汽轮机辅机运行优化和节能的技术途径介绍

冯兆坤

摘要:在保证机组安全运行的前提下，针对汽轮机侧的辅机运行现状，简述循环水泵、抽气设备、凝结水泵、给水泵、加热器等重要辅机运行方式优化调整以及节能技术的原理、方法。该套优化方法对提高机组出力、降低厂用电率和供电煤耗具有重要和积极的意义。

关键词：汽轮机；辅机；运行优化；节能技术

中图分类号：U664.113文献标识码：A 文章编号：

0 引言

在现有机组设备的基础上,通过调整运行方式来提高设备的出力、降低厂用电率是公司追求的目标。受长期以来重主机轻辅机思潮的影响,汽轮机主设备的设计、制造和运行已经达到了较好水平,而辅机设备则普遍存在设计配套裕量过大,导致实际运行中的效率和出力达不到设计水平，白白消耗了过多的能量。对辅机的运行方式优化进行调整，能有效地减少设计配套过程中造成的裕量损失，提高设备的运行效率和出力，同时避免了设备的改造，是一项投资少见效快的工作。在此形势下，本文系统地叙述了汽轮发电机组汽轮机侧主要辅机如循环水泵、抽气设备、凝结水泵、给水泵、加热器运行方式优化调整和节能技术的原理和方法。

1循环水泵运行方式的优化

在机组负荷和冷却水温一定的条件下,凝汽器压力(机组背压)随循环水流量的改变而改变,而循环水流量的变化直接影响到循环水泵的功耗。循环水流量增加,机组背压减小,机组出力增加,但循环水泵的功耗也同时增加,当循环水流量增加太多时,因循环水泵的功耗增加而将机组出力的增加值抵消。因此,当循环水流量增加后导致的机组出力增加值与循环水泵耗功增加值的差为最大时的凝汽器运行压力即为机组最佳运行背压,此时的循环水泵运行方式就是最佳方式。宏晟电热生产二作业区2台125MW机组共设置4台循环水泵，正常运行时一台运行一台备用。

正常运行时循环水量固定不变，夏季运行时由于循环水温度较高导致凝汽器背压升高，机组出力降低。优化方法：2台125MW机组循环水系统一般采用母管制系统,四台循环泵共同向母管供水。各循环水泵前后有进出口水阀,各泵之间有联络阀连接。正常运行时,三台泵运行,一台泵备用。由于循环水量增加，使凝汽器背压降低，从而提高机组出力。

一般汽轮机运行时,排汽量由外界负荷决定,不可调节,所以控制冷却水温升的主要手段就是改变冷却水量。冷却水量主要由循环水泵的容量和运行台数决定。冷却水量增加,排汽压力降低,则汽轮机发出功率增加。对于一台结构已定的汽轮机,蒸汽在末级存在极限膨胀压力。若排汽压力低于该值,则蒸汽的部分膨胀只能发生在动叶之后,产生膨胀不足损失,汽轮机功率不再增加,反而还因凝结水温降低、最末级回热抽汽量增加而使机组功率减小。而且,此时需要大大增加循环水量,循环水泵功耗增加,经济性下降。运行中,机组要尽量保持在凝汽器的最佳真空下工作,即提高真空后所增加的汽轮机功率与为提高真空使循环水泵多消耗的厂用电之差达到最大时的真空值。

2 抽气设备运行方式优化

抽气设备的任务是在汽轮机启动时建立真空以及在运行中把漏入凝汽器的空气和其他不凝结气体抽出，并维持一定的真空度。抽气设备的工作状态对保证和维持凝汽器真空度具有重要的作用。宏晟电热生产二作业区125MW机组采用射水抽气器。影响其工作特性的主要因素有：工作介质—水的温度。

一般地说，工作水温愈低，其抽吸能力愈大，建立的真空愈高；反之工作水温高，其抽吸能力就小。水的饱和温度同压力是一一对应的，根据水的温度可以查到抽气器能达到的最低抽吸压力。夏季嘉峪关地区平均环境温度为33度，工作水温度较高，影响射水抽气器抽气效果。优化方法：采取增大补水溢流来降低工作水温度。提高抽气器抽吸能力。

3 凝结水系统运行优化和凝结水泵节能改造

机组的凝结水系统存在的主要问题是凝结水泵的经济出力点和凝结水系统的流量和扬程偏大。机组运行时，凝结水泵在小流量高扬程点工作，凝结水调整门开度很小，凝结水系统阻力增大，造成电能浪费和凝结水经处理设备工作压力升高，即不节能也不安全。

凝结水系统运行方式优化的思路是：改变凝结水泵定速运行为变速运行，凝结水调整门全开，只改变水泵转速而不改变管路阻力，当水泵转速降低时，其扬程与流量曲线下移，即水泵流量减小，扬程降低水泵的效率基本不变，始终工作在最高效率点附近。主要措施是采用变频调速，由泵的相似理论可知，泵的流量与转速成正比，扬程与转速的平方成正比，而功率与转速的立方成正比，因此采用改变转速来改变水泵运行工况点，无疑是节约电能的最佳方法。

4给水泵运行方式优化

给水泵是电厂耗电量最大的辅机，其耗电量直接影响机组运行经济性。在机组负荷一定时，给水泵的功耗与主汽压力有关，主汽压力下降则给水泵功耗减小。一般给水泵和给水系统配套设计时留有一定的裕量，机组定压运行时，给水流量通过给水调节阀节流调节。给水泵运行方式优化的思路是在汽轮机滑压运行方式下，尽量开大给水调节阀开度，给水泵自动调节转速来适应给水系统的阻力和流量要求，此举既能消除给水调节节流损失，同时主蒸汽压力下降减小了给水泵的功耗。

5加热器运行方式优化

加热器运行方式优化调整即在保证机组安全运行的前提下对加热器水位进行调整，以得到加热器水水端差、给水端差和给水温升等与水位的关系，从而求出机组运行时加热器端差和疏水端差最小时的最佳水位。从而对DCS中的水位控制设定值进行修改，直到运行人员进行运行监督和调整。

6结论

通过汽轮机主要辅机的运行方式优化调整，可以提高辅机设备的运行效率和出力。降低厂用电率，提高机组出力。运行方式优化基本不改变原有设备和系统，对提高机组出力有积极作用。

7参考文献

[1] 蔡颐年.蒸汽轮机.西安：西安交通大学出版社，1988.

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