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 Herald
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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。

因此，背压式汽轮机多用于热负荷全年稳定的企业自备电厂或有稳定的基本热负荷的区域性热电厂。

2 背压机组节能运行后热经济性
2.1 保持机组在经济热负荷下运行
由于背压机组的发电是按照负荷运行，以热定电，其电功率取决于热负荷的大小。

因此，随着热负荷的降低，电负荷随之减少。

同时，因流经汽轮机通流部分的蒸汽量减少，不但机组内部口损增加、内效率下降，而且机组的机械损失、发电机损失、以及汽封漏气损失和全厂汽水损失的比损加大，于是发电汽耗增大，发电煤耗上升。

如果热负荷太低，有可能满足不了节约燃料条件，甚至多耗能。

由以上分析可知，背压机只有维持在连续稳定的经济负荷或额定负荷下运行，其显著节能效益才能体现出来。

这样，用供热机组带基本负荷，用减温减压器承担只占全年热负荷8%左右的尖峰负荷，使之提高热电厂的经济性。

2.2 合理调节回热用汽汽源
给水回热，可视为内部热化。

对于背压机组，具有完善的回热给水加热系统，在一定量的外部供热情况下，可增加机组进汽量，提高热化发电比；同时可以增加机组调节热负荷的手段，如热负荷较低时，投入回热系统，可以减少机炉偏离额定工况值，改善热负荷特性，诸如此类，均提高了热电厂热经济性。

3 影响背压机组热效率运行分析
（1）在机组大修中，针对可能影响汽缸，转子热胀冷缩的外在作用力进行分析、改进。

在汽缸下部抽汽管道增设波纹型补偿器，消除汽缸与抽汽管道的应力，从而改善汽缸热胀冷缩情况，并对滑销系统进行
全面的清洗、测量、调整。

（2）凝结水品质不佳，不但影响锅炉的安全经济运行，也影响到汽轮机组的安全运行。

在此情况下，锅炉产生的蒸汽品质不佳造成通流部分结垢、腐蚀等不良情况。

因此，我们大力加强凝结水硬度、导电度、含氧量、P H 值等指标的监督，同时对软化水处理增加二级除盐装置。

（3）对调节系统各执行机构、油动机、错油门、调压器、油系统等部件进行全部解体检查、清洗，同时加强油系统管理。

此外，提高汽轮机热效率的措施还有，采用回热循环、采用再热循环、采用供热式汽轮机等。

提高汽轮机的热效率，对节约能源有着重大的意义。

4 结语
背压式汽轮机的排汽全部用于供热，
虽然发电少了，但是机组总的能量利用效率可以达到70%～85%，所以背压式是能量利用最好的机组。

凝汽式汽轮机系统目前能量利用率最多只有45%。

背压式汽轮机一般只适合50 M W以下机组，主要原因是受排汽热力管网制约，因为热力管网的输送距离蒸汽一般在4 k m，热水一般10 k m，因此无法采用大机组。

对于季节性采暖机一般采用抽汽凝汽式，目前的国家产业政策是300 M W 以下不上全凝汽式汽轮机，上纯凝汽式汽机一般都是600M W以上机组。

总之，影响机组运行经济性的因素很多，就以上几个问题进行了一些简单分析。

影响机组运行经济性的各因素相互影响、相互作用。

机组热经济性不仅与汽机专业运行、检修人员有关，还与整个机组其他专业人员、机组运行方式都有密切联系，只要大家努力合作，精心维修，才能最大程度的提高机组热经济性。

参考文献
[1] 马海龙，王运民，张希富，等.电厂凝汽
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调度分析及实施方法[J].上海电力学院学报,1997（4).[3] 曾宪平，任建兴.大型汽轮机汽封技术及
其经济性分析[J].上海电力学院学报，2011(2)：119-122,148.
背压式汽轮机最佳运行及系统改造后的热效率分析
侯晓捷 曹健
(大庆油田责任有限公司电力集团宏伟热电厂 黑龙江大庆 163000)
摘　要：在发电机组中，背压式供热机组总热效率最高，经济性最好。

由于蒸汽在背压式机组中做功发电后，将全部剩余气体送入热网供热，
没有冷源损失。

另外，背压式机组级数少，结构简单，重量轻，无冷凝设备。

所以它具有造价低，基建投资少，建设周期短的特点。

背压机组是以热负荷来调整发电负荷的发电机组，也背压2000 kW汽轮发电机组模型图就是说发电量跟着外界供蒸汽的多少来变化的，气轮机进多少气，机组就排多少气。

所以背压气轮机的经济性较好，而抽气气轮机可以纯发电也可以通过抽气向外界供热，它的电热相互调整性比较好，一般热电单位都装有两台气轮机，单位可以根据外界来调整，保证机组经济运行。

通过我厂热电合供背压式机组的热力系统的分析、计算，确定了该机组
的最佳经济运行方式。

关键词：背压式汽轮机 最佳 运行中图分类号：TE974 文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2014)03(a)-0099-01
额定压力（兆帕）0.120.30.50.7 1.0调整范围（兆帕）0.07～0.250.2～0.40.4～0.70.5～1.00.8～1.3额定压力（兆帕） 1.3 1.6 2.5 3.7 4.1调整范围（兆帕）
1～1.6
1.3～1.9
2.3～2.7
3.5～3.9
3.9～
4.3
表1 排汽压力调整范围
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