背压式汽轮机加装后置式汽轮机后最佳工况的选择

431 3274. 0
复速级后压力 MPa
1. 598
1. 598
1. 548
1. 448
排汽压力 MPa
1. 076
1. 058
1. 048
1. 028
排汽温度
℃
323
326
325
328
排汽焓 大气压力
kJΠkg MPa
2885. 7 0. 0975
2886. 6 0. 0975
2883. 8 0. 0975
10320 139. 6 4. 8
438
2. 4
0. 90
298 2001. 3. 29
3120
72. 2 4. 95
435
1. 55
0. 97
325 2001. 5. 1
3360 75. 4 4. 92
438
1.源自文库5
0. 97
325 2001. 5. 6
3360 72. 8 4. 92
325
1. 6
3360 78. 6 4. 97
440
1. 6
0. 85
326 2001. 6. 28
由实测数据可见 ,夏季运行时 ,背压机的进汽量为其额定进
汽量的一半 ,而发电功率只为额定功率的四分之一左右 。
表 2 是内蒙古电力研究院于 2001 年 8 月对该机所做半负荷
热力试验数据统计表 。
表2
名 称 单位
工况 1 工况 2 工况 3 工况 4
发电功率
kW
3000
2700
2500
2100
进汽量
kgΠh
进汽压力 MPa
75000 4. 897
70900 4. 977
67700 4. 897
60000 5. 078
进汽温度 进汽焓
℃ kJΠkg
428 3265. 5
432 3277. 8
431 3276. 6
Selection of Optimun Operating Mode of Backpressure Turbine with Post Turbine
ZHU Zhen - jun1 ,ZHAO Su - ming2 (11Harbin Wangzhao Heating and Power Plant ,Harbin 150040 ,China ;
·49 ·
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汽量 。
2 背压式汽轮机与其后置式汽轮机流量不匹配时热 力过程分析
当背压式汽轮机的额定流量与其后置式汽轮机的额定流量
289 2001. 1. 8
11500 162. 0 4. 68
437
2. 9
0. 98
290 2001. 1. 8
冬季 10500 142. 0 4. 65
434
2. 6
0. 81
281 2001. 1. 8
10800 144. 4 4. 79
442
2. 7
0. 90
288 2001. 3. 29
21Harbin Institute of Technology ,Harbin 150001 ,China)
Abstract :Backpressure turbine with post low - pressure condensing turbine was investigated in this paper. While the flow rate of two type of turbine weren’t seriously matching ,we introdued a method to select optimum operating mode and to promote efficiency. Key words :post turbine ;optimum operating mode ;vapor bypass vent
2878. 7 0. 0973
绝热焓降 kJΠkg
379. 8
391. 2
392. 8
395. 3
有效焓降 kJΠkg
165. 2 170. 69 171. 42 162. 0
相对内效率
%
43. 5
43. 6
43. 6
41. 0
汽耗率 kgΠkWh
25
26
25
28. 6
从表 2 可见 ,在额定进汽参数下 ,进汽量低于额定进汽量越
相对内效率
0. 496
级内功率
kW 2985
总内功率 ∑Ni = 3536kW
发电功率 Ne = 3006kW
压 力 级
1
2
3
4
5
74200 73800 73800 73800 73800
1. 60 1. 46 1. 35 1. 27 1. 20
348
344
340
339
340
3143. 4 3136. 8 3131. 3 3130. 9 3131. 7
由于种种原因 ,背压式汽轮机的额定流量和后置式汽轮机 的额定流量往往是不一致的 。通常后置式汽轮机的额定流量比 背压式汽轮机的额定流量少 ,因此造成两台汽轮机的蒸汽量不 匹配 。例如哈尔滨市三能实用技术研究所为华能伊敏煤电公司
收稿日期 2004 - 01 - 08 修订稿日期 2004 - 03 - 08 作者简介 :朱振军 (1965～) ,男 ,黑龙江省鹤岗市人 ,哈尔滨市王兆热
第200242年卷3,总月第,第1224
期 期
《节 能 技 术 》 ENERGY CONSERVATION TECHNOLOGY
Vol . 22 ,Sum. No. 124 Mar12004 ,No. 2
背压式汽轮机加装后置式汽轮机后 最佳工况的选择
朱振军1 ,赵肃铭2 (11 哈尔滨市王兆热电厂 ,黑龙江 哈尔滨 150040 ;21 哈尔滨工业大学 ,黑龙江 哈尔滨 150001)
表 1 为内蒙某一热电厂背压汽轮机冬夏运行时详细的现场 实测数据 。
表1
功率 主汽流 主汽压 主汽温 调节级后 排汽压 排汽温 时 间
(kW) 量 (tΠh) 力 (MPa) 度 ( ℃) 压力 (MPa) 力 (MPa) 度 ( ℃) 年月日
11200 157. 0 4. 75
436
2. 8
0. 98
0. 93
325 2001. 5. 7
夏季 2880 71. 1 4. 87
436
1. 5
0. 92
323 2001. 5. 7
2400 70. 4 5. 07
440
1. 4
0. 78
318 2001. 6. 25
2640 72. 8 4. 94
442
1. 5
0. 81
318 2001. 6. 28
20. 8 30. 1 59. 9 69. 5 14. 3
9. 96 10. 13 9. 17 9. 25 5. 90
0. 295 0. 223 0. 20 - 0. 042 0. 51
148
101
10
- 14 306
从表 3 可见 ,在半负荷运行时调节级后的压力下降较多 ,调
节级焓降过大 ,速比过小 ,远远偏离了最佳速比值 ,使效率过低 。
·50 ·
多效率下降越多 。例如在 67. 7 - 75tΠh 进汽时 ,汽轮机相对效率为 0. 435 - 0. 436 ;进汽量为 60tΠh 时 ,相对内效率下降到 0. 41 。
表 3 是对该机进行半负荷变工况热力计算所得热力特性数 据一览表 。此计算结果和试验实测结果基本一致 。
表3
名称
单位 调节级
1 前言
在一些热电厂或企业自备电站的背压式汽轮机中 ,有些因 无热负荷或热负荷过少而无法运行 ,有些只在冬季采暖供热时 使用 ,夏季则停运 。为了提高这些背压式汽轮机的设备利用率 , 一些热电厂加装了后置式低压凝汽式汽轮机 ,以背压式汽轮机 的排汽作为后置式汽轮机的汽源进行发电 。如果背压式汽轮机 的排汽全部进入后置式汽轮机中 ,就构成一个凝汽式汽轮发电 系统 ;如果背压式汽轮机的排汽一部分进入后置式汽轮机中发 电 ,而其余部分都直接用于供热 ,就构成一个抽汽凝汽式汽轮发 电系统 。这样 ,背压式汽轮机就可全年发电 ,而后置式汽轮机也 可全年发电或夏季发电 ,从而提高了发电设备的利用率 ,增大了 发电能力 。
相差较多 ,造成严重不匹配时 ,不可能使两机都在设计工况下运 行 ,如保持一机在设计工况下运行 ,另一机必然在远离设计工况 下运行 。为了分析这一问题 ,现以内蒙某一热电厂的一台 B12 50Π10 型 12000kW 背压式汽轮机及其 N12 - 10 型后置式凝汽式汽 轮机为例进行说明 。该背压式汽轮机的额定汽量为 150tΠh ,其后 置式汽轮机的额定进汽量为 75tΠh ,只为背压汽轮机进汽量一半 。 冬季背压汽轮机在额定工况下运行 ,其 150tΠh 的排汽中 ,75tΠh 蒸 汽送到后置机中发电 ,另 75tΠh 蒸汽送到热网中供热 ,满足了发电 供热需要 。实际上该后置机是按冬季的需要设计的 ,这时两机都 有最好的设备利用率和最佳的运行状态 。然而在夏季 ,无采暖热 负荷时 ,两机只能按后置机的 75tΠh 的进汽量工作 ,这样 ,背压汽 轮机不得不在半负荷以下的工况运行 ,这时该机各级的速比远 远偏离了最佳值 , 致使汽轮机的效率大幅度下降 , 出力大大减 少。
电厂工程师 ,主要从事热电生产管理工作 。
B6 - 3. 43Π0. 49 型背压式汽轮机加装一台 N4 - 0. 5 型后置式低压 凝汽式汽轮机 ,是用一台 8000kW 次中压抽汽凝汽式汽轮机改造 而成 。原 机 进 汽 参 数 为 2. 35MPa 、390 ℃, 改 造 后 的 进 汽 参 数 为 0. 49MPa 、250 ℃。由于后置机的比容由改造前的 0. 124m3Πkg 增加 到改造后的0. 49m3Πkg ,比容增加近四倍 。其主汽阀 、调节汽阀以 及各级的通流能力受到了极大的限制 。为了适应低参数进汽的 需要 ,在原汽轮机构造中的十一个级中拆除前五个级 ,只保留后 六个级 ,同时扩大主汽阀和调节汽阀的阀碟和阀座尺寸 ,增加其 进汽量 。即使如此 ,后置机的进汽量也只能控制在 30tΠh 左右 ,相 应的电功率为 4000kW 左右 。但该背压式汽轮机的额定进汽量为 58tΠh ,出现了供汽量的不匹配 。如果按背压机的理想工况运行 , 这时效率较高 ,发出功率较多 ,但后置机由于进汽量过大 ,各阀 门受通流能力的限制 ,流动损失大大增加 ,效率大幅度降低 ,功 率也大为减少 , 以致流量的增加不抵损失的增加 , 功率反而降 低 。从该机运行记录中看到 ,背压机进汽 45tΠh 时 ,背压机的发电 功率是 4500kW ,而后置机的发电功率只有 2000kW ,当背压机的 进汽为 29. 5tΠh 时 ,背压机的发电功率为 2500kW ,其后置机的发 电功率为 4000kW。两机同样发 6500kW 的电功率 ,前者用去 45tΠh 蒸汽 ,后者只用 29. 5tΠh 蒸汽 。汽耗大大降低了 。可见 ,两机在发出 一定的总功率时 ,存在一个汽耗最小的进汽量 ,称为最佳工况进
总进汽量
kgΠh 75000
级前压力 MPa 4. 90
级前温度
℃ 428
级前焓
kJΠkg 3265. 5
级后压力 MPa 1. 60
级绝热焓降 kJΠkg 288. 9
级速比
0. 198
级内损失 kJΠkg 95. 8
动叶相对进汽角 ° 17. 7
冲角
° 22. 1
冲击损失 kJΠkg 49. 8
而各压力级的焓降均相应减少 。特别是第三 、第四压力级的焓降
减少过大 ,引起速比过大 ,远远偏离了最佳速比值 ,效益亦显著 降低 。同时由于各级焓降变化过大引起喷嘴出口汽流速度变化
较大 ,使得进入动叶的汽流相对进汽角远远偏离了动叶的几何 进汽角 ,从而产生很大的冲角 ,引起极大的冲击损失 。其中个别 级出现负功 ,这是效率下降 ,出现减力的主要原因之一 。
1. 46 1. 35 1. 27 1. 20 1. 08
24. 3 22. 2 16. 7 15. 9 29. 3
0. 664 0. 696 0. 807 0. 836 0. 662
2. 16 7. 12 7. 24 7. 33 8. 46
43. 5 52. 9 82. 8 93. 0 36. 8
摘 要 :本文研究了背压式汽轮机加装后置式低压凝汽式汽轮机后 ,当两机的额定流量严重不匹配 时 ,如何选择最佳运行工况 ,以及对流量过小的汽轮机如何提高效率的方法 。
关键词 :后置式汽轮机 ;最佳工况 ;旁通进汽 中图分类号 :TK269. + 3 文献标识码 :A 文章编号 :1002 - 6339 (2004) 02 - 0049 - 03