下移，在流量減少后揚(yáng)程也會(huì)隨之降低，這個(gè)過程中水泵始終保持在高工作效率范圍內(nèi)。此外為保證凝結(jié)水系統(tǒng)的節(jié)能性，還可減少葉輪級數(shù)，使凝結(jié)水泵的揚(yáng)程降低，從而解決不匹配的問題。

5 其他輔機(jī)的運(yùn)行改進(jìn)措施

輸送水體系改進(jìn)：在實(shí)際工作中最常見的是因輸送水體系規(guī)格不匹配，導(dǎo)致的泵口崩裂和大量漏水問題。解決這一問題的改進(jìn)措施是，在凝氣設(shè)備處安裝可與空氣接觸的輸送水泵，起到消除因水泵沖撞而造成震動(dòng)的作用。

改進(jìn)輸送水位調(diào)控力度;輸送水位的高低會(huì)直接影響輔機(jī)的工作效率。輔機(jī)的實(shí)際運(yùn)行中，輸送水位往往達(dá)不到預(yù)期的設(shè)計(jì)要求，隨之會(huì)帶來一些列諸如輸送水位溫度升高、氣泡沖擊等問題。那么需要通過試驗(yàn)方法改變輸送水為預(yù)期設(shè)計(jì)高度的方法來解決，同時(shí)增大可操作范圍。此外，還可通過提高輸送水位支撐高度的方法，來改進(jìn)對輸送水位的調(diào)控力度。

增加輔機(jī)偶合設(shè)備效率：汽輪機(jī)的偶合設(shè)備包括：偶合器、渦輪等，這些儀器在工作中會(huì)產(chǎn)生較大的軸向力，造成儀器工作穩(wěn)定性降低，因此長期工作中的偶合設(shè)備，容易出現(xiàn)斷裂、振幅過大的問題，導(dǎo)致工作效率降低。其中最為突出的是渦輪扭矩不穩(wěn)定的問題，尚且還未有好的解決方法。為了確保偶合設(shè)備的高效率的穩(wěn)定運(yùn)行，可通過增加偶合設(shè)備功率途徑入手，比如在實(shí)際電廠機(jī)組運(yùn)行中，會(huì)對偶合機(jī)箱體進(jìn)行焊接以增加設(shè)備的強(qiáng)度，提升設(shè)備使用限度。還可通過降低扭矩的頻率來實(shí)現(xiàn)減少阻力造成的不良影響。此外，還應(yīng)對注重輔機(jī)偶合設(shè)備的定期維護(hù)和保養(yǎng)，保證設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。

6 結(jié)語

對電廠汽輪機(jī)輔機(jī)運(yùn)行進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，提升了汽輪機(jī)組的工作效率，提高了電廠對資源的有效利用。在實(shí)際電廠工作中，可通過試驗(yàn)計(jì)算對比找到電廠汽輪機(jī)輔機(jī)系統(tǒng)設(shè)備的最佳運(yùn)行方式，采用改進(jìn)措施提升輔機(jī)設(shè)備的運(yùn)行效率和穩(wěn)定性，不僅能提高輔機(jī)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性和節(jié)能目的，同時(shí)也是保障輔機(jī)系統(tǒng)安全性的有效措施，為電力行業(yè)技術(shù)的發(fā)展指明了有效途徑。

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