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汽輪機組經(jīng)濟運行
汽輪機組經(jīng)濟運行
摘 要：近些年隨著社會的不斷進步，經(jīng)濟建設的迅猛發(fā)展，對電力、水力等能源的需求也越來越大，就需要我們從根本上，提高能源轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟效益。
因此優(yōu)化汽輪機機組運行方式，最大限度的充分利用能源，提高能源的轉(zhuǎn)換效率，具有十分重要的意義。
本文從汽輪機組在實際運行過程進行分析，針對影響汽輪機組效率的因素、技術(shù)改進等方面提出了建議，從而為更好的優(yōu)化汽輪機運行方式，，有效的提高機組的運行效率。
關(guān)鍵詞：汽輪機組 運行方式優(yōu)化分析
隨著社會的發(fā)展，經(jīng)濟的騰飛，在科技水平的支持下，汽輪機組已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)的主力機組，尤其是在“十一五”規(guī)劃以后，我國對汽輪機組運行方式進行了優(yōu)化，提高了汽輪機組熱效率。
到2001年底為止，我國汽輪機組共1583臺，年供電、供熱已經(jīng)量達1.28×109GJ，總?cè)萘窟_3. 2×107kW，占同容量火電裝機總?cè)萘康?3. 2%。
節(jié)約煤量達2 500萬噸，節(jié)煤效益為62. 5億元，能源的利用率高達45%以上，，因此汽輪機組的優(yōu)化不僅可以有效的節(jié)約能源，也提高汽輪機的運行水平，成為我國目前為止利用能源最有效的手段之一。
1.提高蒸汽動力設備運行經(jīng)濟性的意義
能源是國家的戰(zhàn)略資源，是發(fā)展國民經(jīng)濟的命脈，是提高人民生活水平、全面建設小康社會的重要基礎。
節(jié)能是緩解能源矛盾的現(xiàn)實選擇，是解決環(huán)境問題的根本措施，是推動可持續(xù)發(fā)展的重要途徑，是提高企業(yè)競爭力的必要條件。
汽輪機是蒸汽動力設備中的主要設備，而且燃料成本及用水成本占企業(yè)蒸汽動力生產(chǎn)成本的70%以上，因此提高汽輪機的經(jīng)濟性是降低成本，提高經(jīng)濟效益的重要手段。
2.汽輪機組的特點
汽輪機組是目前公認的一種最經(jīng)濟節(jié)能的能源階梯利用，不僅合理的將能源做到能質(zhì)匹配，還符合按質(zhì)利用熱能的原則。
因此汽輪機組的運行，可以提高能源的轉(zhuǎn)換效率，最大限度的利用所有能耗，不丟失每個環(huán)節(jié)的“廢熱”， 提高能源使用率和經(jīng)濟效益，實現(xiàn)節(jié)能降耗。
汽輪機組主要由抽汽背壓式和抽汽冷凝式兩種，是以熱、電負荷適應性好，可以節(jié)約能源為主要特點。
汽輪機組只需要部分負荷下運行，這樣汽輪機組經(jīng)濟性就下降，使得整體機組造價提高，這樣就適用于熱負荷變化頻繁的場合。
這樣比普通鍋爐熱效率高達40%還要多，不僅用途廣泛，而且可以節(jié)約能源、減少污染等，是現(xiàn)在工業(yè)生產(chǎn)、城市建設必不可少的一種利用能源手段，成為全球公認的節(jié)約能源、改善環(huán)境，不僅有良好的經(jīng)濟和社會效益，也成為循環(huán)經(jīng)濟的重要技術(shù)手段。
3.影響汽輪機經(jīng)濟運行的主要因素
3.1負荷情況。
機組在額定負荷時如果其他運行參數(shù)均維持設計值，則此時節(jié)流損失最小，機組經(jīng)濟性最好。
當機組負荷偏離額定負荷時，雖然其他運行參數(shù)維持設計值，但蒸汽流量將偏離設計值，調(diào)節(jié)閥將存在節(jié)流損失，汽輪機調(diào)節(jié)級、高壓缸和末幾級工況將偏離設計值，使機組的經(jīng)濟性降低。
3.2 真空系統(tǒng)的運行情況。
由于真空降低，蒸汽的有效焓降減少，在進汽量不變的情況下發(fā)電機出力將下降，在發(fā)電機出力不變的情況下，機組的進汽量將增大，汽耗率升高，機組經(jīng)濟性降低;真空降低，排汽缸溫度將上升，機組冷源損失增大，循環(huán)熱效率降低。
2.3 回熱系統(tǒng)的運行情況。
如果回熱系統(tǒng)工作不正常，使得部分本級蒸汽流入低一級抽汽中，高壓抽汽將排擠低壓抽汽，造成機組熱經(jīng)濟性降低。
抽汽流入凝汽器則會將造成機組冷源損失增大，給水溫度降低，給水在鍋爐中吸熱量將增大，機組熱經(jīng)濟性將降低。
造成回熱系統(tǒng)運行不正常的因素主要有加熱器端差增大、加熱器汽側(cè)無水位運行、抽汽壓損增大、高壓加熱器旁路泄漏、加熱器停運等方面。
2.4 主、再熱蒸汽參數(shù)。
當主、再熱蒸汽溫度、壓力降低時，蒸汽的有效焓降將減少，在進汽量不變的情況下發(fā)電機出力就會下降，在發(fā)電機出力不變的情況下，機組的進汽量將增大，增加汽耗率，降低機組經(jīng)濟性。
2.5 機組通流部分效率。
造成機組通流部分效率下降的原因有通流部分結(jié)垢、堵塞，軸封、汽封間隙過大等設備缺陷，這些缺陷直接影響機組熱經(jīng)濟性，嚴重時還將影響機組出力。
2.6機組泄漏。
機組泄漏分為兩種情況：外漏及內(nèi)漏。
外漏是指由于管道及設備的嚴密性缺陷，造成的汽、水泄漏出熱力系統(tǒng)的現(xiàn)象。
伴隨著這些工質(zhì)損失的是各種品質(zhì)的能量。
內(nèi)漏是指由于閥門的嚴密性不良，造成的汽、水在熱力系統(tǒng)中由高參數(shù)系統(tǒng)漏至低參數(shù)系統(tǒng)的現(xiàn)象，雖然沒有能量流出熱力系統(tǒng)，但這些工質(zhì)只參加了低參數(shù)的熱力循環(huán)，降低了工質(zhì)的做功能力，使得機組熱經(jīng)濟性下降。
3.汽輪機組的運行方式優(yōu)化設計
汽輪機的節(jié)能性與汽輪機運行方式的優(yōu)化設計技術(shù)密不可分，主要是理想的朗肯循環(huán)提高熱效率、加大抽汽量的作用、抽汽口后使用噴嘴配汽方式、盡可能利用非調(diào)抽汽、汽輪機的供暖、合理設置回熱系統(tǒng)、提高汽輪機內(nèi)效率等，都關(guān)系到汽輪機組的運行方式。
3.1理想的朗肯循環(huán)提高熱效率
根據(jù)有關(guān)資料分析，理想朗肯循環(huán)，初參數(shù)越高且終壓越低，則循環(huán)的熱效率越高，這樣我們就可以推論出，背壓式汽輪機在成本及供熱條件許可的前提下，應該盡量提高新蒸汽壓力和溫度或降低排汽壓力，以有利于提高熱效率。
3.2加大抽汽量的作用
汽輪機組在加大抽汽式汽輪機的抽汽量，在抽汽壓力不變的前提下，意味著增加機組的供熱負荷。
如果新汽量保持不變，則機組發(fā)電量減少，熱電比上升，機組熱耗率下降，熱電廠的熱效率上升。
如果發(fā)電量保持不變，則新汽必須增加，此時汽耗率上升，在抽汽壓力不是足夠高的情況下，熱耗率也會上升熱效率相應下降。
3.3抽汽口后使用噴嘴配汽方式
汽輪機組在相對于在可調(diào)抽汽口后使用節(jié)流配汽的方式，噴嘴配汽可以提高變工況下抽汽口后的汽輪機內(nèi)效率，降低汽輪機組的汽耗率和熱耗率，從而提高熱效率。
3.4盡可能利用非調(diào)抽汽
汽輪機組如果發(fā)電量、抽汽壓力及流量的變化條件均在許可范圍內(nèi)，則可以選用非調(diào)抽汽供熱的方式，來取代可調(diào)抽汽供熱。
可以考慮在汽輪機上開兩個非調(diào)抽汽口。
在設計工況下，前一個抽汽口的壓力為許可的最大供熱壓力，后一個抽汽口為最小供熱壓力，這樣通過切換抽汽閥，改變供熱抽汽的位置，來保證在較大的工況變化范圍內(nèi)，滿足供熱需求。
3.5汽輪機供暖
在北方氣候寒冷，尤其是在冬季，需要大量的供暖熱水。
抽汽冷凝式汽輪機，可以在保證機組安全的前提下，降低真空度到適當程度來運行，排汽作為供暖熱源使用。
這樣來避免出現(xiàn)朗肯循環(huán)中的冷端損失，大大提高熱效率。
為此，需要選擇既能適應夏季高真空度工況、又能適應冬季低真空度工況的扭葉片，才能真正到達節(jié)能環(huán)保的作用。
3.6提高汽輪機內(nèi)效率
汽輪機外部設計條件方面的優(yōu)化。
是對汽輪機通流部分設計的優(yōu)化，以提高熱效率。
在給定運行條件的前提下，一要選擇設計效率及變工況效率都較高的葉型，二要選擇恰當?shù)脑O計點，以保證汽輪機在規(guī)定運行范圍里，都能具備較高的內(nèi)效率。
在選擇葉型時，主要考慮改進調(diào)節(jié)級效率及扭葉片效率。
在條件許可時，應用三維氣動分析程序，可以有效改進葉型、顯著提高汽輪機內(nèi)效率，但要注意變工況下葉片效率的保持。
至于選擇合適的設計點，其靈活性很高，必須根據(jù)具體條件來確定。
隨著我國改革開發(fā)的發(fā)展，科技水平的提高，對能源的需要也越來越大，在當代科技水平的支持下，汽輪機組的運行方式從根本上，可以提高能源轉(zhuǎn)換效率和經(jīng)濟效益。
在我國生產(chǎn)方式上占主導地位，不僅可以用于工業(yè)生產(chǎn)，也可用于民用建設，成為節(jié)能環(huán)保最為經(jīng)濟的方式之一，不僅節(jié)約資源，也保護了環(huán)境，具有明顯的經(jīng)濟效益和社會效益。
參考文獻
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