汽轮机辅机设备的节能分析

孙艳民 李敏 王学刚

【摘要】汽轮机辅机在电厂中的能耗非常大，做好辅机节能工作尤为重要，本文分析并提出一些方法。

【关键词】凝结水系统;循环水泵;给水系统

1.下文就汽轮机辅机分别阐述

1.1 凝结水系统

降低凝结水系统耗电率的主要措施有：1）确保凝结水泵流量扬程特性与系统阻力特性相匹配;2）提高凝结水泵运行效率;3）尽量降低凝结水流量。

1.2 凝结水泵性能与系统阻力特性匹配

凝结水泵性能（流量扬程特性）与系统阻力特性不匹配，造成除氧器水位调整门（凝结水调整门）节流损失增大，凝结水泵运行效率偏离设计点，凝结水泵运行效率降低。

对于新设计机组，优先选择3×50%容量凝结水泵，也可选择2×100%容量凝结水泵，凝结水泵扬程选择应根据凝结水系统设计特点进行仔细核算，防止凝结水泵扬程选取过大。此外，凝结水泵电机宜加装变频调节装置，以降低部分负荷下凝结水泵耗电率。

在凝结水泵电机加装变频调节装置后，应根据机组实际状况，在保证凝结水母管压力的条件下，修改除氧器进水控制逻辑，机组在运行中保持除氧器进水门全开，采用变频装置调节除氧器水位。此外，及时调整低旁减温水压力低保护定值、给水泵密封水差压低保护定值、凝结水压力低开启备用泵定值。

凝结水泵电机加装变频调节装置后，600MW及以上超（超）临界机组凝结水泵耗电率不大于0.2%，其他机组凝结水泵耗电率不大于0.22%。

1.3 提高凝结水泵运行效率

凝结水泵变频运行，其运行效率得到一定的改善（相对于定速运行），但凝结水泵本身的效率有一定的下降，造成凝结水泵耗功增大。通过凝结水泵性能诊断试验，确认凝结水泵运行效率（一般情况下效率应达到80%以上），作为凝结水泵增效改造的依据。

1.4 杂项用水治理

通过凝结水杂项用水的治理，进一步降低凝结水泵出口流量，达到节电的效果。根据机组运行需要，通过安装高质量可调节阀门，合理控制杂用水用量，能有效降低凝结水泵的出口流量和厂用电消耗。

2.冷端系统

循环水泵节约厂用电的主要措施有：（1）循环水系统配置;（2）循环水泵变速（双速）运行;（3）提高循环水泵效率。

（1）循环水系统配置

对于循环水系统宜采用扩大单元制供水系统，每台机组设两台循环水泵，循环水母管之间需设联络门，实现不同季节、不同负荷下循环水泵优化运行，如：夏季1台机组2台循环水泵运行;春、秋季2台机组3台循环水泵运行;冬季1台机组1台循环水泵运行。对于每台机组设两台循环水泵，应优先采用至少一台循环水泵具备高低速功能的方案;也可采用动叶调节或变频调节方式。每台机组也可设三台循环水泵，可不采用动叶可调、高低速和变频调节方式。

（2）循环水泵变速运行

循环水泵变速运行节电有一定的限制条件。在汽轮机排汽压力未达到极限背压之前，循环水泵变速（变频或双速）运行节电和机组的最佳运行真空紧密相关，此时不宜单纯考虑节约厂用电，应该以机组的运行真空为最佳值作为衡量依据，即运行真空未达到最佳值，不应采用循环水泵变速运行节约厂用电。

循环水泵变速应优先选择双速方案（高、低速）。对于配置两台循环水泵的机组，原则上推荐一台循环水泵双速改造，这样单台机组循环水泵的运行方式有一机一泵（低速）、一机一泵（高速）、一机两泵（一高速、一低速）、一机两泵（两台高速）四种，通过冷端系统运行优化试验，寻求在机组不同负荷、不同循环水温度条件下的机组最佳真空和循环水泵的最佳运行方式，真正实现汽轮机冷端系统的节电和节能。典型机组循环水泵运行方式优化曲线见《华能火电机组节能降耗技术导则》附录A。

冷端系统运行优化试验得出的循环水泵最佳运行方式一定要和设备的具体操作特点相结合，充分考虑循环水泵变速倒线的实际情况，原则上优化结果不能导致在一周或较短的时间内循环水泵电机频繁改接线。

（3）循环水泵增效改造

循环水泵设计配套偏差、运行磨损等造成循环水泵效率下降，厂用电增加。现代高效循环水泵的运行效率能达到85%以上甚至更高，当循环水泵实际运行效率低于76%时，可考虑进行循环水泵增效改造。

（4）海水脱硫机组增设循环水旁路

对于使用海水脱硫的机组，应增设凝汽器冷却水旁路，当水温较低时部分冷却水走旁路，既保证了海水脱硫的水量，也降低了凝汽器冷却水流量，从而降低了凝结水过冷度。同时绝大部分海水走旁路，降低了循环水系统阻力，降低了循环水泵功耗。

3.开式冷却水系统

为适应季节变化机组开式冷却水流量的不同需求，开式冷却水泵节电可以采取如下措施：

（1）冬季工况下，停运开式水泵（升压泵），开式冷却水通过旁路自流。对循环水泵扬程较小，部分开式冷却水冷却设备用水量要求较高的情况下，可以增设单独的增压泵（如冷却器冷却水等）。

（2）开式冷却水泵双速改造，在春秋季节低速运行，降低开式水泵电耗。夏季高温时，高速运行。

4.给水系统设计

300MW机组主给水系统常规设计方案见图1，优化设计方案见图2，图2的设计方案减少了一个电动阀和一个逆止阀，有利于机组节能和节电。在新建机组设计中宜采用图2的设计方案，对于在役机组也可采用图2的方案改进给水系统。

本文通过分析，总结汽轮机辅机在运行过程中可采取的切实可行的节能降耗措施。这些措施在现场应用中得到了很好的效果，节约了能源。

参考文献

[1]孙逊，李光辉，董凤仁.发电厂汽轮机及其辅机设备节能技术[J].中国高新技术企业，2012，17.

[2]居文平，朱立彤，于新颖.汽轮机辅机运行优化和节能的技术途径[J].电力设备，2007，02.