冶金企业发电机组汽机辅机优化的探讨

陈方明

摘 要：目前我国经济发展迅速，能源危机已经成为了制约经济发展的主要问题。虽然国家针对能源问题采取了很多有利措施，但是还是不能解决电力发展与人们生活需求日益增长的矛盾。冶金企业发电机组是电能生产的主要部门，要提高电能生产，就需要提高汽轮机组的运行效率，减少火电厂的总体消耗，使汽机辅机运行得到全面优化。本文通过对发电机组现有设备汽机辅机进行分析，提出有针对性的优化方案，分析方案在节能耗方面取得的效果，从而实现优质高产的目标。

关键词：冶金企业发电机组 汽轮机组 汽机辅机 节能优化

一、汽轮机组辅机优化运行的意义

在冶金企业发电机组中，汽轮机组是一个有机高效的整体。汽轮机组的运行是一个非常复杂的过程，需要先用锅炉把煤等化学能物质加热成蒸汽，再高速把蒸汽经喷嘴送进汽轮机组，从而实现蒸汽的动力与为推动汽轮机组工作的机械能之间的转化。在实际工作中，我们通过观察一些运行指标来判断汽轮机组的运行情况，通过有效的提升这些指示，可以优化并保障汽轮机组实现高效节能安全的运行。对冶金企业发电机组企业的生产意义重大。

二、冶金企业发电机组汽轮机组主要辅机概述

汽轮机组是一个有机高效的整体，它主要由凝汽设备、抽气设备和冷卻设备组成。汽机辅机是冶金企业发电机组中非常核心的设备，下面对汽轮机组的组成设备进行一下简要介绍：

（一）凝气设备

凝气设备是由凝汽器、循环和凝结水泵以及抽气装置等组成的一个整体机组。它的主要通过在汽机排气口建立真空来提高汽机循环热效率，通过回收工质形成循环并对补给水和凝结水实行真空除氧，一旦负荷情况改变能够及时回收排汽及疏水。如果凝汽器中一旦有空气或有不能凝结的气体进入，凝气设备的运行安全就会出现问题，运行效率也会随之降低。

（二）抽气设备

抽气设备因不同的工作原理可以分为射流式抽气器和容积式真空泵两种。射流式抽气器又分为射汽式和射水式两种抽气器。两者相比射水式抽气器系统相对简单易操作，运行维护方便比较经济，但占地面积大而且比较费水，需要配置专用的水泵。容积式真空泵也有离心式和液环式两种。

（三）冷却设备

冶金企业发电机组的供水系分为直流供水系统和循环供水系统两种。直流供水系统又分为三种循环供水系统，即冷却水池、喷水池和冷却塔。一般冶金企业发电机组的冷却塔的进水温度为8℃～10 ℃，冷却幅高为5℃～10 ℃。横流塔运行管理比较方便，而且可以有效地节约基础建设投资成本，虽然占地面积比较大，但在现在的冶金企业发电机组中应用的还是比较广泛的。

三、冶金企业发电机组汽机辅机的优化策略

汽轮机组是关系到冶金企业发电机组总体效益的重要设备，只有汽轮机组设备高效、安全、可靠的运行，冶金企业发电机组才能实现整体效益的提升。汽轮机组的运行是一个非常复杂的过程，需要先用锅炉把煤等化学能物质加热成蒸汽，再高速把蒸汽经喷嘴送进汽轮机组，从而实现蒸汽的动力与为推动汽轮机组工作的机械能之间的转化。为使汽轮机组运行效率提高，我们需要通过观察一些运行指标来判断汽轮机组的运行情况，通过有效的提升这些指示，可以优化并保障汽轮机组实现高效、节能、安全的运行。

（一）循环水泵的优化

当汽轮机组和冷却水温度确定不变时，随着循环水流量的变化，凝汽器的压力也产生相应的变化，这种变化会影响循环水泵的消耗。随着循环水流量的增大，凝汽器压力变小，这样就增加了机组的出力，从而增加循环水泵的耗功。水流量增大到一个基准值时，机组出力的增加值会被水泵的耗功增加抵消。因此，汽轮机组最佳的运行背压就是循环水流量增大后造成的汽轮机组出力增加值与水泵功耗增加值差在最大时凝汽器的运行压力。此时循环水泵的运行方式也将达到最佳状态。冶金企业发电机组在实际运行中汽轮机组的配套循环水泵的台数是有限的，因此循环水流量在调节上没办法连续。为了更好的优化水泵运行方式，必须按照冶金企业发电机组中目前所拥有的水泵台数实现不同的运行方式的组合。通过实地测评不同的循环水泵组合方式中凝汽器变工况性能、汽轮机的出力增加值、循环水泵流量及功耗的各项指标，再把它们和循环水温度变化及机组负荷变化结合在一起考虑，从而计算出水温恒定及机组负荷条件下汽轮机组的最佳运行背压，以此来决定循环水泵的最佳运行方式。

（二）给水泵的优化

优化化给水泵的运行方式可以提升机组的效能利用。在冶金企业发电机组中，耗电量最大的辅机就是电动给水泵。把除氧箱抽出的给水升压后输送到锅炉是给水泵的基本功。电动给水泵耗的电量会对汽轮机组运行的经济性造成直接影响。因此，优化电动给水泵势在必行。电动机拖动和汽轮机拖动是拖动给水泵的两种基本方式，因运行方式不同，电动给水泵可以分为定速电动给水泵和变速电动给水泵。在汽包压力低于0.8 MPa时，可以采用启动前置泵向锅炉供水和冲洗的运行方式来启动炉供汽，在汽包压力大于0. 8 MP a时，可以使用冲动小轮机向锅炉供水的运行方式，使给水泵处于备用状态，从而运用机组启停时不启停给水泵的方式来降低耗电量。对于汽动给水泵的优化可以采用机组滑压的运行方法来降低小汽轮机的耗气量，从而达到节能的目的。气动泵在运行时必须保持转速为每分钟3000转，以此来使给水泵循环流量稳定。

（三）抽气设备优化

抽气设备是汽轮机组中的一个重要的组成部分，它通过启动机组时建立真空状态，，为了维持真空度，及时抽出机组运行过程中漏入到凝汽器当中不凝结的气体和空气，这就是抽气设备最大的作用。抽气设备的优化可以使汽轮机组实现安全有效的运行。汽轮机组运行的一个基本条件就是保持凝汽器内的真空状态。抽气设备的工作效率会受到工作液温度、真空泵转速以及吸入口温度和压力等因素的影响，其中最主要因素是工作液温度，对工作液温度进行有效的调节就能优化抽气设备。可以采用使用地下水直冷却真空泵的工作水的方法来提高抽气设备的抽吸能力，从而有效减少真空泵的耗功，达到改善凝汽器的换热条件、提高真空度的目的。而且用完的地下水可以排到循环水系统中加入水系统的循环利用中，从而节约了水资源。

在实际工作中，我们要以具体情况具体分析的方法来优化凝气器真空抽气系统的运行。喷射式真空抽气器是目前我国冶金企业发电机组使用的主要抽气设备。因使用介质不同，喷射式抽气器可以分为射汽抽气器和射水抽气器。射水抽气器是使用压力水来抽取真空的，射汽抽气器是使用压力蒸汽来实现真空抽气的。两种喷射抽气器所运用的工作原理是基本相同的。还有一些冶金企业发电机组使用水环真空泵来做为抽气设备。真空泵在启动时低真空抽取能力要比抽气器大很多，而且启动时间短，运行时消耗功率只有抽气器的百分之三十左右，而且损失的汽水比较少，机械化运行程度相对来说比较高。但真空泵在运行时也存在一定的不足之处，它处理蒸汽的能力要比抽气器的差，当真空系统泄漏比较多时，它会使设备过载运行，使得真空系统运行的安全性得不到保障，而且它的一次性投资也相对多些。射水抽气器以其简单的结构、稳定的性能和低廉的成本等优势，在冶金企业发电机组使用的比较多。但是它运行时一般需要配备—个射水泵，相应的增加了运行成本和系统维护成本，而且对水资源造成了一定的浪费，所以它不适合在一些水资源缺乏的地方应用。

参考文献

[1] 张伟，李永波.火力发电厂汽机辅机经济运行优化策略探讨[J].现代国企研究. 2016

（02）.

[2] 邱影，徐巍.浅谈火力发电厂汽机辅机的优化运行[J].中国高新技术企业. 2015（04）.