宁夏国华宁东发电有限公司 宁夏银川 750408
摘要：当前国内研究凝汽器的最佳真空，一般都是对冷却水进水的温度与汽轮机的负荷给定，用冷却水量改变的方法，让循环水泵消耗的功率增量和汽轮机的功率增量之间的差值最大来进行确定，该研究的方式只对循环水泵变化的耗功与汽轮机变化的功率进行了考虑，未考虑冷却水利用时消耗的水资源与热污染问题。
关键词：火电厂；凝汽式汽轮机；冷端运行
一、火电厂能源消耗概况
我国是将煤电作为主要能源的国家，并将长期处于这种格局，燃煤的发电机组会在很大程度上影响我国总体对能源的总体利用率。我国将节约能源当做基本的一项国策，为了建了一个环境友好与资源节约型社会，就要从结构与原理等方面进行优化来减少损耗的能源。火电厂作为消耗煤炭资源的一个大户，在当前能源市场中减少能源的消耗，加强对节能环保的重视，并对电厂中设备的运行情况加以优化，能够有效提高火电厂的经济利益。火电厂是通过很多系统与设备共同合作对电能进行生产的一个基地，会涉及很多操作的环节与转换很多能量的形式，每个环节都会对火电厂经济效益产生不同程度的影响。
凝汽式汽轮机指的是汽轮内蒸汽做功膨胀之后，少量轴封出现漏气以外，剩下的所有蒸汽都会在凝汽器以水的状态凝结的一种汽轮机。一般来讲，要想使汽轮机热效率得到提高，应使汽轮机的排气缸直径尺寸在一定程度上减少，在汽轮机里把做部分功的一部分蒸汽抽取出来并送至回热加热器里面，对加热锅炉进行给水，这样不挑证的抽汽式汽轮机也称作凝汽式汽轮机。在火电厂里，大多使用的汽轮机都是用于发电。凝气设备一般由抽气器、凝结水泵、循环水泵、凝汽器等部分组成，汽轮机进行排汽后会进凝汽器中，经循环水的冷却作用后，以水的状态凝结，并从凝结水泵里抽出来，通过各个加热器进行加热，为锅炉进行给水。凝汽器里面汽轮机进行排汽受冷并凝结成水的这一过程，体积会快速缩小，使本来密闭空间充满蒸汽却变为真空，这能在一定程度上使汽轮机排汽压力降低，增加蒸汽理想焓降，从而使装置热效率得到提高。空气等非凝结气体在汽轮机的排汽中会被抽气器抽出来，从而使真空度得以维持。
二、火电厂凝汽式汽轮机冷端的运行优化
2.1凝汽式汽轮机冷端当前的运行状况
当前火电站中，很多大型的凝汽式汽轮机组所进行的热力循环都是以凝气设备为冷源的，凝气设备的功能通常是使汽轮机排气然后以水的状态凝结，并且建立、维持住相应的真空于汽轮机排气口。根据汽轮机工作的原理，冷凝器的真空方面因素会对汽轮机功率与效率造成较大影响，而且在冷端系统中，凝汽器是核心。因此，凝汽器自身真空会对冷端系统工作的效率产生影响，从而对汽轮机组所具有的热经济性产生一定影响。虽然研究冷端系统的运行方面持续加深，不过当前国内有关设备与企业里冷端耗能还是很大的一个问题。从机组的运行经济性角度来看，虽然经济型会随机组的初参数变化而变化，但随冷端参数变化而变化得更加明显，特别是凝汽器真空这一参数，会对燃煤消耗与机组运行产生十分巨大的影响，同时会对保证其安全性与经济型产生很大的威胁。根据相关分析与计算，获得凝汽器最佳的真空，最大限度地确保基础在这一最佳真空的环境里，可以确保冷端节能的实现。
2.2凝汽式汽轮机冷端的运行优化意义
在火电厂的系统中，冷端系统是必不可少的一个重要组成部分，冷端系统里面多个设备工况的信息都会由背压对机组功率产生影响，也会由辅助电耗对电厂用电的状况产生不良反应。如果机组冷端出现越多的问题，机组就会降低越多的效率，从而产生越多的燃煤消耗。因此，全面而深入的优化、评价、分析、检测机组的冷端设备，并对冷端设备采取技术引进、设备更新、定期维护等措施，能够让火电厂减少耗能、节约能源，这是一种见效快且投入少的达到其最大效益的一个方式。伴随能源市场逐渐形成，市场竞争日益激烈，对冷端进行高效、全面的优化具有一定的现实意义。
2.3凝汽式汽轮机冷端的运行优化方法
2.3.1最佳的冷却水量和最佳的真空之间的关系
凝汽器真空的状态在实际上并非越高就是越好，在实际运行与设计时都会控制与分析最佳的真空。当冷却水处于蒸汽负荷、入口温度等对应的条件下时，采取增加冷却水流量的行为会增加凝汽器真空。换句话说，提高凝汽器真空需要以循环水泵很好的功耗费用为代价，还包括环保处理热污染的费用与使用水资源的费用。实际上，最佳冷却水的流量和真空彼此之间具有一定的联系，应经过系统分析寻找其最佳的设计位置。从汽轮机最佳的冷却水量和最佳的真空两者之间的关系可以发现，当冷如水的入口温度以固定数值最为基础且排气量不变时，对初冷却水量的值进行选取后能够获得相应初始凝汽器的压力，该压力能够持续增加冷却水进水量。在同样的条件之下，降低凝汽器内的压力，会增加汽轮机功率，提高经济效益。同时，如果循环水泵消耗的功率增加会导致处理冷却水的费用与使用水资源的费用相应增加。经过一系列的验证与分析，可以获得彼此间的相互关系，经过深入的分析，还能获得增加的冷水量净收益数值，该值虽然会增加，不过经过最大值后便会减少。
2.3.2凝汽器确定最佳的冷却水量
通过分析凝汽器最佳的冷却水量和最佳的真空之间彼此关系，能够找出两者变换的相关性，但要想最终确定最适合的值，需要计算其压力。首先，应对凝汽器饱和的温度进行分析，正常使用汽轮机时，其排气温度与排气压力有关联，凝汽器里面饱和的温度能够确定蒸汽的压力，根据凝汽器热平衡的原理，还能获得凝汽器里面冷却水升高温度的数值。热循环以循环冷却水为载体，冷却水的用量在一定程度上影响着冷端系统运行的效率，当凝汽式汽轮机运行正常时，如果确定了负荷，就能够确定排气量。循环冷却水入口端的温度会受到当地环境、气温等环境因素与具体条件等影响，因此要想确定循环的具体水量，应对这方面的因素加以考虑，以动态调节方式为最佳途径。计算最佳的循环水量的主要方法是汽轮机排气量改变会使循环冷却水温度随之改变，对相关数据加以记录，按照相应方法对饱和温度进行计算，随后对凝气压力进行计算，以调节进水量的方式获得最大值，这时循环水量即为最佳的循环水量。
2.3.3凝汽器确定最佳的真空
经过相应的理论分析，凝汽器确定最佳的真空还应进行计算与实验，简单地讲，计算的主要方法为凝汽器内使水蒸气和循环水相遇，然后循环水量将会产生临界值，这是循环水泵与机组出力功率相等，找到其临界以前出现最大差值的一个时刻，这是真空即为最大的真空，随后以启停设备方式进行维持。
三、结束语
综上所述，在针对火电厂凝汽式汽轮机冷端的最佳真空值进行确认过程中，不单单要注意到一系列的传统因素，并且还应该考虑水资源在不同区域的实际应用费用，以及冷却期间热污染治理消耗的费用。长期坚持下去，才可以规划出更加实用的优化处理方案，从而令汽轮机在冷端运行环节中赢得最大的经济收益。
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