机组经济性

机组热经济性的影响因素分析

孙明科

X

(华北电力大学经济管理系,河北保定071003)

摘要:由于当前煤炭价格的逐步上涨,使得电厂的利润减少,因此必须提高机组的发电效率来减少发电成本,增加企业

效益。所以对火力发电厂来说如何提高机组的热经济性日益显得重要。影响机组经济性的因素有很多,主要包括机组负荷、

机组真空、机组回热系统运行情况、机组主再热蒸汽参数、机组通流部分效率、机组泄漏情况等方面。本文结合我国300MW、

600MW及以上容量大型机组,分别对影响机组热经济性的各个因素进行了分析,就如何改善这些因素提出一些建议,以达到

提高机组热经济性的目的,供各发电厂参考。

关键词:热经济性;因素;分析

热经济性用来说明火电厂燃料能量利用程度,以及热力

过程中各部分的能量利用情况,这些均直接影响到火电厂的

发电成本、利润和燃料节约量。由于热经济性代表了火力发

电厂能量利用、热功转换技术的先进性和运行的经济性,故

提高机组热经济性可提高发电厂经济效益。所以对大型机

组如何提高机组的热经济性日益显得重要。

一般来说,影响热经济性的因素主要包括:机组真空、机

组负荷、机组回热系统运行情况、机组主再热蒸汽参数、机组

泄漏情况、机组通流部分效率等。下面就各个因素分别进行

分析。

一、机组真空

1. 机组真空对经济性的影响

真空系统运行的好坏对汽轮机运行的经济性有很大的

影响。一方面由于真空降低,蒸汽的有效焓降将减少,在蒸

汽流量不变的情况下发电机出力下降,在发电机出力不变的

情况下,机组的蒸汽流量将增大,机组经济性下降;另一方面

机组真空降低,排汽缸温度上升,机组冷源损失增大,循环热

效率降低。一般情况下,真空度每变化1 % ,可使热耗率变化

0. 7～1 % ,煤耗变化约1. 5gPkwh。

虽然提高真空可使汽轮机的理想焓降增大,功率增大,

但是无论从设计角度,还是从运行角度来看,都不是真空越

高越好。运行机组主要靠增大循环水量来提高真空,然而循

环水泵是厂用电的大用户之一,过分增大循环水量,可能使

汽轮机真空提高而多发的电反而少于循环水泵多耗的电,得

不偿失。所以要根据季节变化和真空变化及时改变循环水

泵的运行方式,以节省厂用电。

2. 如何提高真空

①按规程规定定期进行真空严密性试验,加强对凝汽器

进、出口水温、端差、真空、过冷度等运行参数的综合分析,若

试验效果不好,要及时找出影响机组真空的主要原因,制定

处理措施。

②若真空一直不好,采用氦质谱检漏、凝汽器灌水等方

法认真做好真空系统查漏工作,对漏点及时彻底处理。

③注意对轴封汽压力的调整。现场常常为了保证轴封

汽不外冒,将低压轴封汽压力调整得较低,加上自密封系统

中溢流控制站的调节门为气动门,调整波动比较大等等原

因,造成低压轴封处泄露,这个问题比较常见。

④加强对凝汽器胶球系统的维护管理,提高清洗效果。

⑤加强对真空泵的工作水温以及真空泵分离水箱水位

的检查,防止真空泵不出力。

⑥经常对循环水系统进行检查。

二、机组负荷

1. 机组负荷应维持额定负荷运行

因为机组的设计都是根据额定负荷进行的,所以机组在

额定负荷时经济性是最好的,且机组额定负荷时如各运行参

数维持设计值,此时节流损失最小,保证机组经济性最好。

2. 机组采取复合滑压运行方式

随着电力工业的发展,大容量机组参与调峰是不可避免

的事实,要保证机组在各种负荷时都保持较高热经济性就要

采取复合滑压运行方式,即汽轮机采用喷嘴配汽方式,在高

负荷区域内(如80 %～95 %额定负荷以上) 进行定压运行,用

启闭调节汽门来调节负荷,汽轮机组初压较高,循环热效率

较高,且负荷偏离设计值不远,相对内效率也较高。在较低

负荷区域内(如80 %～95 %与25 %～50 %额定负荷之间) 进

行滑压运行,这时没有部分开启汽门,节流损失相对最小,而

且主蒸汽温度不变,各种负荷下新汽容积流量基本不变,各

级喷嘴、动叶出口流速不变,比焓降和内效率都不变,全机相

对内效率接近设计值。现在大型机组均采用可调速汽动给

X作者简介:孙明科(1976 - ) ,男,山东石横人,华北电力大学经济管理系05 级工程硕士。中国电力教育2008 年研究综述与技术论坛专刊

水泵,滑压运行使给水压力降低,给水泵耗工降低。当机组

负荷急剧增减时,可启闭调节汽门进行应急调节。在滑压运

行的最低负荷点以下(如25 %～50 %额定负荷以下) 进行初

压水平较低的定压运行,以免经济性降低太多。

三、机组回热系统运行情况

1. 机组回热系统运行情况对经济性的影响

回热系统是指从汽轮机某些级中抽出部分作过功的蒸

汽用来加热送往锅炉的给水以提高给水温度的系统,由于回

热具有明显的热经济效益,使它成为发电厂(或汽轮机) 最早

最普遍采用的提高热经济性的基本手段。

回热系统运行不正常表现为给水温度降低、各段抽汽参

数不正常、高加不能正常投入等方面。

对单位质量的抽汽而言,低压抽汽回热做功将大于高压

抽汽,所以在多级回热系统中,应尽可能多利用低压抽汽来

代替高压抽汽,如回热系统工作不正常,使得部分本级蒸汽

流入低一级抽汽中,高压抽汽排挤低压抽汽,造成机组热经

济性降低。抽汽流入凝汽器还将造成机组冷源损失增大,给

水温度降低造成给水在锅炉中吸热量增大都将使得机组热

经济性降低。

造成回热系统运行不正常的因素主要有加热器端差增

大、加热器停运、加热器汽侧无水位运行、抽汽压损增大、高压加热器旁路泄露等方面。

(1) 影响加热器端差的主要因素有:加热器内传热管的

特性、传热管的尺寸、管内对流换热系数、管外凝结换热系数及管内外工质的温度等等。对于已经投运的加热器来说,主

要影响因素是管内外的换热系数,而影响换热系数的主要因

素有加热器传热管脏污程度、加热器内是否有空气等不凝结气体等方面。加热器端差增大直接导致出水温度降低,造成

高一级抽汽量或在锅炉中吸热量的增大。

(2) 加热器停运的原因一般为加热器消缺,需要隔离。

加热器停运除了影响机组热经济性外,低压加热器停运会造

成除氧器进水温度降低,如水温过低除氧器将产生振动,高

压加热器停运将带来机组末级叶片湿度增加、锅炉过热器超温、再热器超压等严重后果。

(3) 加热器疏水调节系统不正常将造成加热器无水位运

行,这样最明显的表现是出水温度降低。某电厂资料表明,

高压加热器有水位运行时给水温度比无水位运行时要高4～

6 ℃,而且加热器无水位运行还使得抽汽还没有放出凝结热

量就以蒸汽形式沿疏水管进入下一级加热器,排挤下级低压

抽汽使机组热经济性下降,同时因汽水混合物进入疏水冷却段、疏水管、疏水阀而引起管束泄漏、疏水管振动、疏水阀冲蚀等危及设备安全的情况。

(4) 抽气压损增大通常是因为抽汽管道的逆止门、隔离

门误关或开度不够造成,将造成本级抽汽减少,流入下一级

抽汽而排挤低压抽汽,同时,抽汽减少造成出水温度降低。(5) 高压加热器旁路泄露也是各电厂比较常见的,原因

是大旁路电动门泄漏或进口联程阀开不到位造成小旁路泄漏,表现为汽机侧(最后一级高压加热器出口未与大旁路汇

合处) 给水温度比锅炉侧高,这样不仅因为给水流量减少造

成高压抽汽减少,而且造成最终给水温度降低。

2. 如何保证机组回热系统正常运行

(1) 加强对加热器运行状况的监视,尽量利用停机时间

进行消缺。高压加热器参数高,热容量大,如抽汽管道上只

有气动逆止门及电动隔离门,均不能可靠严密关闭,机组运

行时高压加热器的隔离时间长,最好在抽汽管道上加装手动

隔离门,减少检修时间。

(2) 加强对加热器水位的监视,保证加热器有水位运行,

若发现水位调节不正常,及时联系检修处理。