电厂汽轮机冷端系统运行优化探究

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1、电厂汽轮机冷端系统运行优化探究摘要：本论文从电厂汽轮机冷端系统实际出发，在确定凝汽器的最佳真空和最佳冷却水量时，除考虑了传统的因素外，还考虑水资源使用费用、冷却水热污染的环保费用和末级叶片湿度限制，使冷端系统运行优化更加贴合实际。关键词：汽轮机、冷端系统、运行优化中图分类号：TK269文献标识码：A文章编号：引言火力发电厂是生产电能的工厂，同时也是消耗能源和产生污染的大户。所以对火力发电厂来讲，“节能减排”工作显得尤其重要。汽轮机冷端系统是火电机组的重要组成部分，如何实现汽轮机冷端运行优化，提高机组运行的经济性，对电厂来说具有十分重要的意义。一、汽轮机冷端系统电厂汽轮机冷

2、端系统是由汽轮机低压缸的末级组、循环供水系统、循环水泵、冷却塔、凝汽器等几部分构成。按它的介质换热过程，可将汽轮机冷端系统划分为两台换热设备和两个子系统，即凝汽器设备、冷却塔设备、凝结水系统和循环水系统。5凝汽设备是电厂汽轮机冷端系统运行优化的一个重要环节。对整个电厂的设计、布置、安装和运行维护都是一个至关重要的设备，不可轻视。同时它具有蓄水、除氧、凝结和维持一定真空这四个方面的重要作用。二、基于多因素的凝汽器最佳真空和最佳冷却水量分析虽然提高凝汽器的真空可以使蒸汽在汽轮机内理想比烩降增大，可以使汽轮机多发功率，但无论从运行角度还是从设计角度来看，并不是真空越高越好.在蒸

3、汽负荷、冷却水进水温度一定的条件下，要提高凝汽器的真空只能靠增加冷却水量，即要提高凝汽器的真空必须以增加循环水泵耗功费用、冷却水水资源使用费用和冷却水热污染环保费用的支出为代价。因此，它存在着降低背压使汽轮机功率增量收益的数值，能否补偿增加冷却水量使循环水泵耗功的支出、冷却水水资源使用费用和冷却水热污染环保费用的支出问题，从而有了凝汽器最佳真空和最佳冷却水量的方法。三、凝汽器最佳真空和最佳冷却水量的确定方法1、凝汽器压力的确定凝汽器压力最小值决定于冷却水进水温度。在以冷却水量为无限多的理想凝汽器中，冷却水各处温度都相等，并等于冷却水进水温度;又无非凝结气体存在时，蒸汽与冷

4、却水的温差为零，这时可根据饱和温度决定其“理想”压力.实际上，冷却水量是有限的，传热条件也不是理想的，蒸汽与冷却水的温差总是大于零的，故蒸汽的凝结温度总是大于冷却水的温度。5图1蒸汽和冷却水的温度沿冷却面积的分布2、汽轮机功率与凝汽器压力的关系目前主要用以下几种计算方法来确定汽轮机背压变化对汽轮机功率增量的影响，如:热力学方法，回热系统热平衡法，等效烩降法(等效热降法)和特性曲线拟合方法。等效焙降方法是在回热系统热平衡方法基础上发展起来的热力系统定量分析方法。背压变化时，它从以下两个方面对汽轮发电机组电功率的影响进行分析，一方面是排汽焙的变化引起机组有效烩降的变化，另一方

5、面是凝结水温度的改变引起最末级回热抽汽量的改变，从而影响做功量的改变。特性曲线拟合方法是根据汽轮机制造厂家提供的真空一功率修正曲线，通过曲线拟合得到。它是种简捷、方便、准确和实用性强的方法，因此目前被广泛采用。3、循环水泵耗功增量(1)同型号循环水泵并联同型号循环水泵并联运行时的工况,并联运行后的循环水泵总流量要大于未并联运行时单台循环水泵单独运行时的流量，但要小于未并联运行时两台循环水泵单独运行时的总流量;并联运行后的单台循环水泵的流量要小于未并联运行时的情形;而且，并联运行后的总扬程要大于未并联运行时单台循环水泵的扬程。.(2)不同型号循环水泵并联5不同型号循环水泵并

6、联运行时的工况.并联运行后的循环水泵总流量岛要大于未并联运行时单台循环水泵单独运行时的流量或，其扬程的规律与同型号循环水泵并联运行时的扬程规律一样。4、汽轮机排汽湿度湿蒸汽在汽轮机级内膨胀做功时，同过热蒸汽相比还额外增加了湿汽损失，使汽轮机的低压级效率降低，蒸汽湿度越大，湿汽损失就越大。蒸汽的湿度对机组的经济性和安全性有很大的影响，降低蒸汽湿度是保证末几级叶片安全工作的必要手段之一。运行中限制蒸汽的湿度，一般规定汽轮机未级叶片后排汽的最大可见湿度不得超过12%-15%。5、凝汽器的最佳真空和最佳冷却水量的确定（1）最佳真空和最佳冷却水量的确定方法知道汽轮机功率增量△Pt和

7、循环水泵耗功增量△Pp后，就能计算出汽轮功率增量的收益△Ct和拖动循环水泵的电动机耗功增量的支出△Cp，然后再确定净收益:对应上式净收益最大时所对应的真空和冷却水量即为最佳真空和最佳冷却水量。这样，选取不同的冷却水进水温度和汽轮机的排汽量，就能得到各种对应工况下的凝汽器最佳真空和最佳冷却水量。5对于变速可调或可动叶片调节的循环水泵，可通过改变转速或改变动叶安装角来改变循环水量;对于冷却水量不能连续调节的定速不可调循环水泵，当改变循环水泵的运行台数后，并不能保证所得的冷却水量是最佳值，只能是接近最佳值。因此，判别循环水泵的运行方