发电厂辅机设备节能技术探讨

孙鹏涛

（华电新乡发电有限公司，河南 新乡 453635）

电力行业要全面响应国家的节能降耗号召，需要加强对发电厂辅机设备节能技术的运用，使辅机设备不断提升运行效率，并同步节约能源消耗，充分提升发电厂的经济效益与社会效益。在发电厂辅机设备节能技术改造期间，无论从技术层面还是从经济层面看，都有突出的节能增效可行性，需要发电厂积极针对辅机设备运用多种节能技术，有效提升各辅机设备的节能减排能力，同步确保辅机设备运行更加可靠与安全，并通过实现节能减排目标推进发电厂保持低成本、高效益的运营。

1 发电厂辅机设备节能技术应用可行性

立足技术层面分析，目前我国发电厂辅机技术经过长期运行与发展已比较完善，有效地提升了热效率，相关技术可以保证在节约能耗基础上提升辅机设备能源转化率，使辅机设备保持更高的节能减排能力。通过技术改造，可使辅机设备运行具有更高可靠性、安全性。综合看来，在辅机设备中应用多种节能技术，具有充足、先进的技术支撑。立足经济角度分析，在发电厂辅机设备节能技术持续创新期间，可科学、合理地评估技术创新后的成本收益，避免盲目追求技术创新，防止在改造后无法获得良好的节能减排效果，所以在技术创新与改造期间，要注意满足低成本、高效益指标。当前，很多发电厂改造辅机设备所投入的成本远低于购置新设备，通过技术创新与改造，同样可以有效控制辅机设备能耗。所以立足远期层面来看，发电厂应用并创新辅机设备节能技术具备良好的经济可行性。

2 发电厂辅机设备节能技术运用路径

2.1 合理应用高压变频器

火电厂厂用电设备包含锅炉送、增压风机、引风机、循环水泵、给水泵、凝结水泵等多种用电量较大的辅机设备，同时还涉及一些小功率的厂用电设备。在辅机设备运行中，如果水泵、风机转速保持小幅变动，基本不会使运行效率发生变化，而如果水泵与风机明显降低转速，此时，功率也会随之减小，同时水泵及驱动风机相应电动机其电功率同样也会降低，所以要实现水泵与风机的有效节能，就要关注应用调速调节方法。目前很多发电厂运用的调速调节方法主要体现在节流调节方式上，此方式会大量消耗电能。综合对比下，需要关注在发电厂的风机调速中合理应用变频调速。在异步电动机保持固定的极对数情况下，同时转差率变化较小，此时，电源频率和转速基本为正比，所以如果能使电源频率发生改变，就可使转速改变，在此原理运用下，变频调速就可将变频器当作变频电源，在对电源频率进行改变基础上达到转速调节目标。发电厂在运用变频调速系统过程中，主要控制策略就是对电压频率、电磁转矩、磁通等相关参数进行配合控制，具体的控制方式包括非智能控制方式与智能控制方式，智能控制方式又包括恒压频比控制、矢量控制、转差频率控制等。

比如，发电厂锅炉运行期间，引风机发挥着重要作用，而引风机电动机保持着固定转速，所以风量调节方式比较单一，基本上只能通过调整风机挡板开度进行风量调节。在发电机保持较低负荷情况下，风机效率就会变低，而在小风量风机保持较小的挡板开度情况下，会保持较大的风压波动和风道振动，影响锅炉的稳定运行。而通过安装变频调速装置，将会使特定负荷对应特定转速，此时，电机不会一直保持恒定转速，有助于节约用电量。另外，通过变频调速装置的有效控制，可实现挡板全开，充分提升锅炉运行的稳定性。为此，可以着重对风机系统展开变频调速改造。在变频工作期间，主要通过PLC 进行数据采集、处理、过程控制以及变频改变。风机运行中，会随着负荷降低增加转动速度，同时风机出口压力同步上升，而在压力上升信号被PLC 检测到后，会控制变频器调低风机转速，向锅炉进行恒压小流量的送风运行。在负荷升高的时候，会因空气能损耗使风机转速降低，而转速下降信号被PLC 检测到后，会控制变频器对风速大小进行调节，基于风机负荷，变频器控制方案为一拖一，也就是一台变频器拖带一台风机电机，同时增设工频旁路回路。

2.2 优化回热加热器

在发电厂整个机组运行期间，回热加热器相关部件会全程参与运行过程，而实际操作中，一旦回热加热器发生故障，就会发生加热器切除问题。特别是加热器的旁路门阀在未完全关紧情况下，很容易使加热器内部发生渗漏问题，如果不能及时有效地处理渗漏问题，会给机组整体运行带来严重影响。发电厂汽轮机组中涉及不同的抽气压力级别，并且压力级别不同其功能也有所差异，在压力越大情况下，会同步增加功能级别影响，回热加热器也会保持较低的抽气压力。因为汽轮机在长期运行期间，需要通过增加压力而增强抽气性能。如果回热加热器有端差存在，那么端差指标需要保持在规定范畴内，以此确保机组可以安全运行。若是回热加热器端差保持递增状态，会使出水温度降低，减少自身抽气量，那么回热加热器在压力较高情况下会增加抽汽量。如果回热加热器其下端差存在递增现象，那么所产生的影响和上端情况正好相反，所以为了让回热加热器保持最佳运行状态，避免能耗过大，就要采取一定措施，让回热加热器端差可以始终保持在一定区间内。经实践分析，可发现多种因素会使回热加热器发生端差大幅变化情况。比如，若是回热加热器的上端出现端差递增情况，就会造成回热传热面因为有结垢而使热阻力上升，同时又会因为透气侧密封性不佳渗入部分空气，另外，还会因为阀门故障造成巯水位偏高，在设备运行维护期间，工作人员要对各项影响因素进行认真检查与排除，尽量保证回热加热器的端差变化幅度在一定范围内，促使汽机辅机可以经济、安全地运行。

2.3 优化给水泵运行方式

目前，发电厂的给水泵主要包含两种，即定速水泵与变速水泵，在定速水泵运行中，主要通过锅炉的调节水阀门进行调节，这种方式在实践中会面临一定缺陷，如机组保持低负荷运行期间，会使阀门节流损耗较大。而变速给水泵在运行期间，主要通过变速曲线与平移泵实现调节，相比定速水泵，变速水泵优势诸多，尤其在水泵给水期间不需要阀门调节即可达到节流目的，特别在机组低负荷运行期间，可获得更明显的节能效果。针对给水泵进行优化运行技术改造，需要基于给水泵实际使用情况和给水泵最大余量等相关特征，在给水泵保持负荷运行情况下展开不同实验，根据相关标准详细分析给水泵的运行情况，最终明确通过哪种机器以及哪种运行方式可以使发电厂辅机设备保持更高效、节能的运行。通过综合分析，在机组保持低负荷运行期间应优选单泵运行方式，与一台主机一台备用方式相比，单泵备用方式可有效节约运行成本，不过，给水泵无论处于停止或启动状态，都会使发电厂受到一定经济损失，所以不能只基于机组运行的负荷变化确定给水泵运行方式，还需要操作人员对机组负荷的变化时间进行综合考量，并结合给水泵具体容量明确电动机水泵的具体运行方式。

2.4 对汽水系统进行改造

发电厂在对辅机设备实现节能技术改造期间，要保持更高的温水使用率，并使再热蒸汽温度、主汽温度等和相关设计值尽量接近。另外，还要确保蒸汽压力合理，促使蒸气做功保持更高效能。汽水品质会对辅机设备节能降耗产生一定影响，如果汽水品质差，就会使辅机设备发生结垢现象，影响设备工作效率与安全运转。所以，操作人员要积极通过技术措施提升汽水雾化效果，合理设计补水方式，以免凝结水中保持过多的溶氧，使汽轮机相关辅机设备保持更高的工作效率。

3 结语

对发电厂辅机设备加强节能技术改造，要着重对辅机设备节能减耗关键环节加强技术研究，在不会对设备正常运行产生影响的基础上，有针对性地实现技术改造以及运行优化。同时，相关技术人员要进一步发挥技术创新以及管理潜能，长效推进辅机设备的节能技术改造工作，使发电厂全面推进节能增效工作。