某热电厂抽汽凝汽式汽轮机组热力系统改造经济性分析
燃气机组热调峰性能及经济性分析
燃气机组热调峰性能及经济性分析刘嘉乐，马素霞，马红和，张立芳(太原理工大学 电气与动力工程学院，山西 太原 030024)摘 要：通常，许多燃气热电机组采用低压缸空载供热改造以保障冬季供热。
为分析在有限天然气量、不同背压下低压缸空载的供热性能，以某燃气-蒸汽联合循环直接空冷机组为例，通过计算不同背压下低压缸的最小进汽量，确定空载供热的安全调节范围；并建立包含供热量、低压缸功量、冷源损失及辅助设备耗电量的能量系统㶲分析模型，评价低压缸空载工况的供热经济性。
结果表明，降低背压有利于增加燃气机组的最大供热出力、低电负荷下的热调峰能力及低压缸能量系统的㶲效率。
关键词：燃气热电机组；低压缸空载；最小进汽量；热调峰；供热经济性；㶲效率；直接空冷DOI ：10.11930/j.issn.1004-9649.2021010410 引言冬季供暖是民生保障工程。
近年来，随着环保要求日益严苛，工业供热锅炉被逐步取缔，热电厂承担了主要供热任务。
由于新能源电力的迅猛发展以及国家对“弃风、弃光”的限制，使得热电厂电负荷减小，限制了机组的供热能力。
这种热电耦合现象给冬季供暖带来了极大的困扰[1]。
燃气热电机组凭借联合循环效率高、污染排放低、电热负荷响应快等优点，得到较快发展[2]。
但同时，由于天然气用量的爆发式增长，大范围的“气荒”问题频繁发生[3]，也使燃气热电厂尖峰供热能力不足。
因此，如何在有限天然气供应条件下最大限度地提升适应性调峰供热能力是燃气热电机组急需解决的技术难题。
综合现有热电厂供热改造技术[4-6]，低压缸零出力技术凭借改造成本低和供热经济性好等优点[7]，拥有广泛的工程应用前景。
低压缸零出力改造技术采用完全密封的蝶阀切断低压缸原进汽管道，新增旁路管道通入少量冷却蒸汽以带走低压缸内的鼓风热量，并防止末级叶片发生颤振[4-8]。
但目前，对于最小冷却蒸汽量的确定方法鲜有文献提及。
而且，关于供热经济性的研究大多集中在以热效率来评价供热系统的能量利用程度，并未考虑能量品质和辅助设备能耗等因素。
供热机组存在的典型问题及经济性分析
证热力系统的正常运行。大量补充水进人热力系统 后若不能及时加热使之达到饱和度，则易造成供热 系统除氧器溶解氧不合格。
解决办法：结合供热机组运行的情况，对供热 机组补水情况进行分析，优化机组补水方式，消除 热网系统除氧器溶解氧的不合格问题，既可减少对 热网加热器以及系统的腐蚀，又可提高电厂运行效益。
典 型事 例： 新 疆某 厂13 5MW供热 机组 采用 凝汽 器喉部补水方式，以汽轮机排汽的汽化潜热对补水 进行真空除氧。在供工业抽汽时，凝汽器真空明显 较差，且凝结水含氧量偏高、过冷度偏大，影响机 组的安全与经济运行。分析原因机组供热期间补水 量大，进入凝汽器内部的补水在水压作用下以水柱 状喷出，未能与排汽达到很好的混合换热而导致， 经科学计算与多方调研，决定在凝汽器接颈内部上 方内侧设置水幕淋保护装置，使化学补水在凝汽 器喉部形成一个雾化区，补水与排汽换热面积大大 增加，既有利于补水被加热到排气压力下的饱和温 度而使凝结水过冷度降低，最大限度的凝结排气 量，提高凝汽器真空。又可使补水中含的空气离析 逸出，及时被真空泵抽出，从而降低凝结水含氧量， 有利于减缓低压加热器氧腐蚀速度。因此，凝汽器 雾化喉部补水方式是一项非常好的节能措施。
关键词：供热机组；典型问题；经济性
0 前言 从提高能源利用效率，减少环境污染的战略目
标出发，国家能源政策禁止小火电的发展。随着能 源价格的提高以及对电厂节能力度的加强，目前新 疆 新 建 供 热 火 电 机组 主 要 为 300 MW，大 部 分 135 MW 及以下纯凝机组（如阿勒泰电力公司北屯热电有限 责 任公 司30 00kW、新疆 天山 电力 股份 有限公 司玛 纳 斯发电分公司100MW、华电新疆哈密发电有限责任 公 司1 35MW等） 已改 为供 热 机组 ，以 提高 能 源利 用 效率，减少环境污染。本文就部分供热（包括纯凝 机组改为供热）机组运行中出现的典型问题及其经 济性作一阐述，供同仁参考。
基于火电厂汽轮机组经济性的不同运行模式分析
提升 ，火电厂保 障经济性的运行是 当前发展 的一 个重要 的方向 ，其 能够有效的提升 火电厂的经济收益 ，并且还能够 减少资源的浪费。 火 电厂 汽轮 机 组 热 力 系统 不 同的 运 行 的 方 式 。其 对 于投 入 的 成 本 等 有 着一 定程度 的影响 ，以下就主要 的基 于火电厂 汽轮机 组经济性的 不 同的运行模 式进行探讨 分析 ，保 障其能够安全有效经济的运行 。
１ 汽 轮 机运 行 方式 概 况 火 电机 组的运 行 的的方 式主要 的有 定压运 行 以及 滑压运 行方
பைடு நூலகம்
式 ，其 中定压运行方 式主要的是指汽轮发 电机组在正 常的运行 过程 中，主蒸汽压力保持 相应 的额定的压力 ，不会随着相应 负荷 的变化 而发生变化 ，通 常情况下 ，定压运行 的汽轮发 电机组 可以采 用节流 配汽 ，也可 以采 用喷嘴配汽 。对于相应 的节流配汽 的调节主要 的是 通过调速汽 门的节流 将主蒸汽的压力降低到所 需要 的负荷对应 的压 力；而其喷嘴配汽调节 的过程 当中，主要 的是通 过 ４个或者是 ８个 调速汽 门改变相应 的进汽度 ，相应 的节流 只是在 单个 阀门上进 行， 以此来 改变其 负荷 。在汽轮机进行滑压运行 的过程 当中，调节 汽门 全开或者是相应 的开 度不发生变化 ，根据负荷大 小调节进入锅 炉的 燃料量 、给 水量以及空气量 ，从而使锅炉 出口的相应 的气压和流量 会随着 负荷 的升降而升降 ，但是 出口汽温就不会 发生 改变 ，所以汽 轮机 的进汽温度通 常会维持额定的值不发生变化 ，而相应 的进 汽压 和流量都会 随着 负荷 的升 降而增减 ，以此可 以调节汽轮机 的功率。 相应 的汽轮机 的进汽压力会随着外界负荷增减而 发生 上下的滑动， 所 以被称之为滑压运行 ， 而滑 压运行又 可以分为纯滑 压运 行的方式、 节流滑压运行 的方式 以及复合滑压运行 的方式 。 ２汽轮 机组热经济性指标 当前，对 于火 电厂的热经济性主变主 要的包含 了汽 消耗 以及热 消耗 。 其 中汽耗 率主要 的是指 汽轮机每 个小时单位 出力的耗 汽的量 ， 其相应 的表达公式如下所示 ：Ｓ Ｒ ＝ Ｇ ／ Ｎ ，在此公式当中 ｓ Ｒ表示 的是汽 耗率 ；Ｇ表示 的是汽轮 机进汽 流量，其相应 的单位 为 ｋ ｇ ／ ｈ ；Ｎ表示 的是发 电机相应 的输 出功率 ，其相应 的单位为 ｋ ｗ 。若 是一台汽 轮机 组是在某个进汽参数 下接 受全部蒸汽 ，并且在某个 比较低压力 下排 除全部 的蒸汽 ，没有 给水回热和中 间再热 的凝汽 式汽轮机 或者 是背 压式 的汽轮机 ，相应的汽耗率是最恰当 的性 能考核 的指标 。而热耗 率主要 的是 指汽轮机 每小时单位 出力的热耗 的量 ，对 于一台带有相 应的给水 回热系统的 电站汽轮机组 ，其热耗率都 是重要 的考核 的指 标 ，其表达式为 ：Ｈ Ｒ ＝ ∑（ Ｇ Ａｈ ） ／ Ｎ ，在此公式当中 ，Ｈ Ｒ表示的是热 耗率 ，Ｇ 。 表示 的是相应 的质量 流量 ，其单位 为 ｋ ｇ ／ ｈ ；Ａｈ 表示的是 焓升 ，其单位为 ｋ Ｊ ／ ｋ ｇ ．而 ∑（ Ｇ ， Ａｈ ） 表示的是输入循环的热量，其 相应的值为供给 系统 的热量 和回收的热量 只差，其单位为 ｋ Ｊ ／ ｋ ；而 Ｎ则表示 的是发 电机相应 的输 出功率，其单位为 ｋ ｗ 。 ３不 同运行方式对于火电厂汽轮机组经济性的影响 ３ ． １调节级相对 于内效 率变化 的情况 根据相 关的汽轮机的变工况热力计算 的方 式可以得出调节级相 对于 内效率 随主蒸汽流量的相应 的变化 的关系 。相应 的滑压运行的 调节级相对 于内效率始终的保持在 比较高 的水平之上 ，并且相 应的
汽轮机热力系统经济性分析及优化改造
计值加机组热耗率约３ ５ ． ７ ３ ｋ Ｊ ／ ｋ ｗ ｈ ；中压缸试 验 效率 比设 计值低 ０ ． ９ ９ ％， 中压 缸效率 每 降 低１ ％， 增加机 组 热耗率 约１ ２ ． ８ １ ｋ Ｊ ／ ｋ Ｗ ｈ ； 高压缸试 验 效率 比 设计值低 ２ ． ２ ７ ％， 高压 缸 效率每 降低 １ ％， 增加 机组 热耗 率约 １ ４ ． ７ ｋ Ｊ ／ ｋ Ｗ ｈ 。因此 总的来说 ， １ 号机组 由于汽缸效率总体 较设计
了分析， 并针对各影响因素提 出了相应 的改进建议及措施 。
凝汽器 的热负荷使得真空度降低 ， 从而进一步降低了机 组的经
济性 ； 系统 部分 疏水 阀门由于阀门前后压差 较大 ， 机组 启停 时
１影响汽轮机运行经济性的主要因素
汽轮机 组实 际运行 的经济性与热力系统和设备 的负荷率 、
影 响热 耗 率 ｋ ｗｈ －
． ５ ２
设计 工 况
２ ４ ２
运行 工 况
２ ４ ２ ９
启停 时阀门因蒸 汽冲刷等容 易出现 不同程度 的内漏 。 因此 ， 在 实际中应 该定期对各类 疏、 放 水阀门进 行检查 ， 及 时利 用大 小 修的机会对 泄漏阀 门进行 修理或 更换 。 其 中， 像主蒸 汽、 再热
的。 为了详细分析机 组煤 耗偏 高的原因， 根据本 文案例机 组的 ２ ． １提高汽轮机通流部分的效率 现场 数据， 对各种影响因素分别进行定量分析和计算 。
通流部分汽封 间隙过大 ， 通流部分结垢等均会影响汽轮机
１ ． １负荷 率 汽缸效 率， 从 而相应 的增加煤耗 。 对于本 文中这样 已经投 产的 按照汽轮机 的热力特性 ， 负荷降低时， 汽轮机 的热耗率呈 机 组， 其制造与加工偏差 对汽 缸效率的影响 已经无法 消除， 于 明显 上升趋 势。 对于 ６ ０ ０ Ｍ Ｗ 的超 临界机组 ， 半负荷运 行时煤 耗 是要提高汽缸效率只能从调整汽封 间隙和提高叶片清洁度两个
汽轮机运行经济分析..
给水泵单耗
给水泵单耗 :单位时间内耗电量除以锅炉蒸发 量×100% 单位：KWh∕t
循环水泵单耗
• 循环水泵单耗=循环水泵耗电率/发电量 ×100%
真空、真空度
• • • • • • • • 什么是真空、真空度当密闭容器中的压力低于大气压力时,称低于大气压力的 部分为真空. 真空：气体的绝对压力小于大气压力的部分称为真空，也叫负压 用百分数表示的真空,叫真空度.即:用测得的真空数值除以当地大气压力的 数值再化为百分数. 用公式表示: h真空 真空度 = --------------×100% h大气 凝结器极限真空：当凝汽器真空提高时，汽轮机的可用热将受到末级叶片蒸 汽膨胀能力的限制。当蒸汽在末级叶片中膨胀达到最大值时，与之相对应的 真空为极限真空。 凝结器最佳真空：是指超过该真空，再提高真空所消耗的电力大于真空提高 后汽轮机多做功所获得的经济性。
主蒸汽压力对机组经济的影响？
1. 2. 3. 4. 5. 初压升高时，所有承压部件受力增大，尤其是主蒸汽管道、主汽门、调节阀、喷嘴室、 汽缸等承压部件，其内部应力将增大。 初压升高时若初温保持不变，使在湿蒸汽区工作的级湿度增大，末级叶片的工作条件恶 化，加剧其叶片的侵蚀，并使汽轮机的相对内效率降低。 若初压升高过多，而保持调节阀开度不变，由于此时流量增加，轴向推力增大，并使末 级组蒸汽的理想焓降增大，会导致叶片过负荷。 调节级汽室压力升高，使汽缸、法兰和螺栓受力过大，高压级隔板前后压差增大。因此 对机组初压和调节级汽室压力的允许上限值有严格的限制。 当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，增加进汽量。此时各压力 级蒸汽的流量和理想焓降都相应增大，则蒸汽对动叶片的作用力增加，会导致叶片过负 荷，并使机组的轴向推力相应增大。现代汽轮机在设计工况下，进汽调节阀的富余开度 不大，保证在其全开时，动叶片的弯曲应力和轴向推力不超限。
热电厂的热经济性及其指标调节方法探讨
热电厂的热经济性及其指标调节方法探讨摘要：由于节能工作的需要、环境保护的要求、工业用热需求量大、民用采暖和生活用热迅速增加，我国热电前景广阔。
关键词：热电厂热经济性调节前言：热电厂是指同时对热电用户供应电能和热能，而其生产的热能是取自汽轮机做过部分功的蒸汽，先发电后供热，普遍采用的锅炉加供热式汽轮机热电联产系统。
供热式汽轮机有一次调节抽汽式(C型)汽轮机、两次调节抽汽式(CC型)汽轮机、背压式(B型)汽轮机或剂汽背压式〔CB型)汽轮机等不同类型。
在此要特别指出的是对于抽汽式汽轮机，只有先发电后供热的供热汽流Db才属热电联产。
下图所示是热电厂的热力系统简图。
由于热电厂既发电又供热，为了确定其电能与热能的生产成本及分项的热经济指标，必须将热电厂总热耗量合理地分配给两种产品。
热电厂总热耗量Qtp：热电厂总热耗量Qtp分配的实质，是将Qtp在热、电两种产品间分配为Qtp.b、Qtp.e通常先确定分配到供热方面的热耗量Qtp.b，再应用下式求出发电方面的热耗量Qtp.e。
对热电厂总热耗量分配方法的要求是：既要反映电、热两种产品的品位不同，又要反映热电联产过程的技术完善程度，且计算简便。
目前，国内外学者在热耗量的分配方法上进行了许多研究。
在这里介绍一种典型的热电厂总热耗量分配方法，热电联产效益归电法(热量法)，是目前我国法定的分配方法。
热量法将热电厂总热耗量按照生产热、电两种能量产品的数量比例来分配。
首先确定分配给供热方面的热量。
分配给供热方面的热耗量为：热量法把热化发电的冷源损失以热量的形式供给热用户，并认为热化发电部分不再有冷源损失，热电联产的节能效益全部由发电部分独占，供热方面仅获得了热电厂高效率大锅炉取代低效率小锅炉的好处，但以热网效率表示的集中供热管网的散热损失，使之打了折扣。
1.2 热电厂主要热经济指标热电厂的主要热经济指标表现在：热电联产汽流既发电又供热，热电两种产品的质量不同；若供热参数不同，热能的品位也有所不同。
某600 MW凝汽机组供热改造方案热经济性分析
某600 MW凝汽机组供热改造方案热经济性分析邓伟;张燕平【摘要】通过建立基于热平衡法的热力分析模型,对某600 MW凝汽式汽轮发电机组的抽汽供热改造方案进行了热经济性分析.计算了非供热工况、再热冷段抽汽供热工况、再热热段抽汽供热工况下机组的发电功率、热耗率、发电煤耗率等指标,并对比了不同供热工况、不同供热抽汽流量下机组的热性能.研究结果表明:该机组采用再热蒸汽供热,热经济性好,且在最大供热抽汽流量运行时发电煤耗率最低;相比于再热热段抽汽供热方案,再热冷段抽汽供热方案的发电功率和发电煤耗率较大.%By constructing a thermal analysis model based on heat balance method,the paper analyzes thermal economy of the extraction and heat supply reconstruction scheme for one 600 MW condensing steam turbine generator unit.It calculates indicators including generated power,thermal consumption rate,coal consumption rate and so on of the unit under different working conditions of non-heat-supply condition,low-temperature reheat steam tube extraction and heat supply,high-tem-perature reheat steam tube extraction and heat supply.Meanwhile,it compares thermal performance of the unit under dif-ferent heat supply conditions and different heat supply and extraction flow. Research results indicate thermal economy of the unit is better as it adopts reheat steam for heat supply and coal consumption rate is the lowest as the unit is running with the maximum heat supply and extraction pared with generated power and coal consumption rate of the high-tem-perature reheat steam tube extraction and heat supply scheme,that of the low-temperature reheat steam tube extraction and heat supply scheme is larger.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2018(031)001【总页数】5页(P25-29)【关键词】热电联产;再热热段抽汽供热;再热冷段抽汽供热;热平衡法;发电功率;发电煤耗率【作者】邓伟;张燕平【作者单位】武汉都市环保工程技术股份有限公司,湖北武汉430071;华中科技大学能源与动力工程学院,湖北武汉430074【正文语种】中文【中图分类】TK219热电联产是发电企业降本增效的重要途径，在各国发电行业中广泛应用[1]。
某凝汽机组供热改造及改造前后的热经济性分析
某凝汽机组供热改造及改造前后的热经济性分析摘要:本文提出了一种凝汽机组供热改造方案,对改造过程进行阐述,并通过实例对其热经济性进行分析,结果表明这种改造方案不仅可以满足热用户用热需求,而且也保证了机组改造后的经济安全运行。
关键词:凝汽机组供热改造热电联产热经济性据有关资料报道,火力发电占我国装机总容量的70%,而中小机组占有相当比例。
原因主要是在建国初期为了支持国家重工业的发展,相继在全国各大中城市近郊修建了一大批中小型凝汽式机组的电厂。
改革开放以来,电力工业迅速发展,随着一大批300MW、600MW机组相继建成投产,全国范围的大电网逐渐形成,供电紧张的局面有所缓和。
而中小机组由于效率低、煤耗高、污染相对较大等原因,逐渐完成了其历史使命,除了一些自备电厂外,小机组基本已退役。
由于在热负荷较集中的城市热网的迅速发展和热电厂供热能力不足的问题十分突出,如何利用现有中小型凝汽机组进行改造,对外供热,是节省投资,迅速缓解工业城市供热需求矛盾十分重要的有效途径。
为此,各级电力工业部门从节能、环保和改善人民生活出发,把热电联产作为一项有效措施,除新建一批热电联产的机组外,还改建、扩建一批中小型热电厂;而在城市市区或近郊的中小型电厂的凝汽机组也根据需要,有计划、有组织地将其改造成为集中供热的机组。
凝汽机组的改造方法很多,一般机组改造时不仅要考虑机组本身性能,而且要考虑到本地热用户需求。
本文提出了一种经济性较好的凝汽机组的供热改造方案,并对其进行热经济分析。
1 供热改造方案的比较根据热网负荷情况,改造后的机组不仅要满足承担电网负荷及调峰要需求,还要满足城市热网的要求。
根据目前的电力技术,供热改造有以下几种方案。
1.1 凝汽式汽轮机原封不动的进行低真空供热在汽轮机设计和制造过程中,汽轮机的结构尺寸和级数是根据所要求的进汽量、进汽温度、进汽压力以及排汽压力等因素经过焓降的优化分配所决定的。
虽然在实际使用时汽轮机的排汽压力(或真空度)允许在一定范围内变化,但制造厂都对其变化幅度有明确限制,排汽温度一般不允许高于80℃。
50MW汽轮机组冷凝系统改造
50MW汽轮机组冷凝系统改造党银宁【摘要】本文对50MW 循环流化床抽凝式机组的冷凝系统（如凝汽器、冷却塔、循环水泵等）进行改造，将其冷凝能力增大至60MW，并对改造的经济效益进行分析。
通过改造，同期相比汽耗下降0.092 kg/kW·h，煤耗下降8.8 g/kW·h，项目的投资回收期为3.2年，具有较好的推广应用价值。
【期刊名称】《四川水泥》【年(卷),期】2016(000)006【总页数】2页(P103-103,84)【作者】党银宁【作者单位】湖南联新能源环保科技股份有限公司湖南长沙 410000【正文语种】中文【中图分类】S210南屯电厂三期、四期工程机组设计基点为抽汽运行工况，附属辅机也都按抽汽工况设计。
但是电厂并没有按设计工况运行，仅在采暖期带有少量热负荷(约20t/h)，其余季节均为纯凝工况运行。
南屯电厂机组在额定抽汽工况时汽轮机的排汽量小（118.8t/h），而在纯凝工况时的排汽量大（148.4t/h），导致蒸汽消耗量与煤耗量也随之增大[1]。
在纯凝工况时凝汽器、凉水塔的冷却面积偏小，循环水量严重不足且温升大，使得现有凝汽器、循环水泵、凉水塔在纯凝工况运行非常吃力，无法满足夏季满负荷运行的要求。
冷凝系统包括凝汽器、循环水泵、冷却塔等，如图1所示，其中凝汽器和循环水泵属于电厂辅机中的凝汽设备。
凝汽器的主要任务是凝结汽轮机排汽、形成和维持高度真空、作为热力循环的冷端并回收工质。
凝汽器最佳运行是机组经济运行的重要条件。
凝汽式汽轮机排汽温度每降低10℃，装置的热效率可增加3.5%，凝汽器压力每降低1kPa，汽轮机功率平均增加0.7～1%[2]。
南屯电厂两台机组的凝汽器都是由上海汽轮机有限公司生产（两台机相同），为对分双流程表面式N-3000-5型，冷凝面积是3000m ，冷却水量为7350m /h。
循环水泵为凝汽器提供冷却用水，这种水泵的特点是水量大、扬程低。
它是火力发电厂中重要的而且耗电较多的辅机，要求具有较高的可靠性和经济性。
汽轮机组热力系统热经济性火用分析
ｔｒ ｉｅｕ ｉ ，ｓ ｅｉｌ ｏ ａ ｒｉｇｏ ｔｌｃ ｌ ｅ ｕ ｎ ｉ ｔ ｅｅ ｅｇ ｎ ｌｓ ． ｕ ｂｎ ｎｔ ｅ ｐ ｃ ｌ ｆｒｃｒｙｎ ｕ ａｉ ｄｑ ａ ｔ ａｉ ｘ ｒ ｙａ ａｙ ｉ ｓ ａｙ ｏ ｚ ｔ ｖ ｓ
ｅ ｕａ ｉ ｎ ｑ ｔｏ
‘
Ｋｅ ｒ ｓ： ｔ ａ ｔ ｒ ｉ ｎｉ ； ｈ ｒ ｏ ｎ ｍ ｉ ｙ ｔ ｍ ； ｘｅ ｇ ｆ ｉｉ ｎ ｙ； ｘｅ ｇｙ ａ ｌ ｓ ｓ ｅ ｅ ｇｙ ｍａ ｒｘ ｙ ｗｏ ｄ ｓ ｅ ｍ ｕ ｂ ｎｅ ｕ ｔ ｔ ｅ ｍ ｄｙ ａ ｃ ｓ ｓ ｅ ｅ ｒ ｙ ｅ ｆｃｅ ｃ ｅ ｒ ｎａ ｙ ｉ ； ｘ ｒ ｔ ｉ
ＣＨ ＥＮ ｘ ｎ， ｎ， ＡＮ ｏ ｇｆ ｎｇ， Ｌｉ ｉ ＬＩＹａ ＴＩ Ｓｎ ｅ ＹＡＮ ｔ ｏ Ｌｉａ
Ｋｅ ｂ ｒ ｔ ｙ ｏ ａ ｅ Ｍ ｏ ｔ ｒ ｎ ｎ ｎ ｒ ｌｆ ｒ Ｐｏ ｒ Ｐｌ ｎ ｕｉ ｙ Ｌａ ｏ ａ ｏｒ ｆＳｔ ｔ ｎｉ ｉ ｇ ａ ｄ Ｃｏ ｔ ｏ ｏ ｗｅ ａ ｔＥｑ ｐｍｅ ｓ ｕ ｅ ｕ ａ ｉ ｎ ｌＭ ｉ ｉｔ ｙ， ｏ ｎｔ ｎｄ ｒ Ｅｄ ｃ ｔｏ ａ ｎ ｓ ｒ Ｎｏ ｔ ｉ ａ Ｅｌ ｃ ｒｃ Ｐｏ ｒ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ， ｏ ｉ ｇ ０７ ０ ｒ ｈ Ｃｈ ｎ ｅ ｔ ｉ ｗｅ ｉ ｅ ｓｔ Ｂａ ｄ ｎ １ ０３， ｂ ｉ ｏ ｉ ｃ ＰＲＣ Ｈｅ ｅ Ｐｒ ｖ ｎ ｅ，
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
徐州某热电厂有 5 台中温中压链条锅炉 ,配套 1 号 、2 号背压式汽轮机 (背压机) 、3 号 、4 号抽汽凝汽式 汽轮机 (抽凝机) ,5 台大气式热力除氧器 。随着供热
管网不断扩容 ,1 号背压机 (B3235/ 5 型) 的排汽压力不 能满足热用户的需求 ,被迫长期停运 ;2 号背压机 (B32 35/ 10 型) 常年满发满供 ;3 号 、4 号抽凝机冬季高负荷
项目 公式 计算值
表 3 改造前机组热力系统的热经济指标
汽耗量 D / kg ·s - 1
Nd N ηi jxηd
17. 8
膨胀功 N ip / kJ ·kg - 1
循环内功 N i / kJ ·kg - 1
3
∑ ∑ αrh r + αih i
r=1
N ip - τb
346. 2
338. 46
循环吸热量 Q/ kJ ·kg - 1
87. 3 kg/ h 。
除氧器用汽流量 :
d
=
120 ×1 000 ×( tc 3 600 ×( hbp -
- t0 ) t0 )
= 3. 7 kg/ s
(3)
厂区取暖用汽流量 :
dmuan = 1. 1 kg/ s
(4)
式中 : tc 为大气式热力除氧器的除氧水比焓值 439. 6
kJ / kg ; t0 为除氧器补给水比焓值 125. 6 kJ / kg 。
热力系统进行计算 ,得出抽凝机组效率的相对变化量
(表 4) 及标煤消耗的变化值 (表 5) 。
表 4 抽凝机组热力系统改造后装置效率相对变化值
项目 公式 计算结果
膨胀功 N′ip / kJ ·kg - 1
3
∑ ∑ α′rh r + αih i
r=1
424. 24
循环内功 N′i 装置效率的相对
/ kJ ·kg - 1
某热电厂抽汽凝汽式汽轮机组 热力系统改造经济性分析
王 敏 ,菅从光 ,陈志荣 ,程永伟
中国矿业大学机电工程学院 ,江苏 徐州 221008
[摘 要 ] 某热电厂有中温中压背压式和抽汽凝汽式机组 ,由于背压式机组的排汽压力较低 ,不能 满足热用户需求 ,因此长期停运 。冬季高负荷期间 ,外供抽汽流量及厂自用汽流量均较 大 ,将抽凝式机组回热系统中高压加热器 、除氧器用汽及厂自用汽改由背压式机组提 供 。对改造前后的机组热力系统进行热力计算 ,结果表明这种改造是可行的 ,可为热电 厂技术改造提供依据 。
67
3 1 号背压机组运行后热经济性
1 号背压机组运行后提供抽凝机组回热系统用汽 和冬季高负荷期间 3 台 40 t/ h 除氧器及厂区取暖用 汽 。在冬季高负荷期间 ,2 号背压机组及 2 台抽凝机 组满发满供 ,供给热用户 。3 台 40 t/ h 除氧器及厂区 取暖用汽由减温减压器提供 ,若由 1 号背压机组提供 , 可把新蒸汽的部分热量转换为功 ,从而提高能源的利 用率 。
7 573. 9
机组供热标煤消耗量 B b(g)
发电标煤消耗量 B b(d) 机组标煤少消耗量ΔB′b1
Qg 29 308 ×ηgdηg
B b - B b (g)
B b(d)δbb
5 910. 1 1 663. 8 383. 7
注 :在经济性变化不大时 ,有| δηi| = |δbb| = | δq| = |δη′i| ;ηg 为锅炉效 率 ,75 % ;ηgd为管道效率 ,98 %。
回热系统改由背压;α3 ) h3
hbp
= 4. 03 kg/ s
(1)
式中 : hbp 为背 压机 排汽 比焓 值 ( 0. 5 M Pa 、250 ℃) 2
961. 1 kJ / kg 。
背压机供热标煤消耗量 :
Bb
=
( hbp - ts3 ) ×DB ×3 600 ηgηgd ×29 308
p r1 0. 050 7
h1 2 671. 2
p r2 1. 0 h2 3 060. 6
pr3 1. 0 h3 3 060. 6
pn 0. 005 5
hn 2 399. 9
t s1 338. 5
hfq 2 970. 3
t s3 552. 6
hbs 334. 9
τb 7. 74
t1 320. 2
αfq 0. 002 9
h0 - tgs
2 665. 9
2 抽凝机组热力系统改造后热经济
抽凝机组改由背压机提供 2 号 、3 号加热器汽源 , 改造后热力系统如图 2 所示 。
视为余热利用处理 ,提高装置的热经济性 。2 号 、3 号
加热器获得背压机提供的热量 ,原作为供热抽汽的份
额为 (α2 +α3 ) ,比焓值为 h2 ( h3 ) 的蒸汽将继续在抽凝
抽汽放热量 疏水放热量 qj/ kJ ·kg - 1 γi/ kJ ·kg - 1
2 332. 7
2
121. 5
2 740. 4
3
196. 6
2 508. 0
注 :αH = 0. 161 5 αn = 0. 149 0
232. 4
抽汽系数 αi
0. 009 96 0. 034 30
0. 075 30
= 1 622. 1 kg/ h
(2)
由式 (2) 及表 5 可知 :
2 台抽凝机组回热系统消耗的标煤量 :ΔBb2 = Bb
- 2ΔB′b1 = 854. 7 kg/ h ;2 台抽凝机组改造前回热系
统标煤消耗量 :ΔB b1 = 2ΔB′b1 = 767. 4 kg/ h ;2 台抽
凝机组改造后标煤多消耗量 : ΔB b = ΔB b2 - ΔB b1 =
+
dmuan )
= 2 36. 7 kg/ h
背压机组发电标煤消耗量 :
B b = B′b - B″b = 116. 7 kg/ h 。
4 结 论
从抽凝机组热力系统技术改造后取得经济效益 (表 6) 看出 ,这种改造是可行的 ,但 1 号背压机组 (B32 35/ 5) 只可以在冬季高负荷期间运行 ,其它时间段只为 抽凝机组提供回热抽汽是没有经济性的 。
变化值δη′i/ %
N′ip - τb
N′i - N i ×100 Ni
416. 5
23. 06
图 2 改造后的抽凝机组热力系统
(αbp1 +αbp2 ) hbp 热量进入热力系统 ,可以将该热量
表 5 改造后机组标煤消耗变化值
kg/ h
项目
公式
计算结果
机组标煤消耗量 B b
3 600 D ( h0 - tgs) ηgdηg ×29 308
收稿日期 : 2008207203 作者简介 : 王敏 (19722) ,男 ,江苏徐州人 ,中国矿业大学 (徐州) 机电工程学院 2006 级在读硕士研究生 ,研读方向为流体机械及工程 。
E2mail : wangmin2008a @163. co m
66
期间满发满供 。针对上述情况 ,拟对该热电厂机组热 力系统进行改造 ,以适应供热要求 。
t2 441. 7
αbs 0. 728 9
t3 638. 3
tn 140. 2
t nn 176. 3
t sf 167. 5
注 : p 单位为 MPa ; h、τ、t 单位为 kJ / kg ;α为抽汽系数 。
表 2 热力系统基础数据
加热器编号
给水比焓升 τi/ kJ ·kg - 1
1
143. 9
1 抽凝机组热力系统
图 1 为 3 号 、4 号 C6235/ 10 型抽凝机组热力系统 。
根据机组的设计参数和热力试验结果 ,按照热力系统
简捷计算和等效焓降理论对运行数据进行整理 ,得到
机组热力系统改造经济性分析的基础数据 (表 1～表 3) 。
图 1 C6235/ 10 型抽凝机组热力系统
表 1 机组设计参数和热力试验结果
机中膨胀做功后排放到冷凝器 ,由于主凝结水增加 (α2
+α3 ) ,1 号加热器的抽汽系数将增加 :
α″1 =
(α2
+α3 )τ1
q1
= 0. 006 76
改造后机组的抽汽系数为 :
α′1 = 0. 016 72 α′2 = α′3 = 0 α′n = 0. 251 48
按照热力系统简捷计算和等效焓降法对改造后的
Abstract :A t hermal power plant has so me back p ressure steam t urbines and ext racting and co ndensing steam t urbines of medium temperat ure and medium p ressure. Because of low back p ressure ,back p res2 sure steam t urbines can not satisf y t he need of heat co nsumer and have shut down for a lo ng time. In t he winter ,external and ho use2service steam supply is very large at high load. To realize normal opera2 tio n ,back p ressure steam t urbines can p rovide high p ressure heater and deaerator in regenerative sys2 tem of ext racting and co ndensing steam t urbines and ho use2service steam supply wit h steam. This pa2 per p resent s a t hermodynamic calculatio n for t hermodynamic system ret rofit and analysis of bot h eco n2 o my and feasibilit y. It supplies t he basis fo r t hermal power plant technolo gical imp rovement . Key words :back p ressure steam t urbine ,ext racting and co ndensing steam t urbine ,regenerative system , simple met hod for t hermal system