汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)改變對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響
汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)改變對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響
梁壽昌
摘 要：由于能源危機(jī)的出現(xiàn)，人們想盡各種方法解決能源匱乏問題，尤其是以電力為主的新能源，電能是人們?nèi)粘Ｋ�，只能讓機(jī)械能與電能相結(jié)合，緩和電力供需不平衡，提高效能滿足社會(huì)的電力需求，本文章闡述了進(jìn)汽參數(shù)的改變對(duì)汽輪機(jī)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性的影響以及使汽輪機(jī)以最佳的保持正常的工況運(yùn)行。
關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；進(jìn)汽參數(shù)；機(jī)組；經(jīng)濟(jì)性
一．汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的意義
今年是“十二五”的開局之年。“十二五”在能源和環(huán)境問題上的主要政策方針依舊是節(jié)能減排，創(chuàng)建環(huán)境友好型社會(huì)節(jié)約資源，促進(jìn)社會(huì)走可持續(xù)發(fā)展的路線。在面臨能源緊缺的形勢(shì)之下，電力部門就應(yīng)該從發(fā)電設(shè)備上、燃料上進(jìn)行管理，深入的、全方位的解決節(jié)能減排問題。就發(fā)電的主要設(shè)備——汽輪機(jī)而言，提高其機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性，既能降低發(fā)電成本又可提供清潔能源[1]。發(fā)電廠提高汽輪機(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性主要致力于優(yōu)質(zhì)的、低耗低成本的電能，滿足電力能源的需要。
二．汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的影響因素
1．汽輪機(jī)承載的負(fù)荷
負(fù)荷參數(shù)在設(shè)計(jì)值的范圍內(nèi)損失最小，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性就高。當(dāng)負(fù)荷偏離設(shè)計(jì)值負(fù)荷時(shí)，就算其他運(yùn)行參數(shù)在設(shè)計(jì)值內(nèi)，蒸汽流量將偏少，經(jīng)濟(jì)性就降低。
2．真空系統(tǒng)的運(yùn)行
真空一旦降低后，主蒸汽焓降減少了，如果汽量不變那么發(fā)電機(jī)功率則下降，若發(fā)電機(jī)功率不變，進(jìn)汽量將增大，蒸汽耗率升高，汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性降低[2]。
3．回?zé)嵯到y(tǒng)的運(yùn)行
回?zé)嵯到y(tǒng)不正常運(yùn)轉(zhuǎn)會(huì)使高壓抽汽蒸汽流人低級(jí)抽汽中，抽汽機(jī)中的水汽倒流回凝汽器，給水溫度降低，冷源損失增大，機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性即降低。
4．進(jìn)汽參數(shù)
主蒸汽溫度、壓力和再熱蒸汽溫度降低時(shí)焓降將減，如果進(jìn)汽量增大，汽耗率增加，機(jī)組經(jīng)濟(jì)性也就會(huì)降低。雖然高進(jìn)汽參數(shù)可提高機(jī)組主組經(jīng)濟(jì)性，但是要在一定的設(shè)計(jì)值內(nèi)才能安全運(yùn)行[3]。
三．汽輪機(jī)快速起動(dòng)后進(jìn)汽參數(shù)改變對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性能的影響
Fhrh一再熱熱段蒸汽流量，kJ； HRt一試驗(yàn)熱耗率，kJ／kWh；
Hthr一主蒸汽焓值，kJ／kg； Hffw一鍋爐給水焓值，kJ／kg；
Hhrh一再熱熱段(中壓缸進(jìn)汽)蒸汽焓值，kJ／kg；
Hcrh一再熱冷段(高壓缸排汽)焓值，kJ／kg；
Hrhs一再熱減溫水焓值，kJ／kg； Wc一實(shí)測(cè)發(fā)電機(jī)功率，kW。
通過以上的公式能計(jì)算出進(jìn)汽參數(shù)對(duì)熱焓值的具體影響。進(jìn)汽參數(shù)主要是指兩點(diǎn)：一是，主蒸汽的壓力和溫度，二是，再熱蒸汽溫度。當(dāng)進(jìn)汽參數(shù)發(fā)生改變時(shí)，汽輪機(jī)的蒸汽流量也會(huì)隨之改變的(具體包括Ftrh、Fcrh、Fhrh等)，進(jìn)一步影響理想焓變?cè)谄啓C(jī)的各個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)上的改變[4]。進(jìn)汽參數(shù)的改變對(duì)于整個(gè)汽輪機(jī)機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性具有重要意義。
第一，在理想的溫熵條件下的蒸汽流程中， 改變進(jìn)汽參數(shù)后，所耗的蒸汽量少， 也就是說耗熱量相對(duì)的較少，這樣煤耗量減少，燃料減少，成本即降低。
第二，依據(jù)一定的耗熱量流程，升高進(jìn)汽參數(shù)，會(huì)致使很高的功率在汽輪機(jī)的出軸端輸出。所以抽汽式汽輪機(jī)與背壓式汽輪機(jī)在熱電聯(lián)和產(chǎn)出時(shí)的煤等燃料的有效能量利用率也就隨之增高。
第三，根據(jù)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的提高，進(jìn)汽參數(shù)改變，也就相應(yīng)的產(chǎn)生蒸汽水和冷卻水的消耗，減少耗量也就是減少了給水費(fèi)用。汽輪機(jī)的功率份額集中轉(zhuǎn)移至高壓段，尤其是以高壓段焓降為主的抽汽式汽輪機(jī)的功率尤為高。
現(xiàn)以主蒸汽壓的改變?yōu)橹鲗?dǎo)，其他參數(shù)如主蒸汽的溫度、再蒸汽溫度不改變以及背壓和輔助的蒸汽流量的不改變的前提下，研究主蒸汽壓力對(duì)循環(huán)熱耗率的影響。
(1)抽汽壓力的改變
進(jìn)汽參數(shù)的改變是以弗留格爾公式為基礎(chǔ)的，可以通過前后的流量計(jì)算得出前后的蒸汽壓力。
(2)抽汽比焓和級(jí)組比焓降變化
主蒸汽壓力的變動(dòng)會(huì)使得焓降發(fā)生改變，焓降值的改變化量可以由參數(shù)表直接查得，也可用高精度擬合公式驗(yàn)證[5][6]。
(3)循環(huán)吸熱量的改變
改變主蒸汽壓力后，各級(jí)組抽汽比焓變化，還有理想比焓降也發(fā)生了變化，
隨之流量也發(fā)生改變。改變后的可通過計(jì)算得到。主蒸汽壓力改變以后，循環(huán)吸熱量所用的流量基本不變。最后可得到進(jìn)汽參數(shù)的改變可以影響汽輪機(jī)供電煤耗。
四．實(shí)例
本文以電廠的東方—日立超臨界1000MW汽輪機(jī)機(jī)組為實(shí)例，來驗(yàn)證以上論述。通流級(jí)數(shù)45級(jí)：高壓缸為一個(gè)雙流調(diào)節(jié)級(jí)，8個(gè)壓力級(jí)，中壓缸為2×6個(gè)壓力級(jí)，低壓缸為2×2×6個(gè)壓力級(jí)。
2．高中壓分缸設(shè)計(jì)便于在中壓缸通過加(減)通流級(jí)數(shù)，設(shè)置座缸閥、旋轉(zhuǎn)隔扳或連通管蝶閥實(shí)現(xiàn)2.5～0.5MPa大范圍內(nèi)可調(diào)整抽汽，同時(shí)抽口布置空間約束小、單跨軸系長(zhǎng)度限制小。
3．機(jī)組低壓選用43”末葉，與45”、48”末葉相比，在供熱工況機(jī)組經(jīng)濟(jì)性將具有較大優(yōu)勢(shì)。
五．總論
能源是國(guó)家不可缺少，要保證國(guó)家生存并發(fā)展下去的資源，以建設(shè)小康社會(huì)為基礎(chǔ)，對(duì)于汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性來說，根據(jù)以上分析，如果進(jìn)汽參數(shù)低于設(shè)計(jì)值過大，對(duì)機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響大。因此應(yīng)加強(qiáng)機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性管理，優(yōu)化運(yùn)行參數(shù)，以提高發(fā)電機(jī)組實(shí)際運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。
參考文獻(xiàn)：
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[2] 史宣平，許曄，魏小龍．東方超超臨界1000MW供熱汽輪機(jī)組方案探討[A]．大機(jī)組供熱改造與優(yōu)化運(yùn)行研討會(huì), 2007．
[3] 曹志猛，徐慧芳．600MW超臨界機(jī)組采用雙壓凝汽器的研究[J]．長(zhǎng)沙理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2007，4(4)：56-62．
[4] 李玉輝．大機(jī)組運(yùn)行方式優(yōu)化[D]．北京: 華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文，2009．
[5] 方寧, 紀(jì)冬梅, 姚秀平, 等. 基于徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子等效應(yīng)力計(jì)算模型[J]. 動(dòng)力工程學(xué)報(bào), 2011, 31(4): 268-272.
[6] 侯鋼劍, 焦寶宏, 吳小川. 300MW供熱機(jī)組高壓調(diào)速汽門結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J]. 熱電技術(shù), 2011, (1): 39-41.
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