背壓式汽輪機(jī)最佳運(yùn)行及系統(tǒng)改造后的熱效率分析

1、    背壓式汽輪機(jī)最佳運(yùn)行及系統(tǒng)改造后的熱效率分析    侯曉捷曹健摘 要：在發(fā)電機(jī)組中，背壓式供熱機(jī)組總熱效率最高，經(jīng)濟(jì)性最好。由于蒸汽在背壓式機(jī)組中做功發(fā)電后，將全部剩余氣體送入熱網(wǎng)供熱，沒有冷源損失。另外，背壓式機(jī)組級數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，無冷凝設(shè)備。所以它具有造價低，基建投資少，建設(shè)周期短的特點(diǎn)。背壓機(jī)組是以熱負(fù)荷來調(diào)整發(fā)電負(fù)荷的發(fā)電機(jī)組，也背壓2000 kw汽輪發(fā)電機(jī)組模型圖就是說發(fā)電量跟著外界供蒸汽的多少來變化的，氣輪機(jī)進(jìn)多少氣，機(jī)組就排多少氣。所以背壓氣輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性較好，而抽氣氣輪機(jī)可以純發(fā)電也可以通過抽氣向外界供熱，它的電熱相互調(diào)整性

2、比較好，一般熱電單位都裝有兩臺氣輪機(jī)，單位可以根據(jù)外界來調(diào)整，保證機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。通過我廠熱電合供背壓式機(jī)組的熱力系統(tǒng)的分析、計算，確定了該機(jī)組的最佳經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式。關(guān)鍵詞：背壓式汽輪機(jī) 最佳 運(yùn)行：te974 ：a ：1674-098x（2014）03（a）-0099-01由于供熱背壓式機(jī)組的發(fā)電量決定于熱負(fù)荷大小，宜用于熱負(fù)荷相對穩(wěn)定的場合，否則應(yīng)采用調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)。背壓式汽輪機(jī)的排汽壓力高，蒸汽的焓降較小，與排汽壓力很低的凝汽式汽輪機(jī)相比，發(fā)出同樣的功率，所需蒸汽量為大，因而背壓式汽輪機(jī)每單位功率所需的蒸汽量大于凝汽式汽輪機(jī)。但是，背壓式汽輪機(jī)排汽所含的熱量絕大部分被熱用戶所利用，不存在冷

3、源損失，所以從燃料的熱利用系數(shù)來看，背壓式汽輪機(jī)裝置的熱效率較凝汽式汽輪機(jī)為高。由于背壓式汽輪機(jī)可通過較大的蒸汽流量，前幾級可采用尺寸較大的葉片，所以內(nèi)效率較凝汽式汽輪機(jī)的高壓部分為高。1 背壓式汽輪機(jī)原理分析背壓式汽輪機(jī)是將汽輪機(jī)的排汽供熱用戶使用的汽輪機(jī)。其排汽壓力（背壓）高于大氣壓力。背壓式汽輪機(jī)排汽壓力高，通流部分的級數(shù)少，結(jié)構(gòu)簡單，同時不需要龐大的凝汽器和冷卻水系統(tǒng)，機(jī)組輕小，造價低。當(dāng)他的排汽用于供熱時，熱能可得到充分利用，但這時汽輪機(jī)的功率與供熱所需蒸汽量直接相關(guān)，因此不可能同時滿足熱負(fù)荷或動力負(fù)荷變動的需要，這是背壓式汽輪機(jī)用于供熱時的局限性。發(fā)電用的背壓式汽輪機(jī)通常都與凝汽式

4、汽輪機(jī)或抽汽式汽輪機(jī)并列運(yùn)行或并入電網(wǎng)，用其他汽輪機(jī)調(diào)整和平衡電負(fù)荷。對于驅(qū)動泵和通風(fēng)機(jī)等機(jī)械的背壓式汽輪機(jī)，則用其他汽源調(diào)整和平衡熱負(fù)荷。發(fā)電用的背壓式汽輪機(jī)裝有調(diào)壓器，根據(jù)背壓變化控制進(jìn)汽量，使進(jìn)汽量適應(yīng)生產(chǎn)流程中熱負(fù)荷的需要，并使排汽壓力控制在規(guī)定的范圍內(nèi)（見表1），對于蒸汽參數(shù)低的電站汽輪機(jī)，有時可在老機(jī)組之前迭置一臺高參數(shù)背壓式汽輪機(jī)（即前置式汽輪機(jī)），以提高電站熱效率，增大功率，但這時需要換用新鍋爐和水泵等設(shè)備。由表1可知，這種機(jī)組的主要特點(diǎn)是設(shè)計工況下的經(jīng)濟(jì)性好，節(jié)能效果明顯。另外，它的結(jié)構(gòu)簡單，投資省，運(yùn)行可靠。主要缺點(diǎn)是發(fā)電量取決于供熱量，不能獨(dú)立調(diào)節(jié)來同時滿足熱用戶和電用戶

5、的需要。因此，背壓式汽輪機(jī)多用于熱負(fù)荷全年穩(wěn)定的企業(yè)自備電廠或有穩(wěn)定的基本熱負(fù)荷的區(qū)域性熱電廠。2 背壓機(jī)組節(jié)能運(yùn)行后熱經(jīng)濟(jì)性2.1 保持機(jī)組在經(jīng)濟(jì)熱負(fù)荷下運(yùn)行由于背壓機(jī)組的發(fā)電是按照負(fù)荷運(yùn)行，以熱定電，其電功率取決于熱負(fù)荷的大小。因此，隨著熱負(fù)荷的降低，電負(fù)荷隨之減少。同時，因流經(jīng)汽輪機(jī)通流部分的蒸汽量減少，不但機(jī)組內(nèi)部口損增加、內(nèi)效率下降，而且機(jī)組的機(jī)械損失、發(fā)電機(jī)損失、以及汽封漏氣損失和全廠汽水損失的比損加大，于是發(fā)電汽耗增大，發(fā)電煤耗上升。如果熱負(fù)荷太低，有可能滿足不了節(jié)約燃料條件，甚至多耗能。由以上分析可知，背壓機(jī)只有維持在連續(xù)穩(wěn)定的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷或額定負(fù)荷下運(yùn)行，其顯著節(jié)能效益才能體現(xiàn)出

6、來。這樣，用供熱機(jī)組帶基本負(fù)荷，用減溫減壓器承擔(dān)只占全年熱負(fù)荷8%左右的尖峰負(fù)荷，使之提高熱電廠的經(jīng)濟(jì)性。2.2 合理調(diào)節(jié)回?zé)嵊闷唇o水回?zé)?，可視為?nèi)部熱化。對于背壓機(jī)組，具有完善的回?zé)峤o水加熱系統(tǒng)，在一定量的外部供熱情況下，可增加機(jī)組進(jìn)汽量，提高熱化發(fā)電比；同時可以增加機(jī)組調(diào)節(jié)熱負(fù)荷的手段，如熱負(fù)荷較低時，投入回?zé)嵯到y(tǒng)，可以減少機(jī)爐偏離額定工況值，改善熱負(fù)荷特性，諸如此類，均提高了熱電廠熱經(jīng)濟(jì)性。3 影響背壓機(jī)組熱效率運(yùn)行分析（1）在機(jī)組大修中，針對可能影響汽缸，轉(zhuǎn)子熱脹冷縮的外在作用力進(jìn)行分析、改進(jìn)。在汽缸下部抽汽管道增設(shè)波紋型補(bǔ)償器，消除汽缸與抽汽管道的應(yīng)力，從而改善汽缸熱脹冷縮情況，

7、并對滑銷系統(tǒng)進(jìn)行全面的清洗、測量、調(diào)整。（2）凝結(jié)水品質(zhì)不佳，不但影響鍋爐的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，也影響到汽輪機(jī)組的安全運(yùn)行。在此情況下，鍋爐產(chǎn)生的蒸汽品質(zhì)不佳造成通流部分結(jié)垢、腐蝕等不良情況。因此，我們大力加強(qiáng)凝結(jié)水硬度、導(dǎo)電度、含氧量、ph值等指標(biāo)的監(jiān)督，同時對軟化水處理增加二級除鹽裝置。（3）對調(diào)節(jié)系統(tǒng)各執(zhí)行機(jī)構(gòu)、油動機(jī)、錯油門、調(diào)壓器、油系統(tǒng)等部件進(jìn)行全部解體檢查、清洗，同時加強(qiáng)油系統(tǒng)管理。此外，提高汽輪機(jī)熱效率的措施還有，采用回?zé)嵫h(huán)、采用再熱循環(huán)、采用供熱式汽輪機(jī)等。提高汽輪機(jī)的熱效率，對節(jié)約能源有著重大的意義。4 結(jié)語背壓式汽輪機(jī)的排汽全部用于供熱，雖然發(fā)電少了，但是機(jī)組總的能量利用效率

8、可以達(dá)到70%85%，所以背壓式是能量利用最好的機(jī)組。凝汽式汽輪機(jī)系統(tǒng)目前能量利用率最多只有45%。背壓式汽輪機(jī)一般只適合50 mw以下機(jī)組，主要原因是受排汽熱力管網(wǎng)制約，因?yàn)闊崃芫W(wǎng)的輸送距離蒸汽一般在4 km，熱水一般10 km，因此無法采用大機(jī)組。對于季節(jié)性采暖機(jī)一般采用抽汽凝汽式，目前的國家產(chǎn)業(yè)政策是300 mw以下不上全凝汽式汽輪機(jī)，上純凝汽式汽機(jī)一般都是600mw以上機(jī)組?？傊?，影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的因素很多，就以上幾個問題進(jìn)行了一些簡單分析。影響機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的各因素相互影響、相互作用。機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性不僅與汽機(jī)專業(yè)運(yùn)行、檢修人員有關(guān)，還與整個機(jī)組其他專業(yè)人員、機(jī)組運(yùn)行方式都有密切聯(lián)系，只要大家努力合作，精心維修，才能最大程度的提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性。參考文獻(xiàn)1 馬海龍，王運(yùn)民，張希富，等.電廠凝汽式汽輪機(jī)最佳運(yùn)行背壓的確定方法j.汽輪機(jī)技術(shù)，2011（12）：11