摘要：在火电厂的生产运行过程当中，汽轮机及其辅助系统是主要的耗能环节，对火电厂整体耗能水平有重要的影响。随着科学可持续发展的理念逐渐深入人心，节能降耗成为各产业研究重点，而能效评价是其中关键的环节。本文重点采用模块化、层次化的指标体系，以及AHP-F组合评价方法，针对汽轮机及其辅助系统的能效评价策略进行研究，希望能为火电厂及相关产业的能效管理提供参考。
关键词：汽轮机；辅助系统；能效评价
引言：
汽轮机以及相关辅助系统是火电厂生产运转的核心组件，也是火电厂的主要耗能环节。随着社会用电需求不断增加，以及节能环保的理念逐步建立，火电厂在能效管理方面面临着巨大的挑战。针对汽轮机及其辅助系统能效评价方式的研究，对促进火电厂技术改革以及节能增效工作取得有效成果，有至关重要的意义。
一、汽轮机及其辅助系统能效评价指标体系构建的目标和原则
（一）目标
1.反映真实的能效水平。任何能效评价体系的构建，其首要目标就是能够反映相关系统的真实能效水平。对火电厂而言，汽轮机及其辅助设备作为核心系统，其能耗水平与整个火电厂的生产能效水平息息相关，因此能效评价指标体系应当具备足够的准确性和真实性。
2.促进设备系统优化。一套全面、科学、可靠的能效指标评价体系，将有助于帮助火电厂管理及技术团队发现汽轮机及其辅助系统中存在的问题以及有改进空间的环节。然后利用现代技术和工艺，对设备系统进行优化升级，一方面提高汽轮机及其辅助系统的能效水平，另一方面促进火电厂生产水平的提高[1]。
（二）原则
1.全面性。对于火电厂汽轮机及其辅助系统而言，影响其耗能水平的因素很多，存在于各个方面。一套有效的能效评价指标体系，应当充分考虑到这些影响因素，同时能够对反映系统能效水平的各个要素进行准确评价。
2.针对性。不同火电厂采用的汽轮机及其辅助系统在型号、技术功能等方面可能存在着一些差异，因此在能效指标评价体系的建设方面，也需要针对实际情况进行设计和构建。目前我国火电厂常见的汽轮机机组有背压式机组以及凝汽式机组，本文研究的对象是凝汽式机组。
3.可操作性。实用的能效指标体系应当具有足够明确的量化标准，也就是其评价对象、评价语言及结论，都应当符合客观、真实的原则，避免存在主观随意性和标准模糊的情况。同时，要确保相关用于评价对比的指标可以有效获得，便于评价工作的可操作[2]。
二、层次分析法和模糊综合评价法结合的组合评价方法
针对汽轮机及其辅助系统的能效评价，需要将可以反映系统各指标的信息汇集起来，以相应指标来合理反映系统能效水平。为了确保准确性和评价结果的可参考性，需要建立综合评价体系。该体系首先要保证指标体系的代表性，同时要确定好各类指标的权重，权重反映了不同指标在评价体系中的重要程度。本文针对实际情况，将层次分析法和模糊综合评价法进行结合，对汽轮机及其辅助系统的能效评价机制进行研究。
（一）构建层次分析结构和判断矩阵
通过对火电厂汽轮机及其辅助系统的工作机制和能效水平，技术人员要对各类影响能效的因素进行分析。然后，将汽轮机本身的能效指标进行提取，然后对辅助系统抽汽回热系统以及凝汽系统的能效指标进行提取。再分别对三个一级指标的二级指标进行分别提取，比如，汽轮机本体的二级指标包括主蒸汽温度、汽轮机附加单耗、汽水损失率等；抽汽回热系统的二级指标包括高压加热器端差、加热器单耗、给水温度、水蒸气品质合格率等；凝汽系统二级能效指标有凝结水过冷度、循环水温升、凝汽器端差以及冷却塔耗电率等。这些指标的提取，尤其是二级指标要覆盖相关设备系统耗能环节的方方面面，尽量做到详细、准确、合理[3]。
在确定分析结构及指标之后，要结合实际情况引入适当的标度，将相关元素在不同指标层次中用相应数值表示，形成合理的判断矩阵。笔者使用的是1-9数字标度方式，实现判定定量化。
（二）确定评价等级
在汽轮机及其辅助系统的能效评价体系当中，需要根据实际情况和相关需求，设定合适的评价集。评价等级由次到好分别为“须整顿”“需优化”“一般”“良好”“优秀”，要求火电厂技术及运维管理团队要将能效改进目标达到“良好”及“优秀”评价等级作为工作目标。如果评价等级为“一般”，需综合其他因素进行考虑，决定维持现状或优化升级。若评价等级为“需优化”“须改进”，则要组织技术组对系统进行全面评测，找出能效不佳的原因，并制定改进优化措施，对其中涉及到失职的行为，进行追责处理[4]。
三、汽轮机及其辅助系统能效评价体系的实践应用
（一）案例概况
某火力发电厂某期有两台额定负荷为35MW的汽轮机机组，该机组最大连续处理385.2MW。辅助系统中，给水回热系统由三台高压加热器、给水泵汽轮机、四级抽汽供除氧器等组成，凝汽系统主要由表面式凝汽器、凝结水泵、真空泵等组成。
（二）能效评价
技术人员针对该机组在2019年6月中旬对机组进行了考察评价，此时机组处于负荷为300MW的工况。采用以上能效指标评价体系，得出的分析结果如表1所示。
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通过整个分析过程，基于分析结果可以发现，因为该汽轮机低压缸排汽品位比较低，因此凝汽器附加单耗比较低。在相应的工况条件下，凝汽器附加单耗在整个机组系统中的占比约为31.5%。而加热器中的5号高加单耗最高，通过分析原因在于5号高加的抽汽温度最高、压力低，同时蒸汽比容较大。针对汽轮机设备自身来讲，低压缸附加单耗比较高，关键原因在于低压缸运行过程中会产生很大的湿气损失和余速损失[5]。
（三）改进措施
根据以上实践分析，可以发现该案例中汽轮机及其辅助系统的能效评价等级可以达到良好的水平，但是其中也存在着一定的问题。比如，凝汽器真空度能效水平较差，因此要针对该系统进行检查和优化分析。通过分析，技术人员发现该系统真空度如此低的原因在于抽气设备运行失常，进一步分析则发现造成这一现象的原因是抽气器中水压力过低，同时设置在射水池中的射水抽气出水口过深。技术人员对这些问题进行处理之后，通过再次检测和能效评价，发现凝汽器真空度达到了96.1%，该数值处于“优秀”的评价范围。
结束语
综上所述，在火电厂等能源产业的生产系统当中，汽轮机及其辅助系统扮演着重要的角色，同时也是耗能较高的环节。在如今社会各界普遍重视节能环保的大环境下，针对汽轮机及其辅助系统的节能增效改造工作尤为重要。在此过程中，一套科学实用的能效评价体系必不可少。为此，笔者通过研究分析，提出了基于层次分析法和模糊综合评价法的组合评价方法，形成了一套成熟的评价体系。并且通过对实际案例的应用分析，证明了该能效评价体系有不错的应用价值。
参考文献：
[1]陈宇卿.百万超超临界汽轮机本体能效评价与诊断方法的研究[D].华北电力大学;华北电力大学(北京),2017.
[2]李雪,陈永东,吴晓红, 等.螺旋板式热交换器能效评价方法研究[J].石油化工设备技术,2020,41(3):15-19.
[3]吴就.集中供热系统运行能效评价及节能潜力分析[J].大众标准化,2020,(6):57-58.
[4]揭跃,王培红,宋璇博.低负荷下危急疏水与跨级疏水的能效评价研究[J].汽轮机技术,2020,62(1):57-60.
[5]司桐,王春波,刘瑞琪, 等.基于高温除尘的燃煤污染物一体化控制路线能效多属性综合评价[J].动力工程学报,2020,40(2):161-168.