电厂汽轮机辅机运行优化及改进赵国政

电厂汽轮机辅机运行优化及改进赵国政

赵国政

(吉电股份白城发电公司吉林省白城市137000)

摘要：电厂汽轮机辅机的优化调整，不仅能有效降低设计匹配过程中的边际损失，而且能提高工作质量和效率，有效避免设备改造问题，降低企业成本，本文就此展开了探讨。

关键词：电厂；汽轮机辅机；运行优化；改进

前言

近年来，电力行业取得了较快的发展，电厂作为电能的主要生产企业，其为了能够更好的满足社会发展过程中对电能的需求，则需要在现有设备基础上，不断的通过调整来确保设备效率的提升，降低设备运行过程中的消耗，确保设备运行的经济性。汽轮机作为电厂的主要生产设备，其主机无论是出力还是运行效率都处于较高的水平。但长期以来由于对汽轮机辅机设备缺乏重视，无论是配套裕量还是运行效率都达不到设计的水平，从而导致辅机运行过程中存在着资源的严重浪费。

1电厂汽轮机主要辅助设备

1.1给水系统

由于我公司凝汽系统为直接空冷凝汽器，为了减轻空冷凝汽器的热负荷，不采用汽动给水泵，选用三台35％容量的电动给水泵、液力偶合器、前置泵及其驱动电机，1号、2号、3号高压加热器、阀门、滤网等设备以及相应管道。为提高除氧器在滑压运行时的经济性，同时又确保给水泵的运行安全，通常在给水泵前加设一台低速前置泵，与给水泵串联运行。由于前置泵的工作转速较低，所需的泵进口倒灌高度（即汽蚀裕量）较小，从而降低了除氧器的安装高度，节省了主场房的建设费用；并且给水经前置泵升压后，其出水压头高于给水泵所需的有限汽蚀裕量和在小流量下的附加汽化压头，有效地防止给水泵的汽蚀。

1.2空冷系统

汽轮机排汽通过的排汽管道送到室外的空冷凝汽器内，轴流冷却风机使空气流过散热器外表面，将排汽冷凝成水，凝结水再经泵送回汽轮机的回热系统。直接空冷所用的空冷凝汽器一般是由外表面镀铝(锌)的扁平(椭圆形)钢管外套矩形钢翅片的若干个管束组成。空冷凝汽器系统由主要由蒸汽分配管道、变频风机、散热管束、抽真空系统、爆破膜、蝶阀等组成。

1.3抽真空系统

抽真空设备的任务是不断抽除凝汽器内不能凝结的气体，以维持凝汽器的正常真空。所以抽气设备的工作正常与否对凝汽器压力的影响很大。大型再热机组普遍采用水环式真空泵，其工作特点，一是抽吸的真空并不要求很高，为了维持凝汽器在多种工况下正常工作，其抽吸压力一般在0.00267～0.0533MPa就可以了；二是抽气速率和抽气量都很大，且抽出的介质为汽气混合物。我公司采用的真空泵是佶缔纳士机械有限公司生产的水环真空泵，每台机配三台100%容量真空泵，正常运行时一台真空泵可维持所需真空。机组启动时投入三台真空泵可更快地建立真空，从面缩短启动时间。

2电厂汽轮机辅机的优化改进方式

2.1给水系统优化改进

2.1.1电动给水泵的优化改进：外泵壳主要由泵筒体、端盖及进、出口水管等组成。泵体由进口侧泵脚下的一对横向键轴向定位在联轴器端，筒体下另有一轴向键。这种布置使泵能在所有温度情况下保持与驱动机械的对中性，并将管道载荷传递到泵座上。在泵脚与泵座间的键连接部位装有铜质滑块，从而保证能自由地热膨胀和良好的接触。筒体为具有良好焊接性能的锰钢锻件，进出口支管同样采用锰钢锻件焊接在筒体上。

大端盖是锰钢锻件，通过止口与末级导叶套接。在大端盖和筒体之间有一密封垫形成一高效的密封，密封垫为不锈钢石棉缠绕垫，这个密封垫嵌在筒体的凹槽内并通过大端盖面上的凸缘定位，这种结构方式确保大端盖和筒体的面与面接触并在密封垫上产生紧力。选择这种材料所制造的弹性密封垫，可以进一步防止由于密封面一部分表面受损所引起的泄漏，降低密封比压系数特性，从而降低大端盖螺栓载荷。

大端盖螺栓借助于液压装置张紧，液压装置能给予螺栓精确地加载，使大端盖发生变形的可能性减至最低。大端盖与筒体的结合面高度光洁，最内一级内泵壳与筒体之间装有垫圈，该垫圈为镀铜钢圈，两面都经研磨加工到很好的光洁度，可以防止发生碰磨、卡涩现象。

2.1.2超导空冷测试单元，由30片2000X800x10mmm超导热换热单元组成，包括超导单元进水管路、超导单元片出水管路、多个包括换热翅片和换热管的换热模块；超导单元进水管路的管内介质流经换热管再流向超导单元出水管路，通过换热翅片采用微热管阵列板，以使换热管内的管内介质的热能迅速传递给换热翅片；通过多个换热翅片沿超导单元进水管路的延伸方向依次间隔设置，以能够使流经换热翅片之间间隙的管外介质能够将热量传递给换热翅片，也即管内介质与管外介质通过换热翅片进行热量交换，其热交换效率高。

2.2空冷凝汽器优化改进

空冷凝汽器运行一段时间后，翅片管束表面受灰尘等污染，将使空气流动和热交换效率降低，从而引起ACC性能的下降，特别是夏季高温天气，无法保证机组较高真空，电厂整体循环效率下降，会造成发电量降低，从而引起运行成本增加。为了保证管束表面的清洁，空冷系统应增加水清洗装置。

清洗系统包括下面的组件：高压泵组件，用于对水压和水流量进行优化驱动部分，带半自动或全自动控制（包括电机）喷嘴部分，用于清洗椭圆形翅片管。经过了优化设计后，适合翅片管的几何形状，始终维持一个不变的喷射角度，从而保证了最佳的清洗效果。喷嘴装置由电机驱动成直线运动。

为了提高空冷系统的性能，降低机组背压，增加尖峰冷却系统。尖峰冷却系统是从现有汽轮机排汽管上增设排汽分管进入系统的蒸发式凝汽器中，汽管道上设有膨胀节和电动蝶阀。在机组运行时，打开电动蝶阀使一部分乏汽流至蒸发式凝汽器中，冷却后的乏汽凝结水回至排汽装置，与主机直接空冷散热器冷却后的凝结水混合，进入主机凝结水系统；蒸发式凝汽器由风机组、管束、循环水泵等基本设备和相关的电气、热控设备等组成。循环水池设置开式水与深井水两路补水。

2.3回热加热器的优化改进

影响给水回热加热热经济性的主要参数为回热加热分配、相应的最佳给水温度和回热级数，三者紧密联系，互有影响。在求解最佳回热分配的计算分析中，以Z级理想回热循环的循环效率最大值求其最佳回热分配，（所谓理想回热循环，即假定为混合式加热器，端差为零，不计新蒸汽、抽汽压损和泵功，忽略散热损失）求得理想回热循环的最佳回热分配通式后，根据需要忽略一些次要因素，进一步简化，即可获得其它近似的最佳回热分配通式。如“焓降分配法”，这种分配方法是将每一级加热器的焓升取作等于前一级至本级的蒸汽在汽轮机中的焓降；又如“平均分配法”，这种回热分配方法的原则是每一级加热器的焓升相等；其它还有“等焓降分配法”等。可见给水回热总加热量在各级中的分配是在一定的给水温度和一定级数的条件下，使循环热效率最高为原则，由此对应的各级抽汽回热参数，即为最有利分配的参数。

结束语

对电厂汽轮机辅机运行进行优化和改进，提升了汽轮机组的工作效率，提高了电厂对资源的有效利用。在实际电厂工作中，可通过试验计算对比找到电厂汽轮机辅机系统设备的最佳运行方式，采用改进措施提升辅机设备的运行效率和稳定性，不仅能提高辅机系统的经济性和节能目的，同时也是保障辅机系统安全性的有效措施，为电力行业技术的发展指明了有效途径。

参考文献：

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