电厂汽轮机辅机的设计及运行优化分析

李永忠

摘要：随着电力行业的发展，对我国国民经济产生了相当大的促进作用，电力行业本身的发展水平决定了其工业、农业以及其互联网行业的水平。在电厂当中需要保障供电质量，同时对于供电效率也需要最大限度的提升，减少发电过程当中产生的能耗现象，提升电厂的热经济性。在电厂运行效益的提升过程当中，需要对汽轮机等进行优化设计，实现对汽轮机的辅机开展各项优化工作，从而减少产生不必要的能源损耗，提升輔机的工作效率，最终对整个电厂的热效率可以起到有效的促进作用。

关键词：辅机;电厂汽轮机;设计;运行优化

在现代社会中，对于电力需求量持续增加，居民生活和社会生产对电力企业的需求也越来越多，因此需要对生产规模进行优化，合理控制其生产成本。电厂当中主要采用汽轮机的方式，设备在运行过程中如果存在问题或者故障，则会对居民生活和社会生产带来困扰。对汽轮机辅机进行优化和改进，可以切实提升生产效率，保障生产的安全。

一、电厂汽轮机辅机系统及主要设备

在电厂发电的系统当中，其热力设备主要包含锅炉以及汽轮发电机、各种辅助设备，实现主机设备和水系统、蒸汽系统以及输送电系统的有效连接，从而形成了整体的电厂系统。

汽轮发电机辅机系统，主要分为水系统、油系统以及蒸汽系统这三大部分。水系统，主要包含循环水冷却水系统、凝结水及给水系统、除盐水系统。油系统，主要包含润滑油系统、密封油系统（若设计需要）及抗燃油系统。蒸汽系统，主要包含四大管道系统、高低压旁路系统、抽汽系统及轴封系统。汽轮机辅助设备，主要包含凝汽设备、低压加热器、高压加热器、除氧器、给水泵及冷却塔等。

二、汽轮机辅机的设计及运行优化分析

（一）辅机的经济运行分析

由于汽轮机组本身的经济性和安全性方面受到各种因素的影响，汽轮机的研发设计、制造以及安装运行等多个环节，都具备较大的节能潜力，和偏离汽轮机的额定工况都存在着较大的关系。电厂汽轮机经济性属于辅机设备的重要指标，能实现对汽轮机经济运行重要环节的评价。因此，可以对高压加热器、给水泵以及凝汽器等辅机设备的优化设计，来实现机组的最优运行状态。

（二）给水泵的能量损失及优化分析

首先，电动给水泵在调节及运行方式上，可以分为变速泵和定速泵。变速给水泵，主要通过平移泵、变动转速扬程流量曲线的方式来实现变化，其中可以避免改变管道的阻力，实现在不用给水调节阀的状态下实现水流量的改变。变速给水泵主要是利用改变管组特点来实现操作的目的，此种方式在低负荷状态下能量产生的损耗会相对较多，同时其阀门当中的节流损失现象也会增加。因此实际应用的过程当中，在低负荷状态下，前者优越性相对较强，其节能效果相对明显。

其次，在给水泵组的优化分析方面，需要根据其机组的具体配置，以及单台机组汽动给水泵的余量的大小变化进行分析。对于汽动泵组来说，可以根据其实际运行状况来进行运行方式的确定。在整个过程当中，当汽轮机处于滑压运行时，其给水阀的开度会增加，利用给水泵自动调节转速的方式来有效的消除节流损失的现象。

对于常规的运行，其备用的泵组如果采用热备当中需要保持每分钟三千转，从而实现给水泵的循环流量。此状态下，备用泵所产生的蒸汽流量会更多，从而对泵组的汽耗量也会相对增加。由此可见，在低负荷的状态下，利用单泵运行配合电泵备用的方式，其经济性相对较高。在负荷的变化状态下，所持续的时间长短和电动泵本身的容量问题也需要考虑，从而达到电机在启停的过程当中所产生的能耗问题。本文主要以机组为85MW负荷状态下的最佳滑压工况进行节能效果的分析，对于电动给水泵和汽动给水泵的优化原理方式属于一致的状态，但是可以对耗汽量进行节约，如表1所示。

（三）循环水泵运行性能分析

在机组的冷却水温和负荷保持不变的情况下，机组本身的背压在循环水的流量变化下产生变动，从而对循环水泵的功耗会产生影响。在循环水泵的最佳运行背压方式中，主要由循环水泵的功能增加值和机组本身的出力增加值产生的最大差值决定的。实际运行过程中配套的循环水泵数量非常有限，导致循环水流量不能产生连续的变动，只能利用现阶段水泵数量以及汽轮机的功耗增值进行最佳运行背压的得出，也可以对相对应的循环水泵的最佳运行方式进行获取。本文利用某厂2300W的机组作为实验对象，配备两台具备联络管连接的两台型号相同的循环水泵进行试验。保证相应的组合方式，利用一机一泵、一机两泵以及两机三泵的方式，在不同的循环水温以及负荷状态下，获取循环水泵的最佳运行方式，实验数据如表2和表3所示。

分析表2和表3可以得出，对于循环水温较低或者机组存在部分负荷的状态下，可利用调整机组的运行方式来对机组的供电量进行增加。在一机一泵或者两机三泵的组合方式下，需要打开机组之间存在的联络门，避免断水现象的产生。

（四）抽汽设备运行方式优化

抽汽设备运行方式优化主要针对于真空泵水温较高的现象，利用温度较低的地下水来对工作液体进行外围冷却处理，从而提升真空泵抽吸的能力。在夏季高温天气，利用地下水作为冷却剂，可以极大的提升真空泵的抽吸能力，对于泵的功耗可以有效降低，对于凝汽器的真空度以及换热效率也可以起到有效提升作用。

结束语：

随着我国经济和社会经济的蓬勃发展，市场对于电力的需求量也得到了持续的增加。汽轮机辅机属于电力生产当中的重要设备，其运行的稳定性和安全性关系着电力生产效率。电厂方面结合自身的实际情况采取有效的措施来优化和改进汽轮机辅机，降低电力的生产成本，实现其经济效益和社会效益。

参考文献：

[1]白玮.电厂运行优化与节能降耗措施分析[J].当代化工研究，2021（09）：181-182.

[2]柳玉宾，孙思宇，张军涛，于成琪，马汇东.基于深度学习算法电厂运行优化策略分析[J].应用能源技术，2021（01）：17-19.

[3]宋玉强.电厂集控运行汽轮机运行优化研究[J].现代工业经济和信息化，2020，10（08）：49-50.

[4]俞溶山.电厂集控运行汽轮机运行优化措施探讨[J].现代工业经济和信息化，2020，10（08）：55-56.