汽轮机进汽参数改变对机组经济性的影响

汽轮机进汽参数改变对机组经济性的影响
梁寿昌
摘要：由于能源危机的出现，人们想尽各种方法解决能源匮乏问题，尤其是以电力为主的新能源，电能是人们日常所需，只能让机械能与电能相结合，缓和电力供需不平衡，提高效能满足社会的电力需求，本文章阐述了进汽参数的改变对汽轮机机组的热经济性的影响以及使汽轮机以最佳的保持正常的工况运行。
关键词：汽轮机；进汽参数；机组；经济性
一．汽轮机经济性运行的意义
今年是“十二五”的开局之年。“十二五”在能源和环境问题上的主要政策方针依旧是节能减排，创建环境友好型社会节约资源，促进社会走可持续发展的路线。在面临能源紧缺的形势之下，电力部门就应该从发电设备上、燃料上进行管理，深入的、全方位的解决节能减排问题。就发电的主要设备——汽轮机而言，提高其机组的经济性，既能降低发电成本又可提供清洁能源[1]。发电厂提高汽轮机的运行经济性主要致力于优质的、低耗低成本的电能，满足电力能源的需要。
二．汽轮机经济性运行的影响因素
1．汽轮机承载的负荷
负荷参数在设计值的范围内损失最小，机组经济性就高。当负荷偏离设计值负荷时，就算其他运行参数在设计值内，蒸汽流量将偏少，经济性就降低。
2．真空系统的运行
真空一旦降低后，主蒸汽焓降减少了，如果汽量不变那么发电机功率则下降，若发电机功率不变，进汽量将增大，蒸汽耗率升高，汽轮机经济性降低[2]。
3．回热系统的运行
回热系统不正常运转会使高压抽汽蒸汽流人低级抽汽中，抽汽机中的水汽倒流回凝汽器，给水温度降低，冷源损失增大，机组热经济性即降低。
4．进汽参数
主蒸汽温度、压力和再热蒸汽温度降低时焓降将减，如果进汽量增大，汽耗率增加，机组经济性也就会降低。虽然高进汽参数可提高机组主组经济性，但是要在一定的设计值内才能安全运行[3]。
三．汽轮机快速起动后进汽参数改变对热经济性能的影响

Ftrh一主蒸汽流量，kJ； Fcrh一再热冷段蒸汽流量，kJ；
Fhrh一再热热段蒸汽流量，kJ； HRt一试验热耗率，kJ／kWh；
Hthr一主蒸汽焓值，kJ／kg； Hffw一锅炉给水焓值，kJ／kg；
Hhrh一再热热段(中压缸进汽)蒸汽焓值，kJ／kg；
Hcrh一再热冷段(高压缸排汽)焓值，kJ／kg；
Hrhs一再热减温水焓值，kJ／kg； Wc一实测发电机功率，kW。
通过以上的公式能计算出进汽参数对热焓值的具体影响。进汽参数主要是指两点：一是，主蒸汽的压力和温度，二是，再热蒸汽温度。当进汽参数发生改变时，汽轮机的蒸汽流量也会随之改变的(具体包括Ftrh、Fcrh、Fhrh等)，进一步影响理想焓变在汽轮机的各个基础结构上的改变[4]。进汽参数的改变对于整个汽轮机机组的经济性具有重要意义。
第一，在理想的温熵条件下的蒸汽流程中，改变进汽参数后，所耗的蒸汽量少，也就是说耗热量相对的较少，这样煤耗量减少，燃料减少，成本即降低。
第二，依据一定的耗热量流程，升高进汽参数，会致使很高的功率在汽轮机的出轴端输出。所以抽汽式汽轮机与背压式汽轮机在热电联和产出时的煤等燃料的有效能量利用率也就随之增高。
第三，根据机组经济性的提高，进汽参数改变，也就相应的产生蒸汽水和冷却水的消耗，减少耗量也就是减少了给水费用。汽轮机的功率份额集中转移至高压段，尤其是以高压段焓降为主的抽汽式汽轮机的功率尤为高。
现以主蒸汽压的改变为主导，其他参数如主蒸汽的温度、再蒸汽温度不改变以及背压和辅助的蒸汽流量的不改变的前提下，研究主蒸汽压力对循环热耗率的影响。
(1)抽汽压力的改变
进汽参数的改变是以弗留格尔公式为基础的，可以通过前后的流量计算得出前后的蒸汽压力。
(2)抽汽比焓和级组比焓降变化
主蒸汽压力的变动会使得焓降发生改变，焓降值的改变化量可以由参数表直接查得，也可用高精度拟合公式验证[5][6]。
(3)循环吸热量的改变
改变主蒸汽压力后，各级组抽汽比焓变化，还有理想比焓降也发生了变化，
随之流量也发生改变。改变后的可通过计算得到。主蒸汽压力改变以后，循环吸热量所用的流量基本不变。最后可得到进汽参数的改变可以影响汽轮机供电煤耗。
四．实例
本文以电厂的东方—日立超临界1000MW汽轮机机组为实例，来验证以上论述。通流级数45级：高压缸为一个双流调节级，8个压力级，中压缸为2×6个压力级，低压缸为2×2×6个压力级。

1．1000MV机组流量大，其供热抽汽能力远优于现300MW、600MW供热机组。
2．高中压分缸设计便于在中压缸通过加(减)通流级数，设置座缸阀、旋转隔扳或连通管蝶阀实现2.5～0.5MPa大范围内可调整抽汽，同时抽口布置空间约束小、单跨轴系长度限制小。
3．机组低压选用43”末叶，与45”、48”末叶相比，在供热工况机组经济性将具有较大优势。
五．总论
能源是国家不可缺少，要保证国家生存并发展下去的资源，以建设小康社会为基础，对于汽轮机的热经济性来说，根据以上分析，如果进汽参数低于设计值过大，对机组经济性影响大。因此应加强机组运行经济性管理，优化运行参数，以提高发电机组实际运行的经济性。

参考文献：
[1] 许晔，史宣平，魏小龙．火力发电设备技术手册第二卷汽轮机[J]．机械工业出版社，2009．
[2] 史宣平，许晔，魏小龙．东方超超临界1000MW供热汽轮机组方案探讨[A]．大机组供热改造与优化运行研讨会, 2007．
[3] 曹志猛，徐慧芳．600MW超临界机组采用双压凝汽器的研究[J]．长沙理工大学学报，2007，4(4)：56-62．
[4] 李玉辉．大机组运行方式优化[D]．北京: 华北电力大学硕士学位论文，2009．
[5] 方宁, 纪冬梅, 姚秀平, 等. 基于径向基函数神经网络的汽轮机转子等效应力计算模型[J]. 动力工程学报, 2011, 31(4): 268-272.
[6] 侯钢剑, 焦宝宏, 吴小川. 300MW供热机组高压调速汽门结构优化[J]. 热电技术, 2011, (1): 39-41.