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摘要：在火力发电厂中，汽机辅机的运行水平将直接影响到机组发电产量和质量，因此加强汽机辅机的优化势在必行。本文详细探讨了火力发电厂汽机辅机的优化设计。
关键词：火力发电厂；汽机辅机；优化设计
随着经济的发展，人们对电力的需求量逐渐增加，火力发电厂仍是我国当前最主要的发电形式。汽机辅机作为火力发电的重要组成部分，在火力发电中起着十分重要的影响。另外，对火力发电厂汽机辅机进行优化设计，有利于提高辅机生产效率，是保障火力发电机组高效、优质运行的重要技术内容，这项技术必将为发电技术的发展带来更好的社会、经济效益。
一、汽机辅机的基本构成
当前，在火力发电厂的构成中，辅机设备主要包括：抽气系统、冷却系统、凝汽设备等。①抽气设备。抽气设备存在两种模式：射流式抽气机与容积式真空泵。其中射流式抽气机又被称为射汽式抽气器，在火力发电厂的运行中能辅助高压室蒸汽，并能利用这一抽气器抽取多余气体；容积式真空泵，存在两种形式：离心式与液环式。抽气设备这两种模式相比较而言，射汽式抽气设备结构繁琐复杂，不利于操作，而容积式真空泵易于操作，并节省耗费成本。②冷却系统即供水体系。火力发电厂的实际运行中，供水系统存在两种模式：开式模式与闭式模式。开式模式是指直流型的供水体系；闭式模式是指循环型的供水体系，其中闭式模式存在两种类型：冷却水与喷水池。③凝汽设备；在辅机设备工作中，凝汽设备的组成结构有：抽水设备、凝汽器、凝结水泵等。其中，合理利用凝气设备，能形成新机制。同时，处于真空状态下，凝汽设备还能为凝结水与补给水等进行除氧工作，并将排气口控制为真空状态，以便于进一步提升汽机循环的整体热效率。
二、火力发电厂汽机辅机设计生产优化
火力发电厂汽机辅机的设计和生产取决于机械制造业的发展。目前，自动控制技术随着电子计算机技术的发展逐步应用于各个领域，但整体技术水平离发达国家仍有一定的距离，汽机辅机的产品质量和国外先进企业相比，仍有一定的差距。为了在经济快速发展的今天，补齐市场发展的短板，使各行业各领域协同发展，必须对机械制造工艺给予充分的重视，提高机械制造工艺的整体水平，努力引进新技术包括纳米技术、电磁技术、激光技术等，将机械制造工艺向数字化、精细化、集成化发展。在整体技术的发展下，发电厂辅机设备将会更精细，更精密，更经济，更合理，更高效。
三、火力发电厂汽机辅机整体方案优化
火力发电厂针对不同的电力需求会采取不同的发电、供电方案，主机、辅机的选型也会有所不同，因此为了使电厂辅机在汽轮机额定工况点处于最佳效率，在电力设计的初始阶段一定要合理规划选型。首先设计的原始资料必须准确、精确。这样设计选型时才能保证主机和辅机在最理想状态运行。其次，每个电厂都有它的特殊性，设计时必须根据电厂工程的实际情况进行系统设计和优化。
1、各专业系统优化。系统优化主要是指在考虑各种边界条件的前提下，以单机热经济性指标或技术经济性指标达到最优为目的而进行的技术经济性优化，涉及到电厂系统的各个专业。以某超临界600MW机组改造为例：某超临界机组轴封系统实际运行时，由于安装问题及运行过程中高压端汽端磨损加剧，高压端轴封漏汽除满足轴封系统的供汽需要外，还有一部分剩余的蒸汽经轴封溢流阀排至凝汽器。这一部分蒸汽没有得到充分利用，反而增加了凝汽器的热负荷，降低了凝汽器真空，影响机组出力。因此对轴封溢流系统进行改造，适当提高凝结水温度，这样既可以减少热能损失，又可以达到节能降耗的目的，也为设计系统时提供了系统优化的方向。
2、各专业辅机选型优化。各专业进行电厂设计时，需根据实际参数按照规程规范对各辅机选型进行优化，以满足设备安全、经济的运行。设备在运行曲线的最高点附近运行时，设备最经济，运行寿命最长。设计时应保证电厂在额定工况时能达到最佳效率点。因此各专业辅机选型需慎重，需结合多种情况对辅机进行优化选型。
3、布置方式的优化。火力发电厂根据主机和辅机设备的不同，布置方式也多种多样。设计过程中要根据各种布置方式的不同，对各个方案进行研究，从主要占地、系统运行、安全性、经济性等多方面进行比较研究，选择最合理的布置方式。
四、火力发电厂汽机辅机的运行优化
1、抽气设备的优化。凝汽器内部的真空抽气设备是汽机辅机的一个重要组成部分，其运行状况直接影响机组能否安全、有效运行。无论是停机、启动或在汽机辅机运行的状况下，必须确保凝汽器里面处于真空状态，这就使真空抽气设备的优化显得尤为重要。当前火力发电厂最常用的是喷射式真空抽气器，主要分为射汽抽气器和射水抽气器，两者使用介质不同，但基本原理一样，主要区别在于射汽抽气器使用压力抽取真空，射水抽气器主要是使压力蒸汽抽取真空；还有些火力发电厂使用水环真空泵，两者各有优劣。真空抽气器结构简单、性能稳定、成本较低，但其运行成本与维护成本高，而且易造成水资源的浪费；真空泵启动时间短，其运行耗损功率低，仅为抽气器的33%不到，而且机械化程度高，但缺点也很明显，投资大、对蒸汽的处理能力较弱，在一定程度上影响真空系统的安全运行。要根据实际的运行状况选择合适的汽机辅机抽气设备，以最大程度地实现发电机组的正常、经济运行。
2、优化加热器。在火力发电过程中加热器的端差变化会直接影响汽机辅机的运行，汽轮机之内的抽汽压力存在不同的变化，针对不同的压力做功不同。汽机辅机中回热系统的抽汽压力一般来说比较低，但经过运行的汽轮机之后，这时抽汽压力会有所提升，导致抽汽的做功功率提高。汽机辅机的回热系统端差的变化可作为判断加热器是否正常运行的主要标准，根据判断出的情况进行合理的调整。在火力发电的过程中需加强对加热器的优化，主要是保持端差控制在合理的范围内。因此，只有保证加热器的端差在合理范围内，并对加热器进行合理的监控，才能保证机组的正常进行。当前由于经济高速发展，国民用电量逐渐增加，火力发电量也逐渐增加，这对火力发电也带来了一定的压力和挑战。作为工作人员应提高自身的职业道德意识和工作的积极性，确保火力发电中汽机辅机的正常运行，从而提高汽机辅机的使用效率，保障机组正常运行。
3、给水泵运行方式优化。依据运动方式的不同，给水泵主要分为两种模式，一种为变速水泵，一种为定速水泵。变速水泵工作主要借助于运动变速原理及平移泵特征来运行；而定速水泵工作主要通过锅炉给水阀门进行调节的方法进行运行，但在负荷较低的状况下对机组进行使用，会让阀门处出现一定损失。因此，两种对比下，变速水泵的优点要更多，它不需要对水阀门进行调节就可将积水量改变，能在负荷较低的状态下让水能得以节约，而这些特性定速水泵不具备。针对启动和电动水泵使用方式存在的差异来说，在经济运行较为符合的条件下，气动泵组明确好运行模式，能让气泵组的经济效益得到有效利用。通常，在热备用中气动泵的转速大致在3000转/分钟，这样可很好的使给水泵循环时所需要的水流量得以维持，但其也会让泵组的消耗程度增加。因此，在对泵组运行方式进行确定过程中，不但要充分考虑到负荷情况，还应对负荷变化所需要的时间进行考虑。
五、结语
总之，汽机辅机是整个火力发电中最为关键的核心部分之一，在电厂运行过程中，起到了至关重要的作用，其运行效率直接关系着火力发电效率。因此，研究火力发电厂汽机辅机的优化运行十分有必要。
参考文献
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[2]王立龙.浅析火力发电厂汽机辅机的优化运行研究[J].科技与创新，2015(18).
[3]黎明辉.火力发电厂中汽机辅机的优化运行[J].中国战略新兴产业,2018(32).
作者简介
商江东（1984-），男，工程师，从事火力发电厂热机专业设计工作。