发电厂汽轮机辅机的运行优化策略

发电厂汽轮机辅机的运行优化策略

刘宗荣

山东省烟台市清泉实业有限公司发电分公司  山东烟台  264003

摘要：在当前的火电生产实践中，汽轮机辅机的性能提升及运行效率的完善是关键问题。实际上，汽轮机辅机的性能瓶颈和不成熟的运行策略，已对火力发电厂的产能造成了限制。因此，必须对汽轮机辅机的运行机制进行深入的优化调整。针对这一现状，发电企业必须提升对汽轮机辅机的关注，并且顺应社会发展的需求，推动相关技术的创新改进。这样的举措不仅能够显著提升发电厂的运行效能，而且确保了汽轮机辅机的稳定运作，从而为我国电力工业的持续发展提供了坚实的支撑。

关键词：发电厂；汽轮机辅机；运行优化

1发电厂汽轮机辅机类型

1.1抽气设备

在电力生产领域，汽轮机组是依托射流式抽气机与容积式真空泵来发挥其功能的。射流式抽气机通过持续的气体喷射，为抽气设备提供必要的蒸汽压力，这是其核心机制。相对地，容积式真空泵则主要通过离心力或液环密封来实现真空抽取，这两种方式构成了其主要的运行模式。

在汽轮机启动阶段，抽气设备扮演着至关重要的角色。它负责抽取加热器、凝汽器等关键位置的空气，迅速建立所需的真空环境。随着汽轮机进入正常运转状态，为了维持凝汽器内的真空值，必须有效抽除凝汽器内渗入的少量空气以及不凝结气体。这一过程对于保持汽轮机组的高效运行至关重要。

因此，无论是射流式抽气机还是容积式真空泵，它们在发电厂汽轮机组中都发挥着不可或缺的作用，确保了汽轮机组的安全与效率。

1.2冷却设备

在现代发电厂的汽轮机组中，冷却系统的配置分为封闭式与开放式两大类。封闭式冷却系统主要由冷却水箱和喷水池构成，而开放式系统则依赖于直流电源供电。这些冷却设备的共同目的是将水温冷却至5~10℃，这一温度区间不仅显著提升了发电效率，同时也降低了汽轮机组的运维成本，进而增强了发电厂的整体经济性能。

2汽轮机辅机经济运行的优化策略

2.1优化抽气设备

在电力生产中，汽轮机辅机扮演着不可或缺的角色。特别是凝汽器抽真空装置，其对机组运行的稳定性起着决定性作用。因此，维护真空系统的完整性至关重要，无论是在启动还是关闭汽轮机辅机时，都必须确保凝汽器维持在真空状态。

真空喷射器是发电厂常见的关键设备，主要由蒸汽喷射器和喷射器两种类型组成，尽管它们的工作介质不同，但都基于相似的原理运作。抽真空装置设计简洁，操作便利，性能稳定，且成本相对较低，然而在实际运用中，其运行和维护成本偏高，且存在水资源浪费的问题。

相比之下，真空泵具备强大的机械化操作性能，启动迅速，运行功耗低。然而，其不足之处在于前期投资成本高昂，且在处理蒸汽方面效率不高，这可能会对真空系统的稳定性产生负面影响。

发电厂在运行过程中必须根据自身具体情况，选择最适宜的汽轮机辅机抽气设备，以确保机组的稳定运行。这一选择过程需要综合考虑成本效益和技术性能，以实现高效且经济的电力生产。

2.2优化回热加热器

为确保发电厂机组稳定运行，必须针对各级加热精准设计操作。加热器若发生故障，将影响汽轮热力系统，导致发电效率下降。加热器端差是衡量其效能的关键指标，如何在确保安全的前提下，维持较低端差，成为研究重点。维持低端差同时，需保持加热器高水位稳定，故调节系统需具备高线性、精确度，以保障安全和高效。然而，国产调节系统精度不足，尤其在低水压低流量情况下，亟需加强研究和开发，或引进国外成熟产品，尽管成本较高。

考虑实际情况，可优化方案：关键设备采用精度高、可靠性好的进口设备，对要求不高或初调阶段，使用国产设备，以寻求投入与效能平衡。此外，制定管理和操作规范，控制成本，提升效益。

2.3优化运行模式

在汽轮机辅机系统中，水泵的配置必须匹配发电厂的实际发电需求，确保运行效率。水泵的运行模式主要分为两大类：变频泵和定速泵。其中，定速泵因使用固定转速的电机，在众多应用场景中占据主导地位。定速泵的优势在于其安装和调试过程简便，控制系统无需复杂，成本较低，且生产制造相对容易。然而，定速泵在低负荷运行时，可能会面临效率降低和节流损失增加的挑战。

2.4给水泵的能量损失和优化改进方式

水泵在汽轮机系统中担任关键的辅助角色，同时也是电厂能源消耗的巨头。水泵的能量损失主要源于三个层面：首先，运行效率低下导致的水流量过剩；其次，扬程储备造成的能量浪费；最后，参数过大的水泵带来的能量损失。选用高功率的电动水泵，其能耗可占到整个电厂的用电量的一半，这对大型机组来说，意味着必须通过优化给水泵系统以提升经济效益。在不同的机组负荷和运行条件下，应依据水泵的流量、扬程及效率特性曲线来确定最优运行模式。

在考虑气动水泵组的运营收益时，应结合机组的具体配置和气动水泵的冗余能力，根据实际运行状况来设定泵组的运行模式。通过适当增大给水阀门的开度，调节水泵转速，可以有效减少节流损失和能量消耗。为了确保汽轮机的安全运行，所选电动水泵的容量应小于当前运行的气动水泵，这样在气动水泵出现故障时，电动水泵能够接管并维持汽轮机的稳定运行，同时将整个机组迅速降至与电动水泵容量相匹配的工作负荷。

2.5冷却液体系的运行分析和优化改进方式

在汽轮机辅机的冷却系统中，若系统的阻力未得到精确控制，或出水点的流量管理存在缺陷，则可能导致整个冷却系统的运作受到不良影响。为确保汽轮机辅机的稳定运行，必须对冷却系统进行深入的研究与优化。研究指出，当调节门的开度减小，系统阻力随之上升，这不仅会对汽轮机辅机的运行造成不利影响，还可能造成资源的浪费，并潜在地威胁到电力供应的稳定性。

针对上述问题，建议根据现场条件适量增大调节门的开度，以此降低冷却液流动时遇到的阻力，进而达到提升冷却系统效率的目的。这样的调整将有助于实现冷却系统的优化，确保汽轮机辅机能够在高效、稳定的环境中运行，同时保障电力供应的可靠性。

2.6其他完善电厂汽轮机辅机运行的措施

为确保电厂汽轮机辅机的平稳与可靠运行，首要任务是健全供水传输系统。若该系统发生故障，可能导致灾难性的后果，如水泵损坏、泄漏等，严重影响电厂的经济和社会效益。因此，应将暴露在空气中的水泵置于凝气设备附近，以减少因剧烈振动引发的破裂或渗漏风险。

此外，对供水水位进行严格监控至关重要。水位不当可能导致水温升高，进而引发气流冲击，对汽轮机辅机造成威胁。设计时必须全面考虑设备运行中潜在问题，并持续进行创新与改进，以确保辅机的安全运行。

3结语

汽轮机辅机的运行状态对发电厂的运营产生直接效应。目前，在火力发电汽轮机辅机的运行过程中，依然面临效率低下和实际性能不强的挑战，这些问题对汽轮机的经济运行产生了负面影响。因此，必须强化对汽轮机经济运行状况的优化。应根据实际需求对其进行优化，提升可靠性与效率，同时考虑经济性，以有效推动我国电力事业的稳健发展。

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