小型背压式汽轮机在供热系统中的应用
背压式汽轮机最佳运行及系统改造后的热效率分析

工业技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald99由于供热背压式机组的发电量决定于热负荷大小,宜用于热负荷相对稳定的场合,否则应采用调节抽汽式汽轮机。
背压式汽轮机的排汽压力高,蒸汽的焓降较小,与排汽压力很低的凝汽式汽轮机相比,发出同样的功率,所需蒸汽量为大,因而背压式汽轮机每单位功率所需的蒸汽量大于凝汽式汽轮机。
但是,背压式汽轮机排汽所含的热量绝大部分被热用户所利用,不存在冷源损失,所以从燃料的热利用系数来看,背压式汽轮机装置的热效率较凝汽式汽轮机为高。
由于背压式汽轮机可通过较大的蒸汽流量,前几级可采用尺寸较大的叶片,所以内效率较凝汽式汽轮机的高压部分为高。
1 背压式汽轮机原理分析背压式汽轮机是将汽轮机的排汽供热用户使用的汽轮机。
其排汽压力(背压)高于大气压力。
背压式汽轮机排汽压力高,通流部分的级数少,结构简单,同时不需要庞大的凝汽器和冷却水系统,机组轻小,造价低。
当他的排汽用于供热时,热能可得到充分利用,但这时汽轮机的功率与供热所需蒸汽量直接相关,因此不可能同时满足热负荷或动力负荷变动的需要,这是背压式汽轮机用于供热时的局限性。
发电用的背压式汽轮机通常都与凝汽式汽轮机或抽汽式汽轮机并列运行或并入电网,用其他汽轮机调整和平衡电负荷。
对于驱动泵和通风机等机械的背压式汽轮机,则用其他汽源调整和平衡热负荷。
发电用的背压式汽轮机装有调压器,根据背压变化控制进汽量,使进汽量适应生产流程中热负荷的需要,并使排汽压力控制在规定的范围内(见表1),对于蒸汽参数低的电站汽轮机,有时可在老机组之前迭置一台高参数背压式汽轮机(即前置式汽轮机),以提高电站热效率,增大功率,但这时需要换用新锅炉和水泵等设备。
由表1可知,这种机组的主要特点是设计工况下的经济性好,节能效果明显。
另外,它的结构简单,投资省,运行可靠。
主要缺点是发电量取决于供热量,不能独立调节来同时满足热用户和电用户的需要。
6mw背压式汽轮机参数

6mw背压式汽轮机参数(最新版)目录一、背压式汽轮机概述二、6MW 背压式汽轮机技术参数三、背压式汽轮机的应用场景四、总结正文一、背压式汽轮机概述背压式汽轮机是一种热能转换设备,它将热能转化为机械能,再将机械能转化为电能。
在工业生产中,背压式汽轮机被广泛应用于热电联产、供热、余热回收等领域。
二、6MW 背压式汽轮机技术参数根据提供的参考信息,我们可以得知 6MW 背压式汽轮机的一些技术参数如下:1.型号:根据不同的型号,6MW 背压式汽轮机的进汽参数、排汽压力、汽耗等指标会有所不同。
2.进汽参数:进汽参数包括进汽压力、进汽温度等,这些参数决定了汽轮机的工作状态。
3.排汽压力:排汽压力是背压式汽轮机的重要参数之一,它决定了汽轮机的输出功率。
4.汽耗:汽耗是指汽轮机每产生 1kWh 电能所需要消耗的蒸汽量,它是衡量汽轮机效率的重要指标。
5.本体重量:本体重量是指汽轮机的自身重量,它直接影响到汽轮机的安装和运输成本。
6.外型尺寸:外型尺寸包括汽轮机的长、宽、高,这些参数决定了汽轮机的占地面积和空间布局。
7.转速:转速是指汽轮机每分钟的旋转次数,它直接影响到汽轮机的输出功率和效率。
8.压力:压力是指汽轮机内部的蒸汽压力,它决定了汽轮机的工作稳定性和安全性。
9.温度:温度是指汽轮机内部的蒸汽温度,它直接影响到汽轮机的效率和寿命。
10.进汽量:进汽量是指汽轮机每小时所需要的蒸汽量,它决定了汽轮机的产能。
三、背压式汽轮机的应用场景背压式汽轮机在工业生产中被广泛应用于以下场景:1.热电联产:背压式汽轮机可以将热能转化为电能,实现热电联产,提高能源利用效率。
2.供热:背压式汽轮机可以将热能转化为热能,用于冬季供暖和工业生产中的加热过程。
3.余热回收:背压式汽轮机可以用于余热回收,将工业生产中的废热转化为热能或电能,实现能源的循环利用。
四、总结6MW 背压式汽轮机是一种重要的热能转换设备,它具有较高的效率和稳定性,广泛应用于工业生产中的热电联产、供热和余热回收等领域。
背压式50MW热电联产机组启动过程优化探讨

背压式50MW热电联产机组启动过程优化探讨热电联产技术已成为当前工业领域节能环保的重要手段之一。
背压式50MW热电联产机组是一种集发电、供热、供汽于一体的高效节能设备。
在使用过程中,启动过程是重要的关键环节之一。
本文根据实际工程经验,探讨了背压式50MW热电联产机组启动过程的优化措施。
一、预热系统的设定在启动过程中,预热系统对保证机组正常运行起到至关重要的作用。
预热系统主要由蒸汽预热、排汽预热、水回收预热、润滑油预热等组成。
其中,蒸汽预热可通过蒸汽在余热锅炉或汽轮机低压缸体系中进行加热,从而达到蒸汽回收的目的。
排汽预热则是通过回收蒸汽排气中的余热,将其用于提高进气空气的温度,减少启动时的热负荷。
水回收预热可通过回收发电机冷却水或热交换器排出的冷却水,进行预热。
润滑油预热则可以在机组运行前,在机器内部进行润滑油温度升高,以保证系统润滑油的质量。
以上预热系统的设定能保证机组在启动过程中快速达到运行温度和压力范围,保证了机组启动后的正常运行。
二、炉膛温度的控制在热电联产机组中,炉膛是热环节的关键部位。
在机组启动过程中,炉膛温度应该严格控制在设定范围之内,以保证机组安全稳定运行。
其中,控制炉膛温度主要采用两种方式:一种是通过燃料加热,另一种是通过炉膛内循环水温度控制。
燃料加热方式下,燃料应逐渐加入炉膛,然后逐渐增加燃料负荷,以保证炉膛温度的均匀升温。
而循环水温度控制方式下,冷却水和热水的比例应该逐渐增加,同时控制水流速度和出口水温,以保证炉膛温度达到设定要求。
在具体实施过程中,需要根据机组实际情况,确定最合适的控制方式,确保炉膛温度的控制和稳定。
三、汽机机组的逐步提速汽轮机组是背压式50MW热电联产机组的核心部件之一。
在对汽轮机整体进行启动过程中,应进行逐步提速。
首先启动低压缸,待逐渐升温到规定温度时,再启动中压缸和高压缸,以保证汽机组启动过程的顺畅稳定。
在汽机组逐渐提速过程中,主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、排汽压力等参数需要严格监控,以确保汽机组的安全运行和质量要求。
背压汽轮机说明书

背压汽轮机说明书一、概述背压汽轮机是一种利用蒸汽在汽轮机内膨胀做功,将热能转化为机械能,并在排汽端排出一定压力和温度的蒸汽用于供热或其他工艺用途的动力机械。
它具有高效、节能、运行稳定等优点,广泛应用于热电联产、工业驱动等领域。
二、工作原理背压汽轮机的工作原理基于热力学中的朗肯循环。
蒸汽进入汽轮机后,在各级动叶和静叶组成的通流部分中膨胀做功,推动叶轮旋转。
蒸汽在膨胀过程中压力和温度逐渐降低,焓值减小,将热能转化为叶轮的旋转机械能。
做功后的蒸汽以一定的压力和温度从排汽口排出,可直接用于供热或其他工艺需求。
三、结构组成1、汽缸汽缸是汽轮机的外壳,分为高压缸和低压缸。
它的作用是将蒸汽与外界大气隔开,形成封闭的蒸汽流动通道,并承受蒸汽的压力和温度。
2、转子转子由主轴、叶轮、叶片等组成,是汽轮机的旋转部件。
蒸汽在叶片上做功,推动转子旋转,从而输出机械能。
3、叶片叶片分为动叶片和静叶片。
动叶片安装在转子上,随转子一起旋转;静叶片安装在汽缸上,固定不动。
蒸汽在动叶片和静叶片之间流动,实现能量的转换。
4、隔板隔板用于将汽缸内部分隔成若干个蒸汽室,安装有静叶片,起到引导蒸汽流动和提高蒸汽能量利用效率的作用。
5、汽封汽封用于减少蒸汽在汽缸两端和转子之间的泄漏,提高汽轮机的效率。
6、轴承轴承支撑着转子的重量,并保证转子在运行中的稳定性和精度。
7、调节系统调节系统用于控制汽轮机的进汽量,以满足不同工况下的功率需求。
8、保护系统保护系统包括超速保护、轴向位移保护、振动保护等,确保汽轮机的安全运行。
四、主要技术参数1、功率表示汽轮机输出的机械功率,单位为千瓦(kW)或兆瓦(MW)。
2、进汽压力和温度指进入汽轮机的蒸汽的压力和温度,是影响汽轮机性能的重要参数。
3、排汽压力和温度排汽的压力和温度决定了可利用的供热或工艺蒸汽的品质和能量。
4、转速汽轮机转子的旋转速度,通常以转/分钟(r/min)为单位。
5、效率反映汽轮机将蒸汽热能转化为机械能的能力,是衡量汽轮机性能的重要指标。
汽轮机数据采集系统在供热中的应用

汽轮机数据采集系统在供热中的应用摘要:为提高科学管理水平及便于供热调度,将某电厂出口供热数据采集并上传至热力总公司供热处的供热数据集中接收服务器,实现对一次传感器所检测到的信号进行实时远传监测,完成电厂与热力总公司双方对计量监测的要求。
关键词:数据采集系统集成块传感器应用为提高科学管理水平及便于供热调度,将某电厂出口供热数据采集并上传至热力总公司供热处的供热数据集中接收服务器,实现对一次传感器所检测到的信号进行实时远传监测,某电子技术有限责任公司提出如下解决方案:使用HS-3000型流量计算计及上位监控管理计算机,配以按用户要求编制的软件组成一套计量检测数据采集控制系统,完成电厂与热力总公司双方对计量监测的要求。
1 目的与要求(1)通过HS-3000型流量计算机完成对现场数据的采集、存储和远程传输。
在采集供水、回水及补水的流量、压力信号时,采用信号分配器对一次传感器信号进行输出,分别提供给电厂的DCS系统与流量计算机。
(2)在热力公司调度室的集中接收服务器上,安装专用计量数据接收及监控软件,实现对流量计算机数据的实时采集、汇总、打印、图形显示、统计功能。
(3)热力公司调度室的集中接收服务器,通过VPN专线,实现对流量计算机的数据的接收。
(4)针对电厂的实际情况,本着网络安全的原则,为使电厂的上位机与电厂的局域网连接,以实现对HS-3000型流量计算机所采集数据的共享与传输,向电厂的局域网提供必要的开放信息、软件支持及其他必要的技术支持。
2 整体解决方案示意图如图1所示。
3 HS-3000型流量计算机的功能3.1 实时数据采集流量计算机采用RS-485方式与流量计算机内配(或外接的)的数据采集模块通讯,数据采集模块上连接各一次表信号(如温度、压力、差压、密度、湿度等),以实现实时数据采集。
3.2 计算依据标准HS-3000型流量计算机集煤气、天然气、饱和蒸汽、过热蒸汽、液体(水、油品及化工制剂等)等多种介质的流量计算及流量补偿计算软件于一体,各种介质类型的流量计算方法及补偿计算方法均符合当前最新的国家标准或行业标准。
简述热电联产机组对外供热系统抽汽方式

简述热电联产机组对外供热系统抽汽方式1 对外供热系统抽汽方式本工程对外工业供汽参数为1.5MPa、350℃,每台机组工业供汽量为156t/h (额定)、312t/h(最大)。
根据660MW二次再热机组热平衡图,汽轮机二次再热冷段和汽轮机四级抽汽作为对外工业供汽的汽源较合适。
引风机拟采用背压式汽轮机驱动,其背压排汽可作为对外工业供汽的汽源。
经咨询引风机小机厂,二次再热热段的温度过高,用于引风机小机进汽不经济;二次再热冷段压力和温度能满足引风机小机进汽要求,故本工程选择二次再热冷段的蒸汽作为引风机背压式汽轮机的汽源。
额定抽汽工况引风机小汽机单台用汽量约为65t/h,每台机组引风机用汽量共130t/h。
本工程对外供热系统抽汽方式有如下方案:方案一:对外工业供汽的汽源为二次再热冷段,引风机采用电机驱动。
汽轮机二次再热冷段参数为3.32MPa、442℃,减温减压至1.5MPa、350℃对外供工业用汽。
额定抽汽工况下,二次再热冷段抽汽为148t/h,另加8t/h减温水,单台机组对外供工业蒸汽量共计156t/h。
方案二:对外工业供汽的汽源为四级抽汽,引风机采用电机驱动。
汽轮机四级抽汽参数为1.5MPa、500℃,减温至350℃后对外供工业用汽。
额定抽汽工况下,四抽抽汽141t/h,另加15t/h减温水,单台机组对外供工业汽量共计156t/h。
方案三:引风机汽驱,汽源为二次再热冷段,参数约为3.319MPa、442℃。
采用背压式引风机汽轮机,排汽参数为1.5MPa、350℃,排汽至工业用汽系统。
额定抽汽工况下,引风机汽轮机背压排汽130t/h,另外需从二次再热冷段抽汽24t/h减温减压至1.5MPa、350℃对外供工业用汽,减温水量为2t/h,单台机组对外供工业蒸汽量共计156t/h。
2 经济效益比较2.1 初投资比较相对于电机驱动的引风机系统,汽机驱动引风机系统复杂、设备较多,需增加相应的汽水管道,由于与主汽轮机的热力系统关系较紧密,对控制系统要求也较高。
小型背压式汽轮机在企业节能降耗中的应用研究

关 词: 型 轮 拖动 轮 节 键芬 小 汽 机为 基 本 国 策写 入 中 国 “ 十一 五 ” 规划 , 为中 国 经济 减 轻 能源 压 成 力 的 重要 途 径 。 目前 我 国工 业 企 业 中能 源 浪费和不合理利用现象依然严重 , 小功 率 背 压 式汽 轮 机 在高 能 耗 企业 能 量 合 理利 用 以 及 节 能 降 耗 方 面 的 作 用 , 在越 来越 广 正
一
1小功率背压式汽轮机在热电厂 的应用
1 1充分利 用锅 炉新蒸 汽的 能量 ①锅 炉产 汽 量 大 干 热 负 荷 的情 况
锅 炉 的设 计 容 量 一 般 大 干汽 轮 机 额 定 进 汽 量 l %~2 %, 别是 在 夏季 等 供热 量 O 0 特 减 少 的情 况 下 , 炉 产 量 有 很 大 一 部 分 富 锅 余 蒸 汽 无法 被 充 分 利 用 。 ② 热负荷增 加而使 用减温减 压器的场 合 热 电厂 遇 到 供 热 负荷 增 加 , 汽 机 不 而 能 满 足 供 汽 要 求 时 , 须 用 减 温 减 压 器将 必 锅 炉 产汽 由 3 5 . MPa, 5 ℃或 更 高 参数 的 3O 蒸 汽减 温 减 压 作 为 补 充供 热 。 利 用锅 炉剩 余蒸汽 , 作为补 充 供热 的 或 锅炉新蒸汽驱动小型背压式汽轮机 , 做功 后 的蒸 汽 作 为汽 机 外 供汽 的 一部 分 。 由于 小 汽机 的投 运 , 可减 少 抽 汽机 组 的抽 汽量 。 以 下是利 用 锅炉过 剩 蒸汽 的典 型实 例
i 韭 j 温 度
4 0℃ 5
为 机械 功 , 动锅 炉 给水 泵 或 引风 机 , 功 驱 做 后 的 蒸 汽 用于 锅 炉 给水 除 氧 , 电厂 就 可 以 极 少 的 能耗 增 加 换 取驱 动 锅 炉 给水 泵 、 风 机 的 电动 机 节 约 的 电 能 , 得 电厂 自身 的 使 耗 电 大 为减 少 , 出 电负 荷增 加 , 电厂 效 输 使 益大 大 提 高 。 除 氧器 用 l 4 0 ℃水 温的 大 气式 除 氧 , 这 时 加 热蒸 汽参 数 0. MPa~0. MPa 温 度 1 5 2 , 1 O℃即 可 , 是 , 2 但 设计 时 往 往 由于 没 有 合 适 的 汽 源 , 用 抽 汽机 组 的 二级 抽 汽 供给 , 而 而 当 外 网 供 热 量 较 大 时 , 氧 器耗 汽量 很 除 大 , 级 抽 汽 压 力 低 , 能 满 足 除 氧 的 要 二 不 求, 只能 由工 业抽汽 ( 0. 8 如 9 MPa 3 0 经 , 0 ℃) 减 温 减 压 获 得 , 过 程 蒸 汽 的 可 用 能大 大 此 降 低 , 源 利 用浪 费严 重 能 如 果 使 工 业 抽 汽 先通 过 小 型 背 压 机 作 功 , 电或 直 接驱 动 给 水泵 , 过 设计 排 汽 发 经 参 数 使 其 达 到 除 氧 器要 求 的 蒸 汽 参 数 , 排 汽 供 氧 器 作 为 加 热 之用 , 以 得 到 占装 机 可 容 量 3 以 上的 动 力 , 部 分能 量 可 以 电能 % 这 的形 式 供 给外 网或 直 接作 为 动 力 使 用 。这 过程 充分利用了工业抽汽的可用能 , 使 得 能 量 得 到梯 级 利 用 , 约 了 电厂 的 厂 用 节 电 , 高 电厂 的 经 济效 益 。 提 从 机 组 安 全 运 行 的 角 度 考 虑 , 用 工 采 业汽 轮 机 拖 动给 水 泵 可 防止 因厂 用 电 中断 给 锅 炉 运 行 带 来 的 危 险 , 组 可 以利 用 锅 机 炉余 汽正 常运 行 。在安 全 、稳 定性 方面 , 大 型 电 动 机 起 动 电流 大 , 投 入 和 停 止 过 程 在 中, 引起 厂 用 电的 负 荷波 动 , 果 电机 或 系 如 统 有 故障 , 引发 事 故 , 厂 用 电 系统运 行 会 对 不利 , 因而 采 用 汽 轮 机 拖 动 给 水 泵 安 全 性 得到提高。 1. 利用供 热系统 的加热 蒸汽 压差做功 3 小型热 电厂的供热 系统大 多将 0 9 MP , .8 a 3 0 的 汽 轮 机 工业 抽 汽或 背 压机 的排 汽 0℃ 用 于 换 热 管 网 中 的换 热 器 , 热 作 为 热 媒 加
背压式汽轮机跟抽凝

背压式汽轮机跟抽凝,纯凝式汽轮机不一样的地方就是它没有凝汽器,它的热能全部排出,并供给热用户。
以同步器压增弹簧改变压力变换器的泄油口的大小改变进汽量,使发电机功率改变,这样也改变了排汽量的大小,这样称“以电定热”;它的调速系统上装有调压器(投用调压器时,同步器应在空负荷位置),它的作用也是来改变脉冲油压,同时改变进汽量,但它的底部脉冲信号来自汽轮机的排汽压力,当排汽压力升高或降低时,就改变了调压器滑阀的原来位置,改变了泄油窗口的大小,使进汽量增加或减少,也改变了发电机的功率,也保证了排汽压力在工作范围内,这称“以热定电”。
凝汽式汽轮机是指汽轮机排汽直接排入凝汽器。
背压式汽轮机是指汽轮机排汽在大于大气压力的状态下供热用户使用,当排汽用作其他中低压汽轮机的新汽时,则称为前置式汽轮机。
背压式是以大气压力为标准的,排汽压力高于大气压;其与凝汽式本质区别是背压较高,所以排汽比容相对同等级机组较小,末级叶片相对较短,汽缸等通流部件相较偏小。
一般来说,排汽有其他用途,比如供热。
汽轮机工作原理2008-08-31 16:33汽轮机基本概念汽轮机是能将蒸汽热能转化为机械功的外燃回转式机械,来自锅炉的蒸汽进入汽轮机后,依次经过一系列环形配置的喷嘴和动叶,将蒸汽的热能转化为汽轮机转子旋转的机械能。
蒸汽在汽轮机中,以不同方式进行能量转换,便构成了不同工作原理的汽轮机。
级:一列喷嘴和其后的一列动叶组成的级。
单级汽轮机:只有一个级组成的汽轮机多级汽轮机:由多个级组成的汽轮机冲动式汽轮机:喷嘴中膨胀,动叶中做功反动式汽轮机:喷嘴和动叶中各膨胀50%1、汽轮机的结构汽缸汽缸是汽轮机的外壳,其作用是将汽轮机的通流部分与大气隔开,形成封闭的汽室,保证蒸汽在汽轮机内部完成能量的转换过程,汽缸内安装着喷嘴室、隔板、隔板套等零部件;汽缸外连接着进汽、排汽、抽汽等管道。
汽缸的高、中压段一般采用合金钢或碳钢铸造结构,低压段可根据容量和结构要求,采用铸造结构或由简单铸件、型钢及钢板焊接的焊接结构。
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小型背压式汽轮机在供热系统中的应用
发表时间:2019-07-09T15:05:53.717Z 来源:《电力设备》2019年第6期作者:蒋长天李福华张伟
[导读] 摘要:随着蒸汽供热输配方式逐渐改变为高温水供热方式,高温水供热首站根据供热负荷和供热参数的设计选择,作为集中供热“心脏”的循环泵一般选择功率较大,电力能源消耗占成本的比重非常高。
(淄博热力有限公司山东省淄博市 255000)
摘要:随着蒸汽供热输配方式逐渐改变为高温水供热方式,高温水供热首站根据供热负荷和供热参数的设计选择,作为集中供热“心脏”的循环泵一般选择功率较大,电力能源消耗占成本的比重非常高。
我们选用背压式汽轮机拖动循环水泵,代替电力拖动循环水泵,实现了蒸汽热能的梯级利用,经过理论计算,结合实际具有较好的安全性与经济性。
同时,面对蒸汽参数的变化,热网水力负荷的变化,用户热负荷的变化,以及应对故障应急措施,我们在设计中都加以考虑和论证。
第二,我们也充分认识到汽轮机在使用和操作方面的不利因素。
关键词:汽轮机;焓;㶲 额定工况;节能
1.工程背景
1.1淄博某供热公司在热源厂内建设高温水供热首站,热源厂为化工生产自备热电厂。
设计热负荷、城市集中供热高温水系统阻力:
热负荷:400万平方米
系统阻力:高温水系统125米。
1.2系统流程设计思路
1.2.1背压式汽轮机在系统中的应用
利用电厂10kg/cm2抽汽,使用小型背压式汽轮机拖动城市集中供热系统循环水泵,其背压排汽用于溴化锂热泵机组驱动和热网循环水二级加热。
1.2.2调峰系统
利用电厂10kg/cm2抽汽,使用调峰换热器对城市集中供热循环水二级调峰加热。
1.3论文主要研究的主要内容
采用背压式汽轮机,替代电动机后节能原理和实际效果;
采用合理的系统设计,确保汽轮机工作的安全性、经济性分析。
2.汽轮机替代电动机拖动水泵的基本分析方法
2.1汽轮机拖动的基本理论
热力学第一定律告诉我们:各种形式的能量在相互转化过程中,能量保持平衡。
即:机械能、电能转化成热能,热能同样可以转化成机械能和电能,在相互转化中能量保持平衡。
但是,我们学习了热力学第二定律后得知,机械能、电能可以完全转化成热能,而热能却不能完全转化成机械能或电能。
能量的传递和转换必然伴随着其“质”——㶲的传递和转换。
而㶲在传递和转换过程中其量不守恒。
㶲是当热力系统或能流与环境相互作用而达到完全平衡时系统向外界输出的最大功量。
从实质上,㶲是能的可转换性。
而 是能量不可转换的部分,所以:
全部的能量=㶲+
在汽轮机内,焓降的变化,即进汽参数与排汽参数的变化,就是利用了蒸汽中的㶲——可以转换成机械功的那部分能量。
在蒸汽——水换热器内,汽水的热交换,蒸汽完全变为凝结水,可以视为不可做功的那部分能量。
2.2汽轮机拖动与电动机拖动的比较方法
比较计算的基本方法为在各个热机中的焓降。
2.2.1电动机拖动
电动机拖动系统图如(图1):
该系统单位时间内消耗的能量为
Pz =(h1-h2)+P
2.2.2汽轮机拖动
汽轮机拖动系统图如(图2):
该系统单位时间内能耗计算为:
Pz=P+(h2-h3)=(h1-h2)+(h2-h3)=h1-h3
2.2.3为方便比较,确定相同的边界条件
在两种方式下,比较时必须达到相同的设计效果,即相同的边界条件;
计算各单位必须相同;
计算其经济性时,乘以相关价格。
3.汽轮机在某热力公司的实际应用介绍
3. 1循环水泵选择
首站循环水泵泵头均选用卧式双吸离心泵,同时设汽动泵和电动泵,根据外网提供的热水参数要求,设计方案为:设两台汽动循环水泵,一台电动循环泵,互为备用。
三台泵参数均为:Q=1400m3/h,H=125m,N=710kW;
热网循环泵拖动型汽轮机参数:B0.8-0.9/0.5,额定进汽压力/温度:0.8MPa/300℃,排汽压力/温度:0.4MPa/245℃,额定进汽量:35t/h。
运行模式为:正常情况下,两台汽动泵运行,电动泵备用,事故情况下,互为备用。
水泵调速:汽动泵可以通过改变拖动汽轮机的进汽量,改变水泵转速;电动泵调速可采用变频调速或液力偶合器进行调速。
图1
图2
4.汽轮机实际应用主要经济技术分析
4.1热网循环泵拖动型汽轮机参数:型号:B0.8-0.9/0.5;额定进汽压力/温度:0.8MPa/300℃;排汽压力/温度:0.4MPa/245℃;额定进汽量:35t/h。
4. 2热网循环泵参数:流量:Q=1400m3/h;扬程:H=125m;配电机功率:N=710kW 4. 3热源厂提供供热首站主要能耗价格:
电力:0.65元/kwh;蒸汽:52元/GJ。
4. 4分析与比较
分析比较思路:采用电机拖动,并按照额定工况,0.8Mpa蒸汽直接进入换热器后再进入溴化锂热泵机组;采用汽轮机拖动,进汽压力仍为0.8Mpa,进汽量都是35t/h。
供热周期为120天。
查《水和水蒸气的物理特性》表:
汽轮机进口焓值:3056.46KJ/kg
汽轮机出口焓值:2946.81KJ/kg
汽轮机的热力损耗,即是其焓降损失:
小时蒸汽折算耗量:(3056.46-2946.81)×35000÷(600000×4.2)=1.523T/H 汽轮机年耗蒸汽金额:1.523×24×120×3.05646×52=69.7万元电动机年耗金额:710×24×120×0.65=132.9万元在额定工况下,使用汽轮机比电动机直接拖动,每年可节约运行成本: 132.9-69.7=63.2万元。
4.5投资与收益分析
查水泵配710KW高压电机价格:约15万元;
查M40汽轮机价格及安装费用:约38万元;
(38-15)/63.2×100%=36.4%
热网循环泵汽轮机在36.4%运行期内可收回投资。
5.汽轮机应用中存在的问题和解决方案
汽轮机是按照一定的热力参数、转数和功率设计的,对应设计参数的工况为设计工况。
汽轮机在设计工况下运行最经济,故设计工况又称为经济工况。
在实际运行中,外界负荷,蒸汽的状态参数、汽轮机的转速以及本身结构等的变化均会引起汽轮机各项参数和零部件受力情况的变化,进而影响其经济性和安全性。
研究变动工况,目的在于分析汽轮机在不同工况下,能够保证汽轮机的安全、经济运行。
5.1为保证汽轮机在额定工况下运行,采取如下措施: 5.1.1确保蒸汽初参数恒定。
在汽轮机前端设置安全阀和报警装置。
当汽轮机进汽参数过高时,报警装置报警,安全阀打开。
与蒸汽热源厂达成安全生产协议,蒸汽参数发生变化时,保持信息互通,以便及早做出反应。
5.1.2确保下游蒸汽参数恒定。
通过我们的系统设定,无论是在二级加热换热器处,还是在溴化锂热泵机组连接处,都不采用调节方式。
5.2汽轮机还可能遇到的问题
循环水泵在选型时,一般都有余量。
我们在汽轮机——换热器联合运行或汽轮机——热泵机组联合运行时,都不对流量进行调节。
但是,外网在进行自动平衡时,不可避免的要使循环流量发生变化,这是其一;蒸汽参数不可能一成不变,这是其二;遇到这些情况,我们采取如下措施:
5.2.1在下游系统调节时,造成汽轮不在额定工况下运行
对汽轮机进行调速调节;
停止汽轮机拖动,开启备用电动水泵;
5.2.2汽轮机在蒸汽波动情况下运行;
5.2.2.1蒸汽参数波动范围较小,不必进行调节;
5.2.2.2蒸汽参数波动下,可对汽轮机进行调速;
5.2.2.3蒸汽参数波动较大时,关闭汽轮机拖动水泵,及时采用电力拖动备用水泵运行。
5.3汽轮机调速
汽轮机尽可能不调速,但遇到不得已时,仍可进行调速:
汽轮机调速由调速器、调节汽阀连杆、汽阀总成等部件组成,通过它们能对运行中的汽轮机的转速或负荷起自动调节和控制作用。
5.4汽轮机在危机状况下的保护
保安系统是保证汽轮机安全运行,防止发生意外事故的重要装置,本机组的保安系统由下列部件组成:危急遮断器及危急遮断器连杆。
6.结论
6.1汽轮机替代电力拖动循环泵,具有较好的经济性;
6.2通过各种预案的工艺设计,可确保汽轮机在安全、经济工况下工作。
6.3汽轮机替代电力拖动循环泵,增加了工艺难度和实际操作难度。
所以要编制较为完善、可行的安全操作制度。
6.4汽轮机系统复杂,相对于电力拖动,安装空间受限,须在设计中予以注意。
参考文献
[1] 华中理工大学翦天聪主编.汽轮机原理[A].北京:中国电力出版社,1992.6.
[2]赵效工业汽轮机在小型热电厂热网系统的节能应用[J];通用机械;2011年06期.
[3]李怀柱关于城市集中供热系统中间加压泵设置的研究[J]职大学报(自然科学版);2005年04期.
[4] 潘志刚冯立群工业汽轮机在城市热水网集中供热系统中的应用[J];区域供热;2003年01期.
[5]裴娜,常璐.㶲分析在换热器中的应用[J];区域供热;2014年02期.
[6]华永明,编著.工程热力学[A].北京:中国电力出版社,2013.9.
[7]太原电力高等专科学校.张天孙.主编.传热学[A].北京:中国电力出版社,1998.6.
[8] 21世纪高等学校规划教材.刘志真.主编.邱丽霞副主编.热电联产[A].北京:中国电力出版社,2006.11.。