小型凝汽式汽輪機(jī)低真空供熱改造問(wèn)題分析ok

1、66汽輪機(jī)變工況熱力計(jì)算 （中國(guó)電力出版社）摘要隨著國(guó)家能源政策的調(diào)整，這些小容量凝汽器式機(jī)組逐漸被列為關(guān)停之列，按照國(guó)家對(duì)小火電的考核原則，只有熱電聯(lián)產(chǎn)的機(jī)組，達(dá)到機(jī)組綜合熱效率 45%以上，熱電比大于 100%，小火電機(jī)組才允許繼續(xù)經(jīng)營(yíng)。對(duì)小容量凝汽器發(fā)電機(jī)組進(jìn)行低真空供熱改造, 通過(guò)高背壓下的排汽加熱循環(huán)水,用熱力發(fā)電過(guò)程中最大的冷源損失來(lái)為城市提供居民采暖供熱，是小容量凝汽機(jī)組實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，提高電廠整體經(jīng)濟(jì)性的簡(jiǎn)易辦法。本文對(duì)改造時(shí)需考慮的因素進(jìn)行全面分析，并提出了相應(yīng)的對(duì)策, 為同類機(jī)組低真空供熱改造提供借鑒和參考。關(guān)鍵詞：汽輪機(jī) 低真空 供熱 問(wèn)題分析華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文:

2、 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)目錄目錄第一章 概述-31.機(jī)組情況-42.熱網(wǎng)情況-43.供熱調(diào)整-4第二章 改造時(shí)需要考慮的因素-52.1 機(jī)組背壓的選擇-52.2 機(jī)組電負(fù)荷的變化-62.3 最末幾級(jí)葉輪-72.4 軸向推力的變化- 102.5 凝汽器與凝結(jié)水泵-102.6 軸封系統(tǒng)-112.7 汽缸與轉(zhuǎn)子的膨脹-112.8 凝汽器水沖擊的預(yù)防-122.9 機(jī)組供熱負(fù)荷的調(diào)整-132.10 低真空供熱機(jī)組的運(yùn)行和檢修維護(hù)-13第三章 改造前的供熱試驗(yàn)-153.1 試驗(yàn)措施的制定-153.2 試驗(yàn)舉例-163.3 試驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)-19第四章 改造后的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比-204.1 級(jí)組設(shè)計(jì)工況的主要經(jīng)濟(jì)

3、指標(biāo)-204.2 機(jī)組的主要運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)-214.3 機(jī)組低真空循環(huán)水供熱的主要技術(shù)指標(biāo)-264.4 機(jī)組設(shè)計(jì)、純凝運(yùn)行和循環(huán)水供熱運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性比較-26第五章 改造后運(yùn)行規(guī)程的修訂及注意事項(xiàng)-275.1 改造后運(yùn)行規(guī)程的修訂-285.2 運(yùn)行注意事項(xiàng)-315.2.1 運(yùn)行規(guī)程的分析-315.2.2 運(yùn)行中其他注意事項(xiàng)-31第六章 結(jié)論-32參考資料-33華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)第一章第一章 概述概述對(duì)小型凝汽式汽輪機(jī)組進(jìn)行供熱改造,取代城市分散的小型采暖鍋爐,從而減少向大氣排放煙塵,改善人民生活條件,改善社會(huì)環(huán)境,控制大氣煙塵污染,不僅對(duì)電力企業(yè)有利,而且符合國(guó)家

4、的相關(guān)政策,能取得很好的社會(huì)效益。對(duì)小容量凝汽器發(fā)電機(jī)組進(jìn)行低真空供熱改造, 通過(guò)高背壓下的排汽加熱循環(huán)水,用熱力發(fā)電過(guò)程中最大的冷源損失來(lái)為城市提供居民采暖供熱，是小容量凝汽機(jī)組實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)，提高電廠整體經(jīng)濟(jì)性的簡(jiǎn)易辦法。本著保證用戶所需供熱量的前提下盡可能多發(fā)電，簡(jiǎn)單易行、投資少、見(jiàn)效快的原則，河北滄州發(fā)電廠從 1998 年到 2001 年，先后對(duì) 2 臺(tái) 6 mw 機(jī)組, 2 臺(tái) 25 mw 機(jī)組和 1 臺(tái) 12 mw 機(jī)組進(jìn)行了凝汽式汽輪機(jī)低真空改造。在改造和運(yùn)行過(guò)程中，積累了很多經(jīng)驗(yàn)，并對(duì)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了分析。現(xiàn)以該廠 25 mw 機(jī)組為例進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，為同類機(jī)組低真空供熱改造

5、提供借鑒和參考。滄州熱電廠循環(huán)水供熱系統(tǒng)連接(圖 1)如下：東線回水西線供水西線回水東線供水去#1、2 冷水塔#2#3#4#0#7去#3 冷水塔華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)系統(tǒng)說(shuō)明:1.機(jī)組情況：#0、2 機(jī)組為 6mw 凝汽機(jī)組，分別為武漢汽輪機(jī)廠和南京汽輪機(jī)廠生產(chǎn)，與 1998 年和 1970 年投產(chǎn)；#3、4 機(jī)組為北京重型電機(jī)廠 1973 年產(chǎn)品，1975年 10 月和 12 投產(chǎn)；#7 機(jī)組為武漢汽輪機(jī)廠 2000 年產(chǎn)品，是一臺(tái)為抽汽背壓機(jī)組配套的低溫低壓機(jī)組，主蒸汽參數(shù)為 1.27mpa/304。2.2.熱網(wǎng)情況：熱網(wǎng)情況：#2 機(jī)組最早改為循環(huán)水供熱運(yùn)行

6、，循環(huán)水供熱穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間為 1994 年冬，當(dāng)時(shí)供電廠、電業(yè)局宿舍，由于系統(tǒng)供熱穩(wěn)定，供熱效果受到一致好評(píng)，后在滄州市政府的大力支持下，2002 年形成了#0、2、3 機(jī)共同供熱的運(yùn)河西熱網(wǎng)近 200 萬(wàn)平米的供熱面積。2002 年后進(jìn)一步發(fā)展了運(yùn)河?xùn)|熱網(wǎng) 100 萬(wàn)平米，現(xiàn)由于熱網(wǎng)不斷擴(kuò)容，運(yùn)西熱網(wǎng)已達(dá) 240 萬(wàn)平米，運(yùn)東 120 萬(wàn)平米。運(yùn)西熱網(wǎng)除#0、2、3 機(jī)組以外，配備有兩臺(tái) 35t/h 減溫減壓器和兩臺(tái) 200m2半負(fù)荷尖峰加熱器,東線由#4 機(jī)組和#7 機(jī)組承擔(dān)供熱,也有兩臺(tái) 35t/h 減溫減壓器和兩臺(tái) 200m2半負(fù)荷尖峰加熱器。由于機(jī)組供熱能力的限制，運(yùn)西熱網(wǎng)現(xiàn)采用了混水

7、的供熱方式，來(lái)提高供熱能力?；焖\(yùn)行有一套根據(jù)供水和回水溫度以及供回水壓力控制的系統(tǒng)，本部分不屬本文的論述范圍，只簡(jiǎn)要介紹如下：熱網(wǎng)混水運(yùn)行：即在循環(huán)水供水和回水管路之間加裝混水泵，把回水打到供水管路中繼續(xù)放熱，混水對(duì)循環(huán)水供熱機(jī)組的結(jié)果是降低了回水的溫度，提高了循環(huán)水在凝汽器內(nèi)的出入口溫差。由于西線混水滄州發(fā)電廠#3 機(jī)組的凝汽器循環(huán)水進(jìn)出口溫差平均為 12，東線#4 機(jī)在 8-9之間?；焖\(yùn)行需要注意的是：(1)混水點(diǎn)以后的供熱溫度應(yīng)符合相關(guān)供熱要求；(2)注意混水點(diǎn)以前的熱用戶的供回水壓力變化，不能對(duì)這些熱用戶的供熱造成太大的影響。(3)混水份額控制在機(jī)組的供熱能力范圍內(nèi)，不能造成供熱出

8、口的總體溫度降低。(4)提高混水泵的可靠性，避免因混水泵事故停運(yùn)造成熱用戶的供熱質(zhì)量下降。3.3.供熱調(diào)整：供熱調(diào)整：供熱調(diào)整主要是針對(duì)熱網(wǎng)供熱面積的變化和氣溫的變化進(jìn)行調(diào)整，調(diào)整方式有機(jī)組搭配調(diào)整、機(jī)組負(fù)荷調(diào)整和熱網(wǎng)面積切換三種方式。華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)(1)機(jī)組搭配調(diào)整機(jī)組搭配調(diào)整指在初寒期熱網(wǎng)投入的面積達(dá)不到機(jī)組凝汽器通流量要求時(shí)，采取投入部分機(jī)組的辦法進(jìn)行調(diào)整，如圖一所示：可以先投入#3 機(jī)組（25mw，2000m2凝汽器） ，隨著熱網(wǎng)的負(fù)荷增加在投入#0 機(jī)（6mw，660m2凝汽器）和#2 機(jī)組（6mw，560m2凝汽器） ；嚴(yán)寒期#0、2、3 機(jī)組

9、并列運(yùn)行，必要時(shí)投入尖峰加熱器提高供水溫度。東線則可以先投入#7 機(jī)組（12mw，1200m2凝汽器）運(yùn)行，在增加面積和氣溫下降后，投入尖峰加熱器運(yùn)行或投入#4 機(jī)組（25mw，2000m2凝汽器）運(yùn)行，在嚴(yán)寒期再#4、7 機(jī)并列運(yùn)行，必要時(shí)再投入尖峰加熱器提高供水溫度。(2)機(jī)組負(fù)荷調(diào)整指在供熱末期由于熱網(wǎng)供熱面積基本不變，而由于氣溫的升高，使得回水溫度升高，此時(shí)需要減小機(jī)組的負(fù)荷使得供熱的出口溫度降低，來(lái)減少對(duì)熱用戶的換熱量，最直接的方法就是根據(jù)機(jī)組真空的變化和循環(huán)水出口溫度來(lái)較少機(jī)組的進(jìn)汽量，從而減少在凝汽器中的換熱汽量，達(dá)到調(diào)整供熱的目的。這種方式對(duì)于發(fā)電廠的電力生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是最不經(jīng)濟(jì)的，

10、因此在必要時(shí)要結(jié)合機(jī)組搭配調(diào)整的方式進(jìn)行熱網(wǎng)調(diào)整。(3)熱網(wǎng)面積切換是針對(duì)運(yùn)西和運(yùn)東熱網(wǎng)能獨(dú)立運(yùn)行和相互切換而言的,其中有在電廠周圍近 40 萬(wàn)平米的供熱面積,能夠以 20 萬(wàn)平米為單位切換到由運(yùn)西網(wǎng)供熱或由運(yùn)東網(wǎng)供熱。這樣的切換方式是用于初寒期和末寒期對(duì)熱網(wǎng)的調(diào)整，也適用于嚴(yán)寒期充分發(fā)揮各臺(tái)機(jī)組的最大供熱能力的調(diào)整，如：調(diào)整 40 萬(wàn)平米到運(yùn)東熱網(wǎng)，由#4、7 機(jī)組并列運(yùn)行，減少運(yùn)西熱網(wǎng)的供熱壓力。第二章第二章改造時(shí)需考慮的因素改造時(shí)需考慮的因素2.12.1機(jī)組背壓的選擇機(jī)組背壓的選擇凝汽式汽輪機(jī)真空的降低，使機(jī)組的出力降低和排汽溫度升高，而排汽溫度不僅影響供水溫度的高低和供熱量的大小，而且

11、直接影響機(jī)組的熱膨脹、脹差、振動(dòng)、竄軸等指標(biāo)。為保證機(jī)組安全運(yùn)行，在選擇背壓值時(shí)，必須使凝汽器真空、排汽溫度、推力瓦溫和軸承振動(dòng)等重要參數(shù)在規(guī)程規(guī)定的數(shù)值范圍。通過(guò)相關(guān)試驗(yàn)和運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，該廠確定的參數(shù)指標(biāo)為：汽輪機(jī)進(jìn)汽量為額定進(jìn)汽量；真空60 kpa；排汽溫度80 ；推力瓦溫度80 ；支持瓦溫度65 ；軸承振動(dòng)50 m；華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)循環(huán)水溫度65 。2.22.2 機(jī)組電負(fù)荷的變化機(jī)組電負(fù)荷的變化在主蒸汽參數(shù)及進(jìn)汽量保持為額定值時(shí)，由于排汽壓力升高，機(jī)組的出力相應(yīng)減少，因此，機(jī)組改為低真空供熱運(yùn)行，雖然無(wú)冷源損失，但功率將有所降低。功率的減少值與排汽壓力有關(guān)

12、，可以通過(guò)低真空下的試驗(yàn)來(lái)確定，而且根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以算出在主蒸汽參數(shù)和進(jìn)汽量為額定值而真空降低時(shí)，電負(fù)荷的變化。另外，當(dāng)供熱負(fù)荷減小，例如在末寒期氣溫回升，熱用戶人為減少供熱面積時(shí)，熱網(wǎng)回水溫度將升高，為了維持機(jī)組在允許的背壓下運(yùn)行，必須降低機(jī)組電負(fù)荷運(yùn)行，即按照以熱定電的方式確定機(jī)組的電負(fù)荷。雖然機(jī)組熱力計(jì)算數(shù)會(huì)提供背壓對(duì)功率的修正曲線，但次曲線適用于正常運(yùn)行背壓變化范圍，一般會(huì)超出低真空供熱允許的背壓范圍，因此還是必須通過(guò)低真空供熱試驗(yàn)取得試驗(yàn)數(shù)據(jù)后得到的實(shí)際負(fù)荷變化。華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè) 圖 2:n25-35-1 型機(jī)組背壓對(duì)功率的修正曲線如圖 2 所示

13、為 n25-35-1 型機(jī)組背壓對(duì)功率的修正曲線，曲線中不包括低真空供熱運(yùn)行時(shí)的背壓 0.3-0.4 絕對(duì)大氣壓下的功率修正，只能從曲線中看出公路變化的趨勢(shì)，得出對(duì)功率的影響值會(huì)大于 1500kw，因此還得以試驗(yàn)值為運(yùn)行依據(jù)。滄州電廠低真空供熱試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)表明，在真空為66kpa 時(shí)各機(jī)組對(duì)電功率的影響如下表：表表 1:1:機(jī)組低真空供熱背壓對(duì)功率的影響機(jī)組低真空供熱背壓對(duì)功率的影響機(jī)組號(hào)機(jī)組型號(hào)運(yùn)行真空(kpa)額定功率 ne(kw)影響功率n(kw)#0n6-3.43-6660001500#2n6-3.5-6660001500#3n25-3.5-66250004000#4n25-3.

14、5-66250004000#7n12-1.27/304661200025002.32.3最末幾級(jí)葉輪最末幾級(jí)葉輪汽輪機(jī)低真空運(yùn)行時(shí)，由于排汽壓力升高，使機(jī)組理想焓降明顯減小。其中葉輪最末幾級(jí)的焓降有大幅度減少，做功能力也將降低，并且因速度比偏離最佳值，使級(jí)效率降的更低，同時(shí)末幾級(jí)因偏離設(shè)計(jì)工況，動(dòng)葉進(jìn)口負(fù)沖角越來(lái)越大，使動(dòng)葉進(jìn)口撞擊損失逐級(jí)增加。此外，動(dòng)葉絕對(duì)排汽角 21為鈍角，并逐級(jí)增大，導(dǎo)致輪周功率減小。以上原因，使汽輪機(jī)低真空運(yùn)行時(shí)，末二、三級(jí)葉輪不但不做功，反而消耗汽輪機(jī)的功率。從以上角度考慮，應(yīng)拆除末二、三級(jí)葉輪。但河北地區(qū)供熱期短，拆除后，在非供熱期正常凝汽運(yùn)行時(shí)，機(jī)組將無(wú)法恢復(fù)正

15、常狀態(tài)，另外，拆除末幾級(jí)葉輪后，轉(zhuǎn)子臨界轉(zhuǎn)速升高，轉(zhuǎn)子需重新校核，做動(dòng)平衡等，工作量大。所以，即使多消耗一些功率，一般也不做拆除處理。汽輪機(jī)各級(jí)在低真空供熱運(yùn)行時(shí)，可以通過(guò)對(duì)級(jí)進(jìn)行變工況熱力核算來(lái)確定各級(jí)的前后壓力、理想比焓降、反動(dòng)度、噴嘴及動(dòng)葉出口氣流速度、及內(nèi)效率、級(jí)內(nèi)損失、輪周效率、輪周功率、級(jí)內(nèi)效率、級(jí)內(nèi)功率以及其他汽流參數(shù)在級(jí)內(nèi)的分布。對(duì)級(jí)進(jìn)行熱力核算時(shí)的要點(diǎn)如下：（1）簡(jiǎn)化假設(shè)(a)各級(jí)的流量保持為設(shè)計(jì)流量不變。 （包括抽汽量和漏汽量不變）華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)(b)各級(jí)前溫度保持為設(shè)計(jì)溫度不變。(c)考慮排汽管的壓力損失后，末級(jí)排汽壓力取為 0.5a

16、ta。（2）計(jì)算采用順序算法即從第一壓力級(jí)開(kāi)始，由級(jí)前向級(jí)后計(jì)算，逐級(jí)進(jìn)行，直到最后一級(jí)。（3）級(jí)前壓力低真空供熱條件下，各級(jí)前壓力按照弗留格爾公式計(jì)算：d1/do=(p012-pz12)/(p02-pz2)0.5*(t0/t01)0.5公式中：d0、d1- 設(shè)計(jì)工況及變工況下，通過(guò)級(jí)的流量； po、pz-設(shè)計(jì)工況下，級(jí)前壓力與汽輪機(jī)排汽壓力； p01、pz1-變工況下，級(jí)前壓力與汽輪機(jī)排汽壓力；按照假設(shè)條件：d0=d1；t01=t0所以有：p01=(p02-pz2+pz12)0.5(5)按照以上核算要點(diǎn)和假設(shè)可以核算出機(jī)組在低真空供熱工況下各級(jí)前后的參數(shù)，表 3 是參考文獻(xiàn)提供的一臺(tái) 515

17、01 型凝汽機(jī)組低真空供熱工況下的各級(jí)核算數(shù)據(jù)和最末級(jí)的速度三角形，通過(guò)氣輪機(jī)的變工況熱力核算，可以發(fā)現(xiàn)，在低真空條件下，第214 級(jí)于設(shè)計(jì)工況基本相似，后幾級(jí)相差較大，分析可以得出以下幾條結(jié)論：（a）這些級(jí)的動(dòng)葉進(jìn)口負(fù)沖角逐級(jí)增大，說(shuō)明發(fā)生在動(dòng)葉進(jìn)口的撞擊損失逐級(jí)增大；（b）動(dòng)葉出口氣流的絕對(duì)速度 c21及其排氣角 a21也越來(lái)越大，造成余速損失的增加。 (c)這些級(jí)的 a21均為鈍角，其在圓周上的投影與 c11的投影同方向，這將導(dǎo)致圓周效率減小。 （d）從最末機(jī)的速度三角形（圖 3）可以看出，c11與 c21的方向幾乎重合，該級(jí)的輪周比焓降為負(fù)值，圓周比焓降也為負(fù)值，蒸汽已經(jīng)不做功，考慮該

18、級(jí)的葉輪摩擦損失、漏氣損失、濕氣損失、靜葉和動(dòng)葉的撞擊損失后，蒸汽進(jìn)一步消耗主軸的機(jī)械功，因此該級(jí)不但不做功，反而會(huì)消耗功，相當(dāng)于軸流式泵，把蒸汽從動(dòng)葉抽到動(dòng)葉后。華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)圖 3：51-50-1 機(jī)組最末級(jí)速度三角形（引用資料）表 2：51-50-1 型汽輪機(jī)低真空運(yùn)行各級(jí)核算表（引用）華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)2.42.4軸向推力軸向推力汽輪機(jī)由高真空狀態(tài)轉(zhuǎn)為低真空運(yùn)行時(shí)，末級(jí)動(dòng)葉出口由原設(shè)計(jì)的超音速轉(zhuǎn)為亞音速流動(dòng)，此時(shí)噴嘴焓降不變，動(dòng)葉焓降減小，致使其反動(dòng)度減的較小，葉根的反動(dòng)度減的更小或?yàn)樨?fù)值，又由于后幾級(jí)的葉輪無(wú)平衡

19、孔，葉輪前后的壓力變化大，往往方向不定，起決定作用的是葉輪前的壓力pd，pd與隔板軸封漏汽量及葉根反動(dòng)度有關(guān)，若最后幾級(jí)葉根為負(fù)反動(dòng)度，就造成葉輪的推力為負(fù)值。由以上分析可知，汽輪機(jī)在低真空運(yùn)行時(shí)，末幾級(jí)動(dòng)葉的反動(dòng)度和軸項(xiàng)推力不僅不增加，而且可能減小，即使增加也不會(huì)很大。該電廠對(duì) 6 mw、12 mw、25 mw 機(jī)組所做的供熱試驗(yàn)和實(shí)際低真空運(yùn)行數(shù)據(jù)都證明了這一點(diǎn)。相關(guān)參考資料中，在變工況熱力計(jì)算的基礎(chǔ)上，就可以進(jìn)一步計(jì)算各級(jí)的軸向推力，其中，動(dòng)葉上的動(dòng)靜推力可以由熱力計(jì)算及級(jí)的結(jié)構(gòu)特性數(shù)據(jù)算出，這些數(shù)據(jù)都是給定的，但作用在葉輪、隔板汽封凸肩以及輪榖上的軸向推力，因與葉輪前的壓力 pd有關(guān)，

20、必須先計(jì)算出 pd后，再算出各部分的推力。計(jì)算出汽輪機(jī)的總推力后，用推力瓦能承受的總推力進(jìn)行校核，當(dāng)滿足安全系數(shù) n 大于 1.5 時(shí)可認(rèn)為是機(jī)組的軸向推力是合格和安全的。2.52.5凝汽器與凝結(jié)水泵凝汽器與凝結(jié)水泵2.5.1 凝汽器銅管脹口：凝汽式機(jī)組改造為低真空供熱后，排汽溫度大幅度提高，凝汽器的銅管脹口會(huì)不會(huì)因?yàn)榕蛎洿蠖茐拿浛诘膰?yán)密性成為一個(gè)問(wèn)題。這一問(wèn)題很難用理論分析解決，該廠機(jī)組供熱試驗(yàn)和實(shí)際運(yùn)行時(shí)，脹口的嚴(yán)密性保持了良好的狀態(tài)，說(shuō)明低真空供熱運(yùn)行不會(huì)影響凝汽器銅管的脹口。2.5.2 凝汽器管板電化學(xué)腐蝕的防止凝汽器銅管和管板通過(guò)脹管結(jié)合在一起，在循環(huán)水中兩種金屬活性不同的金屬（銅

21、和鐵）會(huì)自然形成電池效應(yīng)，對(duì)活性強(qiáng)的管板會(huì)形成電化學(xué)腐蝕。隨著循環(huán)水溫度的升高，在凝汽器管板涂環(huán)氧類涂料防止銅管和管板發(fā)生電化學(xué)腐蝕的傳統(tǒng)方法，不能再采用，否則涂料老化太快脫落會(huì)堵塞銅管。該電廠對(duì)這一問(wèn)題做了針對(duì)性的研究，應(yīng)用了電化學(xué)原理，安裝了外加電流的陰極保護(hù)裝置，通過(guò)外加電流的方法給金屬活性強(qiáng)的管板補(bǔ)充電子，有效地防止了管板的電化學(xué)腐蝕。電化學(xué)保護(hù)技術(shù)是基于改變金屬在腐蝕性介質(zhì)中的腐蝕電位來(lái)減輕腐蝕華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)程度,延長(zhǎng)使用壽命的一種方法1。這種保護(hù)技術(shù)分為陽(yáng)極保護(hù)和陰極保護(hù)。前者的基本原理是通過(guò)升高金屬在介質(zhì)中的電位,使其表面形成一層耐蝕性良好的

22、鈍化膜從而延長(zhǎng)金屬材料的使用壽命。這種保護(hù)技術(shù)應(yīng)用的前提是金屬在介質(zhì)中陽(yáng)極極化曲線具有鈍化區(qū)。在以水為冷卻介質(zhì)的循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,凝汽器金屬本身不易鈍化,因此陽(yáng)極極化技術(shù)不能應(yīng)用于凝汽器防蝕。 陰極保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用范圍要廣得多。該技術(shù)的基本原理2是通過(guò)向被保護(hù)的金屬提供陰極電流來(lái)降低金屬在介質(zhì)中的腐蝕電位,使其局部陽(yáng)極電流減小,當(dāng)金屬電極電位負(fù)移到該金屬陽(yáng)極反應(yīng)平衡電位時(shí),局部陽(yáng)極過(guò)程就完全被抑制,即金屬腐蝕停止。根據(jù)提供陰極電流途徑的不同,陰極保護(hù)技術(shù)又分為外加電流式陰極保護(hù)和犧牲陽(yáng)極式陰極保護(hù)。 以淡水為冷卻介質(zhì)的凝汽器中,由于犧牲陽(yáng)極提供的保護(hù)電流有限,且不能根據(jù)介質(zhì)運(yùn)行工況進(jìn)行調(diào)整,保護(hù)

23、范圍較小,因此這種保護(hù)方式只能用于冷卻水電阻率低的小型機(jī)組凝汽器上。外加電流式陰極保護(hù)可以提供充足的保護(hù)電流,保護(hù)范圍大,并可根據(jù)運(yùn)行工況變化進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整,保護(hù)電位可自動(dòng)控制。這種保護(hù)技術(shù)對(duì)于抑制凝汽器管板腐蝕、銅管脫鋅、點(diǎn)蝕、應(yīng)力腐蝕、沖刷腐蝕、砂蝕等均可在短期內(nèi)見(jiàn)效。2.5.3 供熱水質(zhì)的問(wèn)題該廠低真空供熱時(shí)凝汽器內(nèi)仍為循環(huán)水，比有些電廠采用軟化水運(yùn)行對(duì)凝汽器的清潔作用效果要差，但供熱成本大大降低。因?yàn)楣嵫h(huán)水在密閉的管道和用戶暖氣內(nèi)循環(huán)，水不會(huì)被污染和蒸發(fā)濃縮，相反, 循環(huán)水的濃縮倍率在 1.52.0 之間，損失的水量要不停的補(bǔ)充新水，因此循環(huán)水中只需加一些防止銹蝕和結(jié)垢的藥劑。2.5

24、.4 凝結(jié)水泵為保證凝結(jié)水泵正常工作，不發(fā)生汽化，低真空供熱時(shí)凝汽器宜采用高水位運(yùn)行，以增加凝結(jié)水泵的入口高度，加大汽蝕余量，還可以把除鹽水引入凝汽器熱水井直接降低凝結(jié)水溫度。但由于低真空下凝結(jié)水的溫度是隨真空降低相應(yīng)提高的，所以不采取以上措施，一般凝結(jié)水泵也不會(huì)發(fā)生汽化。2.62.6軸封系統(tǒng)軸封系統(tǒng)機(jī)組低真空運(yùn)行時(shí)，排汽溫度升高，后軸封的漏汽量增大，易造成軸承過(guò)熱、油質(zhì)變壞等不良影響。可以利用射水抽汽器下水管的真空來(lái)保持軸封負(fù)壓，由于冬季循環(huán)水溫較低，這樣做對(duì)射水池的水溫影響也不大。該廠因?yàn)橛幂S封加熱器的射汽噴嘴來(lái)保持軸封負(fù)壓，運(yùn)行中未見(jiàn)油質(zhì)和軸承過(guò)熱等不良影響。2.72.7汽缸和轉(zhuǎn)子的膨脹

25、汽缸和轉(zhuǎn)子的膨脹汽輪機(jī)降低真空后，后汽缸、后軸承座、轉(zhuǎn)子的膨脹隨之增大，使汽缸華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)的縱向膨脹、后汽缸的縱向及橫向膨脹、后汽封的徑向間隙、汽缸與轉(zhuǎn)子之間的脹差以及轉(zhuǎn)子中心均發(fā)生變化，可能引起汽輪機(jī)的振動(dòng)和動(dòng)靜部分的摩擦，應(yīng)足夠的重視。實(shí)際改造中可以通過(guò)試驗(yàn)監(jiān)測(cè)各部分膨脹、脹差、振動(dòng)的數(shù)值，并在運(yùn)行中嚴(yán)密監(jiān)視各控制參數(shù)，以控制這些指標(biāo)在允許的范圍之內(nèi)。機(jī)組低真空運(yùn)行與正常凝汽運(yùn)行工況下各安全控制指標(biāo)的對(duì)比見(jiàn)表 3。附表 3機(jī)組低真空運(yùn)行與正常凝汽運(yùn)行工況下各安全指標(biāo)項(xiàng)目 工況 軸向垂直位移/mm一瓦垂直振動(dòng)/m二瓦垂直振動(dòng)/m三瓦垂直振動(dòng)/um四瓦垂

26、直振動(dòng)/um汽缸左側(cè)膨脹/mm汽缸右側(cè)膨脹mm最高推力瓦溫/相對(duì)脹差/mm軸瓦回油溫度軸瓦回油溫度軸瓦回油溫度運(yùn)行0.5828171818318384-2.3555249低真空0.572417151332.98380.8-2.8495049從表中可看出，機(jī)組低真空運(yùn)行與正常凝汽運(yùn)行時(shí)各參數(shù)相差不大，說(shuō)明機(jī)組低真空運(yùn)行對(duì)機(jī)組安全影響很小。2.82.8凝汽器水沖擊的預(yù)防凝汽器水沖擊的預(yù)防改造后的熱網(wǎng)循環(huán)泵代替了原來(lái)的循環(huán)水泵。這種系統(tǒng)，在熱網(wǎng)循環(huán)泵故障跳閘、供水側(cè)突然減小時(shí)，熱網(wǎng)系統(tǒng)中的回水仍會(huì)以原來(lái)的速度和流量回流于凝汽器與熱網(wǎng)泵之間的管路，導(dǎo)致這里的水流突然受到壓縮，壓力驟然升高，形成水擊，并

27、以沖擊波的形式向后傳播，壓力可以達(dá)到正常壓力的幾十倍。該廠 1 臺(tái) 12 mw 機(jī)組在退出供熱運(yùn)行時(shí)，因熱網(wǎng)泵停運(yùn)過(guò)早，造成凝汽器背側(cè)端蓋被水擊變形，緊固螺絲斷裂 7 條，端蓋定位大螺栓沖斷。為防止水擊的發(fā)生，該廠在回水管路和供水管路上安裝了逆止門(mén)，見(jiàn)圖1。在 25 mw 機(jī)組和 6 mw 的機(jī)組供熱中使用未發(fā)生過(guò)問(wèn)題，但由于 12 mw 機(jī)組系統(tǒng)回水管路特性不同，不能有效的緩解水擊，逆止門(mén)未起作用，為此，計(jì)劃安裝更為有效的防水擊裝置，見(jiàn)圖 2。另外，也可以在凝汽器入口管路上加裝安全門(mén)或防爆門(mén)以防止水擊的發(fā)生。63076307回水管路供水管路逆止門(mén)3778圖 4 供水管與回水管之間加裝逆止門(mén)示

28、意防虹吸管吸水池1084熱網(wǎng)回水管h防水擊管圖 5 熱網(wǎng)回水管上 加防水擊管示意華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)圖 4 中防水擊管的垂直高度h=ps/=（0.1961061.15）n/m2/9 810 n/m2=23 m。式中，ps為防水擊動(dòng)作壓力，凝汽器入口熱網(wǎng)壓力一般取 0.196 mpa，考慮 1.15 倍的安全系數(shù)，則ps=0.1961061.15 n/m2；為熱網(wǎng)回水重度，取=9 810 n/m3。2.92.9 機(jī)組供熱負(fù)荷的調(diào)整機(jī)組供熱負(fù)荷的調(diào)整因?yàn)槠啓C(jī)低真空供熱利用的是排汽的汽化潛熱，所以循環(huán)水供熱機(jī)組的熱負(fù)荷調(diào)整就是調(diào)整機(jī)組進(jìn)入凝汽器的汽量。在機(jī)組需要保證

29、鍋爐的給水溫度，回?zé)嵯到y(tǒng)必須正常投入運(yùn)行的基礎(chǔ)上，機(jī)組熱負(fù)荷的調(diào)整實(shí)際上就是調(diào)整機(jī)組的進(jìn)汽量，從而調(diào)整機(jī)組的排汽量，最終反映到凝汽器對(duì)循環(huán)水的放熱量的變化上，極端的情況機(jī)組可以采取減少回?zé)嵯到y(tǒng)用汽量或停止回?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行的方法來(lái)增加排汽量，以提高給熱質(zhì)量。機(jī)組排汽壓力的變化是與循環(huán)水出口溫度相關(guān)的直接指標(biāo)，理論上排汽溫度與凝汽器端差的差值就是循環(huán)水的出口溫度，因此，提高循環(huán)水的出口溫度，一方面是降低真空，提高排汽溫度，另一方面就是降低凝汽器的傳熱端差，這也是下一節(jié)要講的機(jī)組供熱維護(hù)的主要內(nèi)容。2.102.10 低真空供熱機(jī)組運(yùn)行和檢修維護(hù)低真空供熱機(jī)組運(yùn)行和檢修維護(hù)(1)(1)系統(tǒng)的維護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)

30、低真空供熱系統(tǒng)的連接比較簡(jiǎn)單，圖一已經(jīng)說(shuō)明了系統(tǒng)的連接方式，其中起隔斷作用的閥門(mén)在供熱系統(tǒng)中是至關(guān)重要的，因此系統(tǒng)維護(hù)的重點(diǎn)之一就是對(duì)這些閥門(mén)的維護(hù)和檢修，在維護(hù)中防止閥門(mén)內(nèi)漏和運(yùn)行可靠性是最重要的檢修標(biāo)準(zhǔn)。如機(jī)組的凝汽器出口門(mén)、循環(huán)水泵的出入口門(mén)等在供熱期間不嚴(yán)密，供熱系統(tǒng)的熱水會(huì)泄漏到循環(huán)水溝和冷水塔，這樣的后果是很嚴(yán)重的，主要有以下三點(diǎn)：（a）可能造成從循環(huán)水溝吸水的冷卻水泵的冷卻水溫度過(guò)高，從而影響機(jī)組冷油器、發(fā)電機(jī)空冷器等超溫。（b）冷水塔不能完全無(wú)水停備，冷水塔結(jié)冰，對(duì)冷水塔填料、配水裝置、支柱等都會(huì)造成破壞。（c）供熱熱網(wǎng)失水嚴(yán)重，當(dāng)超出熱網(wǎng)系統(tǒng)補(bǔ)水最大能力時(shí)，會(huì)直接危及熱網(wǎng)和機(jī)

31、組運(yùn)行的安全。(2)(2)凝汽器的維護(hù)凝汽器的維護(hù)凝汽器的維護(hù)圍繞以降低凝汽器得端差為目的進(jìn)行檢修和維護(hù)，因此必須對(duì)華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)影響凝汽器傳熱端差的因素進(jìn)行分析，傳熱端差計(jì)算公式：傳熱端差計(jì)算公式： f=0.2388qn/(ktdp) =0.2388wt /(ktdp) tdp=t/ ln(t+t)/t t由以上兩式可知 t ekf/w1 式中 qn 凝汽器的傳熱量 k凝汽器總體傳熱系數(shù) w冷卻水量 tdp對(duì)數(shù)平均溫差 f 傳熱面積當(dāng)冷卻水量 w 及傳熱系數(shù)一定時(shí)，t 正比于t，即正比于當(dāng)時(shí)的凝汽器負(fù)荷，當(dāng)進(jìn)入到凝汽器的排汽量較小時(shí)，在冷卻面積上的熱負(fù)荷

32、減少，此時(shí)真空變高，同時(shí)漏入凝汽器的空氣量增大，使空氣在凝汽器中占混合氣體的比例增大，凝汽器的傳熱條件變差，因此當(dāng)凝汽器的熱負(fù)荷減少到一定數(shù)值后（一般約為額定負(fù)荷的 70-80） ，即使凝結(jié)蒸汽量再降低，傳熱端差 t 也不再下降。當(dāng)冷卻水溫度較低時(shí)，機(jī)組真空一般較好，凝汽器內(nèi)空氣的分壓力增加，傳熱條件變差，傳熱端差 t 增加，故冬季機(jī)組循環(huán)水供熱時(shí)傳熱端差一般較小。傳熱端差估算及與其它參數(shù)的關(guān)系傳熱端差估算及與其它參數(shù)的關(guān)系機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中，傳熱端差可由如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： nt= （dn/f+7.5） 31.5+tw1式中 n=57，對(duì)清潔且真空系統(tǒng)嚴(yán)密性較好的凝汽器取較小值。此經(jīng)驗(yàn)公式不但可以

33、用來(lái)計(jì)算不同工況下凝汽器的傳熱端差，在運(yùn)行中，可以用它與實(shí)測(cè)的傳熱端差相比較，以此可做為判斷凝汽器工作狀況的參考。由此可見(jiàn)，在凝汽器負(fù)荷減少而偏離設(shè)計(jì)工況不大時(shí)，t 與t 均隨負(fù)荷下降而下降，使汽輪機(jī)排汽溫度降低，排汽壓力降低，從而使機(jī)組真空提高，而在凝汽負(fù)荷遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)工況時(shí)，t 不隨排汽量下降而下降，但是溫升t 還是隨排汽量及進(jìn)水溫度的減少而下降，排汽溫度降之下降，此時(shí)凝汽華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)器也可以保持較高的真空?；趯?duì)凝汽器端差得以上認(rèn)識(shí),檢修中要注意保持凝汽器良好的真空嚴(yán)密性和銅管的清潔，銅管贓污時(shí)供熱前必須進(jìn)行清洗，必要時(shí)要進(jìn)行酸洗。運(yùn)行維護(hù)注意以下三點(diǎn)

34、：（a） 循環(huán)水的水質(zhì)必需得到有效的控制，尤其對(duì)于熱網(wǎng)失水嚴(yán)重補(bǔ)水量大時(shí)要及時(shí)添加阻垢劑和緩蝕劑，防止熱用戶及熱網(wǎng)管道腐蝕產(chǎn)物回流堵塞凝汽器，同時(shí)，膠球清洗系統(tǒng)必需保證較好的投入狀態(tài)，保持較高的收球率，以保證凝汽器銅管的潔凈。（b） 盡量減少空氣漏入真空系統(tǒng)的數(shù)量，抽汽器或真空泵保持較高的效率，保證機(jī)組有較好的真空嚴(yán)密性水平，保證凝汽器銅管有較好的換熱條件。（c） 凝汽器保持正常水位，避免水位將凝汽器銅管淹沒(méi)的情況(3)(3)冷卻水系統(tǒng)的維護(hù)冷卻水系統(tǒng)的維護(hù)由于循環(huán)水供熱,回水溫度和供水溫度都在 50以上,因此,機(jī)組原來(lái)的冷卻水系統(tǒng)不能再用,必須重新安裝或制定一套新的冷卻水系統(tǒng)和冷卻水運(yùn)行方案

35、。滄州發(fā)電廠的改造經(jīng)驗(yàn)表明較為簡(jiǎn)單的方案是重新安裝兩臺(tái)冷卻水泵做為全部機(jī)組的冷卻水，系統(tǒng)原來(lái)的工業(yè)水系統(tǒng)作為備用冷卻水使用，需要注意的是冷卻水泵的安裝地點(diǎn)應(yīng)盡量遠(yuǎn)離機(jī)組冷油器、空冷器的回水點(diǎn)，避免把冷油器、空冷器的回水重新打回系統(tǒng)，同時(shí)熱網(wǎng)的補(bǔ)水如果全部由本廠補(bǔ)，應(yīng)核算補(bǔ)水量和冷卻水量，以便讓補(bǔ)水口和冷卻水吸入口之間形成流動(dòng)，保證冷卻水的溫度不能升高。基于以上分析，冷卻水系統(tǒng)的維護(hù)一方面是保證冷卻水泵、工業(yè)水系統(tǒng)的可靠性，另一方面就是從運(yùn)行調(diào)整上保證冷卻水的入口溫度不升高。(4)(4)供熱回水的排污供熱回水的排污供熱回水直接進(jìn)入凝汽器換熱，回水的水質(zhì)特別是水中的雜質(zhì)對(duì)凝汽器會(huì)造成直接影響，因此

36、，熱網(wǎng)設(shè)計(jì)時(shí)在凝汽器的入口前必須另外安裝排污器，供熱運(yùn)行時(shí)應(yīng)定期進(jìn)行排污，機(jī)組凝汽器的二次濾網(wǎng)也應(yīng)定期排污，以排除熱網(wǎng)運(yùn)行中產(chǎn)生的銹蝕產(chǎn)物和其他雜物。供熱前對(duì)排污器應(yīng)進(jìn)行檢修，保證濾網(wǎng)不堵塞和排除正常。第三章第三章 改造前的供熱試驗(yàn)改造前的供熱試驗(yàn)?zāi)綑C(jī)組改造為低真空供熱運(yùn)行，由于必須利用較高的排氣壓力使循環(huán)水的出口溫度升高才能起到對(duì)外供熱的目的，因此，對(duì)汽輪機(jī)而言是一種較為惡劣的變工況運(yùn)行方式。機(jī)組低真空運(yùn)行時(shí)，由于真空的降低，機(jī)組的汽缸膨脹、軸向位移、軸承振動(dòng)、以及動(dòng)靜部分間隙等安全指標(biāo)都會(huì)發(fā)生變?nèi)A北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)化，而通過(guò)真空的變化對(duì)以上指標(biāo)進(jìn)行核算和

37、評(píng)估是一項(xiàng)復(fù)雜和難度很大的工作，因此，需要通過(guò)模擬試驗(yàn)的方法對(duì)機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)行做出評(píng)估。3.13.1 試驗(yàn)措施的制定：試驗(yàn)措施的制定：試驗(yàn)措施的制定應(yīng)包括以下幾項(xiàng)內(nèi)容：1.1.試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康模簽榭己撕蜋z查凝汽式汽輪機(jī)組在低真空下運(yùn)行的可行性和長(zhǎng)期運(yùn)行的安全可靠性，并比較凝汽工況與低真空供熱工況之間的經(jīng)濟(jì)性，必須對(duì)改造機(jī)組進(jìn)行低真空供熱試驗(yàn)。2.2.試驗(yàn)內(nèi)容：試驗(yàn)內(nèi)容：2.1 選擇和確定排汽壓力，并了解排汽壓力對(duì)功率的影響。2.2 確定低真空運(yùn)行的安全性2.3 機(jī)組各軸承的振動(dòng)是否超過(guò)允許值；2.4 軸向推力是否過(guò)大，串軸是否超標(biāo)；2.5 汽缸膨脹是否均勻、正常，脹差是否在允許范圍內(nèi)；2.

38、6 檢查真空變化對(duì)通流部分的影響。2.7 分析對(duì)比低真空供熱運(yùn)行與純凝汽運(yùn)行的機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性3.3.試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法3.1 試驗(yàn)時(shí)，熱力系統(tǒng)的狀態(tài)應(yīng)與低真空運(yùn)行時(shí)的狀態(tài)相同，調(diào)節(jié)抽汽全部投入，回?zé)峒訜崞魅客度耄?.2 保持主蒸汽參數(shù)為額定值，汽輪機(jī)負(fù)荷為額定負(fù)荷，用關(guān)小循環(huán)水泵出口門(mén)的方法控制循環(huán)水量的變化，使凝汽器真空降至規(guī)定的數(shù)值，在此狀態(tài)下穩(wěn)定一小時(shí)。3.3 觀察并紀(jì)錄汽輪機(jī)功率、流量、各部分壓力、溫度、推力瓦塊溫度、汽缸膨脹、軸承振動(dòng)、軸封漏氣、凝結(jié)水泵工作狀態(tài)、凝結(jié)水電導(dǎo)等數(shù)據(jù)。4.試驗(yàn)結(jié)論根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對(duì)低真空運(yùn)行的安全可靠性、經(jīng)濟(jì)性及可行性作出評(píng)估意見(jiàn)，并作出低真空技術(shù)改造是否可

39、行的結(jié)論。3.23.2 試驗(yàn)舉例試驗(yàn)舉例：下面以滄州發(fā)電廠 25mw 機(jī)組供熱試驗(yàn)為例說(shuō)明試驗(yàn)的方法、過(guò)程和數(shù)據(jù)分析方法：1.1.汽輪機(jī)組概況和主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)汽輪機(jī)組概況和主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)型號(hào) n25351 凝汽式汽輪機(jī) 制造廠 北京重型電機(jī)廠 額定功率 25000 kw 經(jīng)濟(jì)功率 20000 kw華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè) 額定主汽壓力 3.5 mpa 額定主汽溫度 435 額定功率排汽壓力 pce 0.00596 mpa 經(jīng)濟(jì)功率排汽壓力 pcj 0.005 mpa 額定功率給水溫度 tgse 170 經(jīng)濟(jì)功率給水溫度 tgsj 159 回?zé)峒?jí)數(shù) 5 級(jí) 額定功

40、率熱耗率 he 11333.66 kj/(kwh) 額定功率汽耗率 de 4.384 kg/(kwh) 經(jīng)濟(jì)功率熱耗率 hj 11262.5 kj/(kwh) 經(jīng)濟(jì)功率汽耗率 dj 4.283 kg/(kwh)（2）發(fā)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào) qf252 制造廠 北京重型電機(jī)廠 額定功率 25000 kw 額定電壓 6300 v 額定電流 2860 a 功率因數(shù) 0.8 冷卻方式 空冷2 2 試驗(yàn)?zāi)康脑囼?yàn)?zāi)康耐ㄟ^(guò)試驗(yàn)，檢驗(yàn)滄州發(fā)電廠#4 汽輪機(jī)組在不同背壓運(yùn)行時(shí)循環(huán)水入口溫度，直至循環(huán)水出口溫度達(dá)到 65時(shí)的運(yùn)行狀況，對(duì)機(jī)組在供熱工況下達(dá)安全和經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為該機(jī)組實(shí)施循環(huán)水供熱提供依據(jù)。3

41、3 試驗(yàn)的準(zhǔn)備和參數(shù)控制范圍試驗(yàn)的準(zhǔn)備和參數(shù)控制范圍3.13.1 試驗(yàn)前將主要儀表進(jìn)行檢驗(yàn)。3.23.2 在汽輪機(jī)前箱兩側(cè)各安裝一塊百分表，觀察機(jī)組的膨脹是否均勻、對(duì)稱。3.33.3 準(zhǔn)備一塊便攜式振動(dòng)表，觀察機(jī)組在高真空時(shí)的振動(dòng)情況。3.43.4 試驗(yàn)參數(shù)控制范圍：a 汽輪機(jī)進(jìn)汽量 120t/hb 真空 60kpac 排汽溫度 80d 推力瓦溫度 80e 支持瓦溫度 65f 軸承振動(dòng) 50m華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)g 機(jī)組負(fù)荷 20000kwh 循環(huán)水溫度 654 試驗(yàn)過(guò)程試驗(yàn)本來(lái)應(yīng)通過(guò)將循環(huán)水在冷卻塔走旁路，即不經(jīng)過(guò)冷卻塔填料通過(guò)提高水溫來(lái)進(jìn)行，這樣機(jī)組凝汽器以

42、外的冷卻水會(huì)因?yàn)檠h(huán)水溫度高而必須用備用冷卻水泵從其它機(jī)組的冷卻水系統(tǒng)供水,同時(shí),滄州發(fā)電廠#0、2、3、4機(jī)組公用循環(huán)水回水溝和兩個(gè) 1200m2冷水塔，這樣的方法勢(shì)必對(duì)其他機(jī)組的運(yùn)行造成影響，故試驗(yàn)時(shí)改用通過(guò)限制循環(huán)水的凝汽器進(jìn)水門(mén)，減小循環(huán)水量的方法進(jìn)行試驗(yàn)，有條件的機(jī)組應(yīng)優(yōu)先選用提高循環(huán)水入口溫度的方法進(jìn)行試驗(yàn)。 。 試驗(yàn)前調(diào)整機(jī)組電負(fù)荷使進(jìn)汽量達(dá)到額定,其他熱力系統(tǒng)同正常運(yùn)行,不作相應(yīng)調(diào)整,記錄一組機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)，然后緩慢關(guān)小凝汽器的兩個(gè)循環(huán)水進(jìn)水門(mén)，將凝汽器真空分別降低到 85kpa、80kpa、75kpa、70kpa 和62kpa。在每個(gè)工況穩(wěn)定 30 分鐘，記錄一組主要運(yùn)

43、行參數(shù)，觀察沒(méi)有異常情況時(shí)再繼續(xù)向下降低真空。到凝汽器真空穩(wěn)定在 62kpa，此時(shí)凝汽器循環(huán)水出口溫度達(dá)到 58，基本可以滿足冬季采暖供熱的溫度要求，獲得了試驗(yàn)欲達(dá)到的循環(huán)水溫度目標(biāo)。在試驗(yàn)最低真空 62kpa 持續(xù)運(yùn)行了 4 小時(shí)，沒(méi)有出現(xiàn)任何異常情況。之后機(jī)組恢復(fù)正常運(yùn)行方式，試驗(yàn)結(jié)束。試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)附表4。5.5. 試驗(yàn)結(jié)果及分析試驗(yàn)結(jié)果及分析試驗(yàn)測(cè)試和記錄的結(jié)果如附表 1 所示。由于現(xiàn)場(chǎng)條件的限制不能提高凝汽器的進(jìn)水溫度，因此估算的循環(huán)水流量是很小的。如果供熱后的回水溫度高，則循環(huán)水的流量要成正比增加。利用循環(huán)水供熱后，汽輪機(jī)的冷源損失得到完全利用，經(jīng)濟(jì)效益是非常顯著的。根據(jù)附表 2 的估

44、算，在考慮了汽輪機(jī)因?yàn)檎婵战档蜔岷牡脑黾右蛩睾?，如果主汽流量?113.5t/h，在每小時(shí)發(fā)出 19mw 電力的同時(shí)將供應(yīng)約209gj 的熱量。因此其經(jīng)濟(jì)效益是極高的。汽輪機(jī)降低真空后，末級(jí)葉片通過(guò)的容積蒸汽流量大大減少，葉片的受力情況和設(shè)計(jì)的受力情況有很大的差別。由于在低真空工況下葉梢部分將處于鼓風(fēng)狀態(tài)，而且流量越小，處于鼓風(fēng)的比例越大。因此我們建議在循環(huán)水供熱工況時(shí)，機(jī)組的負(fù)荷不能過(guò)小，推薦循環(huán)水供熱時(shí)的機(jī)組負(fù)荷至少在 60%額定負(fù)荷以上。負(fù)荷在低于 50%負(fù)荷時(shí)，循環(huán)水處于正常冷卻塔冷卻方式。附表附表 4 4：滄州熱電有限責(zé)任公司后置機(jī)循環(huán)水供熱工況試驗(yàn)數(shù)據(jù)匯總表序號(hào)測(cè)試、記錄項(xiàng)目單位

45、試驗(yàn)前工況 1工況 2工況 31機(jī)組負(fù)荷kw24000219002000019000華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)2主汽流量t/h120.9111.8115.1113.53主汽壓力mpa3.23.253.103.104主汽溫度4374334314285排汽真空kpa-83.5-80.7-72.5-626排汽溫度606173747循環(huán)水出水溫度（左）41.844.456588循環(huán)水出水溫度（右）424454569循環(huán)水出水平均溫度4244555710循環(huán)水進(jìn)水溫度2323.2242411循環(huán)水進(jìn)出水溫差1920.8313312凝結(jié)水溫度5960727413冷油器出口油溫46

46、4441.541.514軸向位移mm0.580.580.580.57序號(hào)測(cè)試、記錄項(xiàng)目單位 試驗(yàn)前工況 1工況 2工況 3軸向m610109垂直m2821252415汽機(jī)前軸承振動(dòng)水平m15141919軸向m7779垂直m1718151716汽機(jī)后軸承振動(dòng)水平m101199軸向m8566垂直m2018151517發(fā)電機(jī)前軸承振動(dòng)水平m6654軸向m8787垂直m1614121318發(fā)電機(jī)后軸承振動(dòng)水平m12111110軸向m111089垂直m966719勵(lì)磁機(jī)后軸承振動(dòng)水平m19151616華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)20汽機(jī)熱膨脹mm-2.3-2.7-2.8-2.82

47、1汽機(jī)膨脹百分表指示（左）mm31293132.922汽機(jī)膨脹百分表指示（右）mm8383838323推力瓦金屬溫度（最高點(diǎn)）8478.280.480.824推力瓦工作面回油溫度5551494925汽機(jī)前軸承回油溫度5551494926汽機(jī)后軸承回油溫度5353525227發(fā)電機(jī)前軸承溫度49494949附表附表 6 6 滄州發(fā)電廠循環(huán)水供熱試驗(yàn)經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比計(jì)算匯總表：（此表在此處略，在下一章經(jīng)濟(jì)性分析中引用）3.33.3 試驗(yàn)中應(yīng)注意事項(xiàng)試驗(yàn)中應(yīng)注意事項(xiàng)機(jī)組試驗(yàn)前在一瓦和排汽缸兩側(cè)各裝一塊百分表，以便記錄機(jī)組的膨脹情況。試驗(yàn)中注意凝結(jié)水溫度和凝結(jié)水泵的運(yùn)行情況，如凝結(jié)水溫度過(guò)高應(yīng)補(bǔ)入軟化水，

48、防止凝結(jié)水泵汽化注意監(jiān)視射水抽汽器運(yùn)行情況，必要時(shí)開(kāi)大返水箱補(bǔ)水量。試驗(yàn)時(shí)，嚴(yán)密監(jiān)視有停機(jī)保護(hù)的各運(yùn)行參數(shù)，包括真空、軸向位移、推力瓦溫度、支持軸承溫度、潤(rùn)滑油壓、油箱油位等。四、結(jié)論通過(guò)試驗(yàn)方法的介紹和實(shí)際試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，明確了低真空供熱試驗(yàn)必須進(jìn)行的步驟，同時(shí)可以得出結(jié)論，用試驗(yàn)的方法能夠確定凝汽式汽輪機(jī)組在低真空下供熱運(yùn)行，對(duì)機(jī)組的安全性影響很小，卻可以大大提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。第四章第四章 改造后的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比改造后的經(jīng)濟(jì)性對(duì)比以滄州發(fā)電廠 n25-35-1 型#4 機(jī)組為例,對(duì)機(jī)組設(shè)計(jì)工況、現(xiàn)在不供熱實(shí)際運(yùn)行工況和循環(huán)水供熱運(yùn)行工況進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較，可以很明顯的看出低真空循環(huán)水循環(huán)水供熱的經(jīng)

49、濟(jì)性。4.1 機(jī)組設(shè)計(jì)工況的主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)滄州發(fā)電廠4 汽輪機(jī)大修后熱力特性試驗(yàn)。滄州發(fā)電廠#4 汽輪機(jī)是由北京重型電機(jī)廠制造的一臺(tái)中溫中壓沖動(dòng)凝汽式汽輪機(jī)，該機(jī)通流部分由一華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)級(jí)雙列復(fù)速級(jí)和十二級(jí)壓力級(jí)組成，共計(jì)十三級(jí)，最后三級(jí)為扭曲葉片。全機(jī)共有五段非調(diào)整抽汽，按壓力自高至低分別從第二、五、七、八和十級(jí)葉片后抽出，并分別供給二臺(tái)高壓加熱器、一臺(tái)除氧器和二臺(tái)低壓加熱器。4.1.1 汽輪發(fā)電機(jī)組的主要設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)（1）汽輪機(jī)及其熱力系統(tǒng)主要設(shè)計(jì)參數(shù) 型號(hào) n25351 凝汽式汽輪機(jī) 制造廠 北京重型電機(jī)廠 額定功率 25000 kw 經(jīng)濟(jì)功率 20

50、000 kw 額定主汽壓力 3.5 mpa 額定主汽溫度 435 額定功率排汽壓力 pce 0.00596 mpa 經(jīng)濟(jì)功率排汽壓力 pcj 0.005 mpa 額定功率給水溫度 tgse 170 經(jīng)濟(jì)功率給水溫度 tgsj 159 回?zé)峒?jí)數(shù) 5 級(jí) 額定功率熱耗率 he 11333.66 kj/(kwh) 額定功率汽耗率 de 4.384 kg/(kwh) 經(jīng)濟(jì)功率熱耗率 hj 11262.5 kj/(kwh) 經(jīng)濟(jì)功率汽耗率 dj 4.283 kg/(kwh) （2）發(fā)電機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 型號(hào) qf252 制造廠 北京重型電機(jī)廠 額定功率 25000 kw 額定電壓 6300 v 額定電流

51、2860 a 功率因數(shù) 0.8 冷卻方式 空冷(3)機(jī)組其他計(jì)算發(fā)電經(jīng)濟(jì)指標(biāo):機(jī)組熱效率:=3600/額定功率熱耗率*100%=31.76%發(fā)電煤耗率：bsf=he/29310/gl/gd=438.4g/kwh（gl-鍋爐效率；gd-管道效率；）熱電比：krd=qgr/qfd=0(qgr-供熱熱量； qfd-發(fā)電熱量；)4.2 機(jī)組的主要運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)為了對(duì)比數(shù)據(jù)的真實(shí)性和代表性，我們按照試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) gb8117-87電站華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)汽輪機(jī)熱力性能驗(yàn)收試驗(yàn)規(guī)程和水和水蒸氣性質(zhì):1967 年工業(yè)用水蒸氣性質(zhì)表,ifc-1967，對(duì)機(jī)組實(shí)際運(yùn)行工況進(jìn)行了試驗(yàn)，試

52、驗(yàn)中測(cè)點(diǎn)的布置和各重要數(shù)據(jù)的測(cè)量和計(jì)算依據(jù)如下：(1) 主要測(cè)點(diǎn) 主蒸汽壓力、溫度、流量；發(fā)電機(jī)端功率；調(diào)節(jié)級(jí)壓力、溫度；排汽壓力、溫度；各段抽汽壓力、溫度；各加熱器進(jìn)出水溫及疏水溫度；低加水側(cè)壓力、溫度；除氧器壓力、溫度；大氣壓力；凝結(jié)水壓力、溫度、流量。(2) 功率的測(cè)量 試驗(yàn)時(shí)，發(fā)電機(jī)的功率通過(guò) ct 和 pt 送到功率表柜內(nèi)，pt 輸出為100 伏特，ct 輸出為 5 安培，電功率采用精度為 0.05 級(jí)的 hc3002 型多功能標(biāo)準(zhǔn)表測(cè)量。(3) 壓力的測(cè)量 用 0.075 級(jí)高精度 druck 型絕對(duì)壓力變送器測(cè)量，測(cè)量值經(jīng)儀表校驗(yàn)值、大氣壓力及儀表位差修正。(4)溫度的測(cè)量 采用

53、 k 型及 e 型精密級(jí)熱電偶。(5) 流量的測(cè)量 主汽流量采用安裝于機(jī)側(cè)主汽管道上的流量孔板進(jìn)行測(cè)量，其差壓信號(hào)采用高精度的差壓變送器轉(zhuǎn)換后接入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。(6) 水位的測(cè)量 水位包括除氧器水箱、凝汽器熱井的水位變化，其變化值均由采用人工現(xiàn)場(chǎng)記錄方法測(cè)量。(7)明泄漏量的測(cè)量 試驗(yàn)期間，對(duì)于機(jī)組無(wú)法隔離的可見(jiàn)漏量，由試驗(yàn)人員用標(biāo)準(zhǔn)容器和秒表現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。(8) 數(shù)據(jù)采集配以數(shù)據(jù)采集裝置進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。(9)試驗(yàn)步驟a.系統(tǒng)應(yīng)嚴(yán)格進(jìn)行隔離，停廠用蒸汽及一切外界與系統(tǒng)有關(guān)的汽水系統(tǒng)。豐汽管道的疏水門(mén)、各抽汽管道疏水門(mén)等應(yīng)關(guān)嚴(yán)，并經(jīng)過(guò)嚴(yán)格檢查；高、低加疏水逐級(jí)自流，即#2 高加疏水至#1 高加，#1

54、高加疏水至除氧器；#4 低加疏水至#5 低加，#5 低加疏水至凝汽器；b. 對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行補(bǔ)水，使凝汽器熱井和除氧器水箱保持較高水位，試驗(yàn)期間系統(tǒng)不補(bǔ)水；華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)c. 試驗(yàn)時(shí)要求蒸汽參數(shù)接近于額定值并保持參數(shù)及負(fù)荷的穩(wěn)定；d.當(dāng)機(jī)組和系統(tǒng)運(yùn)行正常，保證工況穩(wěn)定運(yùn)行 1 小時(shí)后，開(kāi)始記錄數(shù)據(jù)，記錄時(shí)間 1 小時(shí)，由數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)的時(shí)間間隔為 1 分鐘，輸出電工率表的指示值，每 2 分鐘讀取 1 次。試驗(yàn)結(jié)果的計(jì)算本次試驗(yàn)中采用的原始數(shù)據(jù)均為同一試驗(yàn)工況的算術(shù)平均值，并對(duì)其進(jìn)行儀表校驗(yàn)值、儀表零位修正所得，對(duì)壓力測(cè)點(diǎn)進(jìn)行了高度差和大氣壓力的修正。a.

55、發(fā)電機(jī)電功率的計(jì)算公式為 nd=kwkctkptw式中： nd試驗(yàn)測(cè)量發(fā)電機(jī)電工率（mw） ； kct、kpt電流互感器和電壓互感器的變比； kw儀表常數(shù)； whc3002 標(biāo)準(zhǔn)功率表的讀數(shù)。b. 流量計(jì)算流量的計(jì)算均采用國(guó)標(biāo) gb/t262493流量測(cè)量節(jié)流裝置用孔板、噴嘴和文丘里管測(cè)量充滿圓管的液體流量中指定的方法計(jì)算，計(jì)算公式如下：式中： g上述被測(cè)介質(zhì)流量 kg/h c流出系數(shù) 直徑比， =d/d 介質(zhì)膨脹系數(shù) d 節(jié)流件孔徑 mm 流體密度 kg/m3 p節(jié)流件前后差壓 pa 流量的計(jì)算以管道上安裝的標(biāo)準(zhǔn)節(jié)流元件實(shí)測(cè)差壓值為基準(zhǔn)進(jìn)行，各節(jié)流元件尺寸由制造廠家提供。各差壓值由 1151

56、 系列差壓變送器測(cè)量，測(cè)量精度為 0.25 級(jí)，測(cè)量信號(hào)為 ma 級(jí)電流，該信號(hào)接入英國(guó)生產(chǎn)的施倫伯杰 imp 數(shù)據(jù)采集器系統(tǒng)，由計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集和合整理計(jì)算。c. #2 高壓加熱器進(jìn)汽量計(jì)算根據(jù)相應(yīng)的熱量、流量平衡方程求得。 #2 號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽流量 q2 計(jì)算: 由熱平衡方程 q2(h2h2s)dgs(h22h21) 得到：華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè) q2dgs(h22h21)/(h2h1s) 式中：dgs主給水流量(kg/h)q2#2 號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽流量(kg/h)h2#2 號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽焓(kj/kg)h2s#2 號(hào)高壓加熱器疏水焓(kj/kg)h22#2

57、 號(hào)高壓加熱器出水焓(kj/kg)h21#2 號(hào)高壓加熱器進(jìn)水焓(kj/kg)d. #1 高壓加熱器進(jìn)汽量計(jì)算根據(jù)相應(yīng)的熱量、流量平衡方程求得。 #1 高壓加熱器進(jìn)汽流量 q1 計(jì)算: 由熱平衡方程 q1(h1h1s)q2(h2sh1s)dgs(h12h11) 得到： q1dgs(h12h11)- q2(h2sh2s)/ (h1h1s) 式中：q1#1 號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽流量(kg/h)h1#1 號(hào)高壓加熱器進(jìn)汽焓(kj/kg)h1s#1 號(hào)高壓加熱器疏水焓(kj/kg)h12#1 號(hào)高壓加熱器出水焓(kj/kg)h11#1 號(hào)高壓加熱器進(jìn)水焓(kj/kg)e. 熱耗率的計(jì)算nhr(q0h0gg

58、shgs)/nd式中: nhr機(jī)組熱耗率kj/(kw.h)q0主蒸汽流量kg/hggs給水流量kg/hh0主蒸汽焓值kj/kghgs主給水焓值kj/kgnd發(fā)電機(jī)輸出電功率 mwf. 汽耗率的計(jì)算汽耗率q01000/ nd kg/kwh式中: q0主蒸汽流量kg/hnd發(fā)電機(jī)輸出電功率 mw(11)附表附表 5 5：滄州電廠4 汽輪機(jī)熱力試驗(yàn)數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果匯總表：華北電力大學(xué)函授畢業(yè)設(shè)計(jì)論文: 第 頁(yè) 共 35 頁(yè)序號(hào)項(xiàng) 目單位工況一工況二1.發(fā)電機(jī)功率kw17616.27421832.1832.主蒸汽壓力mpa3.5673.3473.主蒸汽溫度441.804442.1604.主蒸汽焓值kj/

59、kg3318.52643322.37975.調(diào)節(jié)級(jí)壓力mpa1.681.846.主汽流量ma11.47316.9337.主汽流量kg/h89810.055113369.0478.給水流量kg/h134273.69133899.68759.一段抽汽壓力mpa0.7601.02910.一段抽汽溫度301.950333.19811.一段抽汽焓值kj/kg3062.3853122.32012.#2 高加進(jìn)汽壓力mpa0.7220.97813.#2 高加進(jìn)汽溫度301.950333.19814.#2 高加進(jìn)汽焓值kj/kg3063.3313123.39915.#2 高加進(jìn)水溫度123.139130.04

60、416.#2 高加進(jìn)水焓值kj/kg521.093550.38517.#2 高加出水溫度148.280158.24718.#2 高加出水焓值kj/kg628.2054671.0819.#2 高加疏水溫度166.2076178.920320.#2 高加疏水焓值kj/kg702.5294758.350421.#2 高加進(jìn)汽流量kg/h6092.1876833.24922.二段抽汽壓力mpa0.3180.42423.二段抽汽溫度242.472270.60924.二段抽汽焓值kj/kg2951.9163006.20325.#1 高加進(jìn)汽壓力mpa0.3020.40326.#1 高加進(jìn)汽溫度242.47