关于火电厂凝汽式汽轮机冷端系统的运行优化策略探讨

    李浩

    摘 要：冷端系统在火电厂凝汽使汽轮机运行中起着散热降温作用，其在机组热力循环中也起到辅助作用，所以其性能高低直接关系到机组的耗能量。在节约成本和节约能源角度上，现在应用的冷端系统存在严重的能耗问题，相关人员还要从实际出发，了解具体汽轮机冷端系统的运行情况，然后针对其耗能情况，提出性能优化方案。

    关键词：火电厂;凝汽式汽轮机;冷端系统;运行;优化策略

    冷端系统要实现节能目的，还要使其核心凝汽器的真空度满足耗能参数要求，这需要确定其最佳真空，在冷端系统设计中，循环水泵也是重点设计对象，相关人员需要确定其最佳循环水量，以使冷却水量得以减少，实现节水目的。在优化冷端系统时，还要保证其基础性能，使其能处于高效运行状态。本文主要针对火电厂凝汽式汽轮机冷端系统的运行优化策略进行探讨。

    1 实例概况

    火电厂为了提高生产效率、降低生产成本，可以对汽轮机冷端系统进行改造。以型号为N300-16.7/538/538的汽轮机为例，该汽轮机配置的循环水泵为定速闭式，数量为两台，型号为180LKA-24，这种闭式循环水泵会为冷端系统提供相关的冷却水，开式供水方式为主要选择。在该汽轮机冷却系统运行过程中，出现的浪费现象主要表现在冷却水量不受控以及热污染大，凝汽器运行参数不合要求导致的能耗等。虽然也采取了改善措施，但其主要对冷却水量进行调节，其他的热能耗和热污染以及水资源消耗问题却没有得到解决。基于节能环保要求，相关人员需要对冷端系统进行深度优化，使其他耗能污染问题得到解决。

    2 火电厂凝汽式汽轮机冷端系统运行优化策略

    2.1 确定最佳循环水流量

    循环水流量大小直接关系到冷却水量，为了节约冷却水，相关人员还要对循环水流量进行调整设计，使其在满足循环冷却系统功能要求同时达到最佳最少状态。循环冷却水系统在冷却水提供以及蒸汽水循环应用中发挥重大作用。蒸汽来自汽轮机低压缸，循环利用的蒸汽水是汽凝结后的水。在系统优化设计中，相关人员应使循环的蒸汽水减少量最小，这需要考虑汽轮机排汽量。排汽量一般与汽轮机运行负荷有关，也会受到温度的影响和制约。所以在确定最佳循环水流量时，还要综合考虑影响因素，并将其作为计算的前提条件。在最佳循环水流量计算中，相关人员需要改变其中的一个条件，如排汽量大小，条件改变后，温度也会作出调整，此时的循环水流量以及热量散失情况等都会成为汽轮机饱和温度以及冷端系统压力的参考依据，相关人员还要在参数变化后，及时做好记录。凝汽器的真空度会受到循环水流量影响，在一定范围内，机组运行功率和循环水流量呈正相关。增加水流量，机组运行功率会逐渐接近水泵功耗量，相关人员要找到两者相等时的水流量临界值，并在两者未达到平等状态时，找出最大差值，然后根据这些数据参数，有效调整水流量。水流量的调节可以通过水泵叶片的调整实现。循环水流量运行过程中，也会产生电能损耗，相关人员要将水量控制在最佳状态，以使能耗降低[1]。在确定最佳水流量后，相关人员还要对供水方式进行优化，使供水中的水泵数量增多，这些水泵需要组合在一起，完成最佳水流量供应工作，这可以最大程度解决能耗问题。

    2.2 确定凝汽器最佳真空

    凝汽器的真空度直接关系到汽轮机组的运行效率和热经济性，为了节约成本，相关人员要在优化设计中确定凝汽器的最佳真空参数。机组运行功率与真空参数大小呈正相关，在某个范围内，真空参数越大越好，但超过该临界值，真空非最佳状态，机组运行效率也非最佳。在确定最佳真空方面，相关人员可以研究循环水流量与真空参数之间的关系。前者会对后者产生一定的影响，主要表现在蒸汽循环利用中，蒸汽水形成的过程会对蒸汽器真空产生负面影响。当机组输出功率与循环水泵消耗功率差值最大时，真空参数最佳。在调节真空参数时，相关人员可以从循环水流量调节方面入手，使两种增加后的功率差值最大。凝汽器在运行中，其真空度会处于变化狀态中，要使该参数一直处于最佳状态，相关人员还要借助真空泵来自由启停，使真空得到有效调节。但在优化真空泵启停方式中，还要注意控制真空调整过程中的耗能，使其远远小于真空泵消耗功率[2]。相关人员还要找到真空泵停止应用的判断依据，以保证调整耗能大于运行耗能时，能及时使其处于停止运行状态。

    2.3 在经济角度上优化冷端系统

    冷端系统优化设计不仅要考虑能源和能耗节约，还要考虑到整个机组以及火电厂的运行效益，所以还要站在经济角度上，分析水资源使用费和冷却水热污染费。这两种费用直接关系到汽轮机净收益，为了提升净收益，还要减少各种费用花销。这两种费用大小与冷却水量有关，在计算费用时，相关的参考参数便是冷却水量，相关人员还要通过计算结果，控制冷却水量。在计算过程中，相关的计算准则以政府和行业规定的标准为参考。在计算中，会涉及到这两种费用，也会涉及到拖动循环水泵的电动机耗能费用和汽轮机功率增加收益数值，相关人员需要用该收益值减掉其他费用，最终结果便是汽轮机净收益[3]。

    3 结束语

    在冷端系统优化设计中，相关人员要分别从节能、节水和节约成本角度出发，确定优化设计点，以使系统在发挥功能同时达到节约环保目的。在冷端系统优化设计中，相关人员需要考虑具体的实例概况以及优化要求，如此冷端系统才会与汽轮机相匹配。在设计中，可能会遇到技术或其他方面的问题，相关人员还要重点解决这些问题，使其不会影响冷端节能情况。

    参考文献：

    [1]霍光明，徐楠，陈娟，侯站民，曹丹.火电厂凝汽式汽轮机冷端运行优化分析[J].中国新技术新产品，2016（10）：72-73.

    [2]雷雯静.解析火电厂凝汽式汽轮机冷端运行优化[J].企业技术开发，2016，34（26）：100-101.

    [3]马立恒，王运民.火电厂凝汽式汽轮机冷端运行优化研究[J].汽轮机技术，2016，52（02）：137-140.