抽凝式汽轮机低真空供暖运行实践
汽轮机低真空运行循环水供热改造技术
ｃ 将 原 热 网 回水 至热 网循 环 泵 入 口母 管 加 装 ． Ｄ ５０闸 门一个 ， 门关 闭后 使 热 网 回水 直 接进 入 Ｎ０ 该
凝 汽器入 口。 ｄ 将 原循 环 水 系统 至 冷却 塔 的 ２ ７回水 ． ９×
４ １ ２号汽 轮机运行 参数见表 １ ． 。
著。
机组 的循环 热效 率 ， 机组 运行 方 式 由抽凝 运 行 方 将
式 改为低 真空 运 行方 式 。通 过低 真 空 运 行 ， 在 汽 将 轮机 内作过 功 的蒸 汽 回收再 略 加热 后 ， 到 千 家 万 送
ｂ 根据需 要更 改 运 行 方 式 时 ， ． 只需 将 相关 的 闸 门开 启或关 闭 即可 ， 作 十分 灵 活 ， 全 可靠 ， 行 操 安 运
维普资讯
热 电技 术
２０ ０ ８年 第 ２期 （ 总第 ９ ８期 ）
汽轮 机低 真 空运行循 环 水供 热改 造技 术
宋欣亮 ， 陈晓东
（ 赤峰 制药集 团热 电厂 ， 内蒙古 赤峰 ０４０ ） ２０ １
摘 要 介 绍 了 Ｃ ３ ４／ ．９型 汽 轮 机 组 由抽 凝 运 行 改 ６— ．３＇ ４ ０
１ 前 言
赤峰制药集 团热 电厂 ２号 汽轮 机 为青 岛汽 轮机 厂生产 的 Ｃ ３ ４ ／ ． ９型抽 凝 机组 ， 了提 高该 ６— ． ３ ０ ４ 为
塔散人大气损失掉。利用排汽凝结时放出的热量加
热 热 网水并 回收 加 以利 用 ， 大减 少 了汽轮 机 终 端 大 热损失 ， 提高 了热 电厂 的经济 效益 ， 能效果 十分 显 节
因凝 汽器 的尺 寸 比汽 缸 小 ， 有 喉 部 伸 缩 节 的 又 补偿 作用 ， 因此 ， 膨胀 对汽机 后轴 承影响不 大 。 其 低真空 运行后 ， 机振动 有没有发 生 变化 。 汽
凝汽式汽轮机低真空循环水供暖系统分析
凝汽式汽轮机低真空循环水供暖系统分析作者：杨涛来源：《科学与财富》2020年第12期摘要：本文以某凝汽式汽轮机组为例，首先简要分析了将其改造成低真空循环水供暖的必要性与可行性，探讨了机组改造及运行中所需要注意的各项突出问题，望能为此领域研究有所借鉴。
关键词：凝汽式汽轮机;低真空循环水供暖;可行性伴随我国能源问题、环境问题的日渐严峻化，怎样采取有效措施，提升热电企业，尤其是那些小型热电企业的能源利用效率，最大程度降低其所存在的环境污染问题，已经成为现阶段整个热电行业需要迫切解决的重、难点问题。
针对汽轮机低真空循环水供暖而言，其作为一种新型的节能技术，能够更好的满足当前的环保要求与能源需要。
本文结合实例，深入分析其在低真空循环水供暖改造中所需要主体的问题，望能以此为该领域研究提供帮助。
1.低真空循环水供暖改造的必要性与可行性分析1.1必要性针对凝汽式汽轮机运行过程中所排出气体中的热量，在经过凝汽器时，能够大部分被循环冷却水带走，而经过冷却塔完全冷却之后，会以一种冷源损失方式而被浪费掉。
对于此种情况，若能把汽轮机组进行改造，使之呈现低真空循环水供热，那么此时从汽轮机当中外排的热量，便会被传送至热网当中，并用作供热，因而可以最大程度减少冷源损失，促进电厂能源利用率的最大化提升，因此，对其进行改造，十分必要。
1.2可行性围绕凝汽式汽轮机，根据实际需要，把它改造为低真空供暖机组，除了操作简便之外，还能提高整个机组的安全性与可靠性，另外，在短短的1月内便能完成改造，因而有着较短的改造周期，以及较低的改造投入。
在实际发电时，如果适当的减少冷却汽轮机乏汽所对应的循环水量，并降低凝汽器真空庆康，那么在此驱动下，无论是排汽的压力，还是温度，均会伴随其而升高，因而可以达到提高循环水温度的目的，使其维持在70～75℃。
还需要指出的是，为了能够从根本上促进整个机组设备稳定、高效且安全的运行，需要以汽轮机组当中的那些静止部分为对象，对其进行进行全面改造，除此之外，还需要把循环水系统向热网系统切换，用作冬季的各项供暖需要。
汽轮机低真空运行循环水供热的应用
汽轮机低真空运行循环水供热的应用摘要：伴随经济的迅速发展，城市化建设的逐渐扩大，热电厂已不能满足日益增大的供热需求，因此，就需要进行节能改造，而低真空循环水供热技术则非常成功地解决了这一问题。
汽轮机低真空循环水供热技术在理论上能达到很高的能效，国内外已有很多研究成果和成功的经验。
关键词：汽轮机；低真空运行循环；水供热；应用前言汽轮机降低真空运行，提高循环水温度做为冬季供暖是一项社会效益和经济效益都十分显著的节能技术，它能同时满足节能降耗和环境保护的要求，因此本文主要就汽轮机低真空运行循环水供热的应用进行探讨，以供参考。
一循环水供热系统循环水供热是十分完善的热电联产方式。
循环水供热，就是使抽凝机组在运行中把通过凝汽器的冷却水量减少，通过降低真空，相对应的排汽压力和排汽温度升高，使汽轮机凝汽器的出水温度由正常运行的30℃-35℃提高到70℃-75℃，然后不让循环水通过冷却塔降温，而是经过热网循环水泵加压输送至各热用户作采暖用热，循环水经过热用户放出热量之后的回水在返回至凝汽器重新冷却汽轮机的排汽，使温度升高后，进行加热后再送至各热用户，进入另一次循环。
并将全公司锅炉、汽机在开停和正常运行中的排污疏放水接入混合式加热器，引至热网循环水中供热。
二汽轮机低真空运行循环水供热系统存在的问题汽轮机低真空运行降低了热能的损耗，但同时也使凝汽器长期处在背压状态下运转，对汽轮机的服务年限产生了一定的影响。
发电厂汽轮机组低真空运行时会使汽轮机转子的径向推力加大，有可能出现轴承过负荷情况的发生，我们可以用拆除一定比重的汽轮机末级窝轮的方法，降低汽轮机转子的径向推力，从而保证低真空运行汽轮机组的安全稳定运转。
汽轮机组低真空运行时静子在汽缸中的膨胀量会加大，运转设备的动静间隙会发生改变，有可能导致汽轮机组振动加剧，造成联接螺栓变形松动，但一般情况下温度变化量不太大，动静间隙的改变不会造成振动的突然加剧。
就目前情况看，汽轮机组低真空运行对静子在汽缸中的膨胀量影响不大。
低真空供暖
区域供热2011.3期图一循环水供热原理图我公司现有机组装机为2×12MW+1×24MW抽凝式汽轮发电机组，由于为保证末端工业用户的用汽压力，机组设计抽汽供热参数为1.27MPa，320℃，为保证供热安全稳定，安装了两台由主蒸汽母管到供热管网的减温减压器。
由于近年城区采暖热负荷需求增长较快，电厂的供热能力不足，如要完全满足供热，采暖期需停一台机开减温减压器运行供热，这给企业带来严重的经济损失。
考察发现，汽轮机低真空循环水供热技术正在悄然进入北方各热电厂。
因此我公司在2006年对2×12MW+1×24MW抽凝式汽轮机进行了低真空循环水供热改造，2006-2007采暖期供热面积60万平方米，2009-2010采暖期供热面积达到160万平方米，2010-2011采暖期供热面积达到210万平方米。
通过改造，企业在节能、环保方面受益匪浅。
一、循环水供热原理汽轮机低真空运行，利用循环水供热，即将排汽压力提高到0.059～0.078MPa，冷却水出口的温度达80～90℃，直接用循环水对外供热采暖，减少了冷源损失，显著提高了凝汽式电厂的经济性。
通过几年的运行实践表明，循环水供热采暖改变了汽轮机热力工况，使汽轮机在变工况下运行，对汽轮机的功率、效率、推力、辅机运行工况等有一定影响，但通过实践以上参数的变化对机组及供热系统安全稳定运行没有影响，机组整体经济效益显著，该项目已经比较成熟。
循环水供热原理图如下：循环水供热是人为地提高循环水温度，从而提高机组排汽压力，保持机组在低真空运行，使机组排温度随之升高。
当循环水出口温度由正常运行的30～35℃提高到60～65℃时，保持稳定的真空，循环水吸收的热量，不再通过冷水塔冷却释放，而是用热网循环泵直接输送到各热用户，供居民住宅采暖。
循环水供热原理见图一，循环水经居民住宅散热器放出热量后，重新回到电厂凝汽器吸收机组排汽的热量，周而复始进行循环。
汽轮机低真空运行循环水供热技术的研究与实施
2020.10 EPEM87发电运维Power Operation汽轮机低真空运行循环水供热技术的研究与实施华电能源股份有限公司 全 威摘要：为了汽轮发电机在低真空下进行运行时，可有效的增加排气温度，以及实现提升循环水的供回水温度，本文对这一方面的改造工程进行研究和分析。
关键词：汽轮机；低真空运行；循环水供热技术；凝汽器我国现阶段所使用火电发电所产生的电量占全体发电总量八成以上，而在火力发电过程中很大一部分能量损失，是由于燃煤的过程中被凝汽器的循环水所带走的热量值。
1 研究背景在汽轮机处于低真空条件下运行的过程中，也就是说在进行发电时，能够从燃烧的锅炉中产生较大能量的过热蒸汽，之后再通过汽轮机进行膨胀做功。
但在实际运行过程中，汽轮机只能将其中27%的热量进行能量转化，剩下73%的热量都会被循环水所吸收，之后再通过玻璃钢冷却塔排放到大气里，造成大量的能源损耗。
同时这部分能量虽然很大，但实际热量并不高，通常状态下只有30~35摄氏度之间，因此没有可直接进行使用的价值。
在运行过程中，需在低真空运行的过程中将这部分损失的能量尽可能收集起来，以此起到加热的作用，在冬季来临时可为人民提供稳定的供暖。
本文的研究中，需对循环水进行相应的改造，首先改为热网水，并降低真空以及提升排气压力和排气的实际温度值，同时还需保障进气参数不会发生变化。
在降低真空的过程中，是需要伴随着冷却水温度的提升和下降的[1]。
在对该设备进行运行实践中可发现，在抽凝机组进行改进、使用低真空的运行模式下，有着很好的运行基础，当凝汽器的真空在80%以下时汽轮机为低真空运行，同时对比之前的运行效率有着较大提升。
在汽轮机低真空运行过程中，不同于真空运行的模式，在排气凝结热的能量损失也不会再进行考量，需对其能量进行回收再利用。
2 汽轮机低真空运行循环水供热工作原理在汽轮机低真空运行循环水供热过程中，其本质就是依靠火力发电机在进行发电过程中，以人工的方式将汽轮机中的真空度进行降低，以此让汽轮机排气温度有着明显的提升，进而保障循环水温度的提升。
汽轮机低真空运行及改进
机设备的可靠性有所影 响， 针对 以下问题进行 了改进 。
．
（ ） 了保 障 冷 凝 器 正 常运 行 参 数 ， 热 网 回水 管路 进 入 冷 １为 在 凝 器 以前 装设 减压 阀 和持 压 卸 压 阀 以 及除 污 器 ，保 证 系统 运 行 过 程 中冷 凝 器 压 力 保 持 在 ０１ ～ ． ＭＰ ， 事 故 状 态 下 卸 压 并 ． ０２ ８ ２ ａ在 保 压 ，保 证进 入冷 凝 器 回水 压 力 不超 压 和 进 入 冷凝 器 的循 环 水 无 杂 物 无 异 物 ， 止 冷凝 器 铜 管 破 裂 和 管 板 变形 。 时还 对 冷 凝 防 同
２ 行 中 存 在 的 问题 及 改 进 ． 运
泵会 发生 汽化 ， 凝结水抽不 出去。为了提高水泵的抗汽蚀能力 ，
将 水 泵 向 下 布 置 ，使 热 水 井 出 水 口与 水 泵 入 水 口 距 离 大 于 １０ ｒ 在 水 泵 进 口处 形 成 一个 由 水 柱 形 成 的静 压 力 ， 止 了 ３ ０ ｍ， ａ 防
汽轮机低真空运行后 ， 排汽压力 和排汽温度均升高 ， 对汽轮
凝结 水在 水泵进 口处的汽化 ， 使水泵能正常吸水。
一 ． 壹 煎． 羔 鲎 量 监
设 管 与 修 ２０ ２ 聋 理 维 ０ № 团 １
全方位 多措施节 电
提高社会与企业效益
赵维 印
摘要 从政府 、 社会和企事业单位各领域， 出节约电能的管理措施和技术手段 。同时， 提 揭示节能与环保 的关 系。 关键词 设备工程 节 电措施 企业效益 社会发展
汽 轮 机低 真 空运 行 及 改进
赵小恰
摘要
关键词
介绍 ｃ — ． ，４ 型汽轮机组 由抽凝运行 改为低真 空运 行的方法， ３ ３４ ０ ９ ３． 以及运行 中存在 的问题及 改进 。 汽轮机低真空运行获
汽轮机低真空循环式供热应用
机组 在低 真 空供 暖 方式 下运 行 时， 理想 情况 下 原排 汽凝 结潜 热 可 以 在
全部 回收 。则改 造后 （ 假定 凝汽 量不变 ３ ０ ０ ｇ ｈ ２ ０ ｋ ／ ）：
采 暖期 回收 的热量Ｑ ＝ （２一 ３ Ｄ Ｉ ｈ ，ｈ ）＊ １ 少 发 电量 折合 热量Ｑ ＝（ ２ 一 ２ Ｄ ２ ｈ ， ｈ ）＊ １
总 节约热 量 ＱＱ一 ２ ＝ １Ｑ
（） １ （） ２
（） ３
’
式 中，Ｄ 卜凝 汽 量 ，ｋ ／ ：ｈ一 凝汽 排汽 焓 ，ｋ／ ｇ ２ 低真 空排 汽 ｇ ｈ ２纯 ｊｋ ；ｈ一 焓 ，ｋ ／ ｇ ３ 低真 空凝 结水 焓，ｋ ／ ｇ ｊ ｋ ；ｈ 一 ｊｋ 。 若 改造 后 机 组 在 额 定 工 况 下运 行 ， 由 （ ）式得 采 暖期 可 回 收热 量 １ ７． ３Ｇ／ ， 由 （）式 得少发 电折 合热 量２２ Ｊ ｈ 由 （ ）式得总 节约 ９ １６ Ｊｈ ２ ．４Ｇ ／ ， ３ 热量 为 ７．９ Ｊ ｈ ６８ ６Ｇ ／ ，其 折合 标煤 为２ ２ｋ 标煤 ／ ６ ７ｇ 小时 。如 果一 个采 暖 期 内 机 组运 行 １０ ，则 可节 约标煤 ７６ ｔ ２天 ５６ 。 ２相关 问题分 析 ２ １机 组改 造方式 分 析 。凝 汽 式汽轮 机 组改造 成低 真空 循环 水供 暖主 ． 要 有两 种 方式 。一 种是 对汽 轮机 本 体不 做任 何 改动 ，直接 将凝 汽机 组用 于 低 真空 供暖 。这 种 改造 方式 ，其运 行 参数 严重 偏 离设 计工 况 ，汽轮 机各 级 焓 降 发 生变 化 ， 末级 和 次 末级 焓 降变 小 ，不 做 功 甚至 起 阻 滞作 用 而 消耗 功 。 同时会 由于 振动 、推 力轴 承损 坏 等原 因给 机 能的安 全运 行 带来 困难 。 因此 ，这 种 改造 方式 基本 上 已不采 用 。另 一种 改造 方式 是对 汽轮 机组 的某 些静 止部 分进 行 结构 改造 。对 冬季 为低 真 空供 暖 ，而夏 季又 要恢 复 为凝汽
汽轮机低真空供热改造技术的分析
汽轮机低真空供热改造技术的分析发布时间：2022-09-27T05:56:29.303Z 来源：《中国电业与能源》2022年第10期作者：赵风科[导读] 近年来，受我国能源相关政策与汽轮发电技术等因素的影响赵风科南京德能动力科技有限公司江苏南京 210000摘要：近年来，受我国能源相关政策与汽轮发电技术等因素的影响，我国很多的中小型企业中凝汽式汽轮机长时间处于一种无供热的状态下运行。
在此过程中，汽轮发电机组热电通常比机发电效率要低，并不能够满足我国的能源政策需求。
所以，为保证我国能源政策与企业能够得到长足发展进步，那么便需要对汽轮机进行系统化的改造，使得能够被改造成热电比较大、热效率较高的低真空供热汽轮机。
除此之外，汽轮机低真空改造过程中往往能够实现投资较低、发电效率较高的优势，本文将针对汽轮机低真空供热改造的相关内容进行论述，使得企业汽轮发电机组的效益能够最大化。
关键词：汽轮机；低真空；供热改造；经济效益前言：针对现阶段的汽轮机真空供热改造技术的实际情况来看，我国国内的部分中小型的电厂中都有着自身配置的汽轮机，该汽轮机自身有着能源消耗较高、技术相对落后的缺点，加之电费、煤炭费用等因素的影响，企业在生产经营过程中往往处于不盈利甚至亏损的情况下。
为改变这一现状，提高发电企业的整体经济效益，使得企业能够由损转盈，在此过程中应使得汽轮机发电与供热方面的需求得到满足，不仅实现了企业汽轮发电机组效益的最大化，达到了人们所预期的目标，而且还能够很好的解决冬天供暖难、夏天发电难的问题。
1 汽轮机低真空供热的原理汽轮机低真空供热的主要原理在于降低凝汽器的整体真空度，保证汽轮机排气问题的提高，温度提高之后能够直接将冷凝器中的循环水进行加热工作，对用户起到供热的作用。
在单元体上，并没有显著性的改造工作，但是冷凝器的进水管与出水管是与循环水加热系统相连接的。
循环水主要是通过冷凝器进行加热的，在此之后热网泵则会将热水注入到热网中。
汽轮机低真空运行循环水供热技术的研究与实施
汽轮机低真空运行循环水供热技术的研究与实施发布时间：2021-05-07T06:28:33.918Z 来源：《福光技术》2021年2期作者：刘金胜[导读] 汽轮发电机运行中，蒸汽在汽轮机中做功后的乏汽通过凝汽器冷却成凝结水，造成大量的冷源损失，蒸汽热量没有得到全部利用。
华润电力（盘锦）有限公司辽宁盘锦 124010摘要：汽轮发电机运行中，蒸汽在汽轮机中做功后的乏汽通过凝汽器冷却成凝结水，造成大量的冷源损失，蒸汽热量没有得到全部利用。
汽轮发电机组低真空运行，适当提高汽轮机排汽压力，降低凝汽器真空，增加排汽温度，提高循环水的供回水温度，用循环水直接供热，就可以使做功发电后的蒸汽热能得到充分利用，提高能源的综合利用效率，并且带来一定的经济效益。
关键词：汽轮机；低真空运行；循环水；供热技术1 循环水供热技术应用的意义最近几年城镇人口剧增，也增大了电厂的工作负荷，导致城镇供热不足。
人们为了满足城镇的供热需求也在不断地破坏生态环境。
在这过程中很多生产加工过程中排出的热量没有得到充分的利用，造成了大量的资源浪费。
还有很多电厂都是借助循环冷却系统排放热量，忽视了这些热量带来的能量。
据调查研究，我们能够发现，如果我们把这些浪费的余热再次加工应用在人们的生活中，就能减少电厂的工作负荷。
当前很多电厂都已经应用了循环水供热技术，但在实际应用的过程中还存在着一些问题。
例如，电厂在冬季工作的时候循环水的温度较低，产生的热量不能达到供热的需求，如何提高循环水的温度也成为当前的研究现状。
据此我们提出了两种应对的措施，一种方法是把循环水作为低位热源之后再借助热泵吸收余热。
除此之外，还有另一种方式，就是让汽轮机组在低真空的环境中正常运行。
我们单从理论方面来讲，这种方法能够提供更高的热量。
目前我们国家应用这种技术的电厂还比较少，在国外已经有成功的案例。
这种低真空运行技术虽然能够提供充足的热量但需要高参数高容器，我们国家的基础设施还不够完善，目前还不能满足这种技术的需求。
凝汽发电低真空供热
作 者 简 介 ：骆 宗 伟 （ Ｉ ９ ８ ０ 一） ，男 （ 汉族 ） ，辽 宁 人 ， 中冶 北 方 工 程 技术有限公司工程师。
Ｎｕ ｍｅ ｒ ｉ ｃ ａ ｌ Ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎｇ ｏ ｆ Ｓ ｏ ｆ ｔ Ｓ ｏ ｉ ｌ Ｒｏ ａ ｄ ｂ ｅ ｄ Ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｕ ｎ ｄ ｅ ｒ Ｔｒ ａ ｆ ｆ ｉ ｃ Ｌｏ ａ ｄ
水 管 路送 至热 用户 。
１ 循 环 水 低 真 空 供 热 技 术
循 环水低 真 空供热 ，就 是 降低汽 轮机 凝汽 器 的 真 空度 ，提 高汽 轮机 的排 汽温度 ，使 凝汽 器进 出 口 冷却 水 的温度 同时提高 ，利 用汽 轮机 排汽 给热 网 回 水加 热 、对外 进行 采 暖供热 。凝 汽式 汽轮 机 的低真
６ ０ ￣ Ｃ，符合 供热 所需要 的温度 。改造 后 ，使供 热 系 统 与循 环冷 却水 系统并 联 ，在保 留原循环 冷却 水 系 统 的基 础上 ，将 凝汽 器水 侧人 口管 道与 热 网的 回水 管 道 连接 ，出 口管 道 与 热 网循 环 水 泵 人 口管 道 连 接 ，并 设有 切换 阀门 ，这 样可 以保 证冬 季供 暖期 和 非 采 暖期发 电的正 常运行 。热 网 回水先 经过 凝汽 器 加热 ，再 经过 热 网循 环水 泵增 压 ，最终 通过 热 网供
式 汽轮 机 组 的真 空 度 最 低 约 为 一０ ． ０ ５ ＭＰ ａ ，排 汽 温 度一 般为 ８ ０ ￣ Ｃ，该 工 况 下循 环水 温 度 为 ５ ０ ℃ ～
的蒸 汽在凝 汽 器 中冷却 成水 ，而冷 却水 被加 热产 生 的热 量散 发到 外界 环境 中 ，这 就 导致 了汽 轮机 的冷 源损 失 。为 了解决 由于 城市化 建设 进程 加快 带来 的 集 中供热 剧增 的 问题 ，本文对 中小热 电厂凝 汽式 汽 轮机 循环 水低 真空供 热 系统 改造 的可行 性 和经济 效 益进 行 了分析 论述 。 ，
凝汽式汽轮机真空度降低的原因分析及处理
区域治理PRACTICE凝汽式汽轮机真空度降低的原因分析及处理河钢集团邯钢公司邯宝能源中心 耿妍摘要：长期以来，汽轮机凝汽器的真空度将直接影响汽轮机运行的经济性和安全性。
在实际运行中，真空系统的故障过程比较缓慢，很难发现，因此有必要加强检查，识别潜在的安全隐患，及时处理故障，以降低事故发生的可能性。
针对真空度降低的问题，必须找出原因并及时处理，以满足机组的安全要求。
机组效率越高，循环水带走的热量越少，真空度越低，有效焓降越低，带走的热量越多。
循环水。
凝汽器真空度低会导致保护动作的发生，直接造成机组跳闸现象。
为此，通过对凝汽式汽轮机真空降低原因的分析，提出了具体的处理措施。
关键词：凝汽式汽轮机；真空度降低；原因分析；处理中图分类号：TK269+.1 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）47-0188-0001一、凝汽式汽轮机的工作原理具有一定压力和温度的蒸汽进入涡轮，流经喷嘴，并在喷嘴中膨胀，以获得较高的转速。
高速蒸汽流经涡轮转子做叶片工作，使转子以一定速度匀速旋转。
作业后的蒸汽经冷凝水冷却后排入冷凝器，冷凝成水。
由于冷凝器中体积和压力的减小，蒸汽轮机的可用焓降增加并且效率提高。
因为蒸汽中总是混合有一定量的空气，所以在这种情况下，空气仅在冷凝器中不凝结。
另外，冷凝器的压力低于大气压，外部的大气压冷凝设备将逐渐从松动的密封管和法兰等地方泄漏，与残留的蒸汽混合并逐渐积聚，从而使冷凝器的压力降低[1]。
冷凝器增加，真空度下降。
因此，有必要在冷凝器的设计中安装抽气装置，以从未冷凝的水中抽出空气和蒸汽，并使冷凝器处于真空状态。
冷凝水泵通常用于从热井底部抽出冷凝水并将其输送到脱盐站。
二、凝汽器真空的成因凝汽器中形成的真空是由于汽轮机排出的蒸汽在冷却为凝结水时，其比体积迅速减小造成的。
例如，在4千帕的绝对压力下，蒸汽的体积是水的3万倍以上。
当废气凝结成水时，其体积将大大减小，导致凝汽器汽侧真空度高，这是完成汽水循环的必要条件。
小型凝汽式汽轮发电机组低真空供热
论文二零一零年十二月七日作者简介：王方明（1980-），男，内蒙古包头市人，热能动力工程师，现从事热能动力设计工作。
李雪松（1990-），男，内蒙古包头市人，西安建筑科技大学环境学院建环0802班080310208 小型凝汽式汽轮发电机组低真空供热技术研究王方明1 李雪松2 王磊3（1.包钢（集团）公司设计研究院，内蒙古 包头 014010； 2.西安建筑科技大学环境学院建环专业，西安 710055；3.内蒙古包头市建委市政工程管理处监理所，内蒙古 包头 014030 ）【摘要】本文介绍了小型凝汽式汽轮发电机组低真空供热工艺改造的基本方法，即通过降低机组真空度提高排汽温度，加热循环水用于采暖。
并以包钢4#发电机为例进行了经济效益和环境效益分析。
针对系统改造时应注意问题提出了相应的对策，为同类机组低真空供热改造提供了借鉴和参考。
该技术具有良好的发展空间和推广前景。
【关键词】小型纯凝式汽轮机；低真空；供热Small Condensing Steam Turbine for low vacuum heatingWang Fangming（Baogang Group Designing & Institute.CO,LTD Baotou,Inner Mongolia,014010,China ） 【Abstract 】This paper introduces the basic method of improved process of small steam turbine generator unit for low vacuum heating, through reducing unit vacuum and raising exhaust temperature to heating circulating water be used to heating. Combine with the engineering case, analyses are conducted on the environmental and economic benefits of Baogang No. 4 generator. This paper puts forward some relevant suggestions on the problems to be noted in the reformation, and has provided the model and the reference for the heat in lower vacuum of similar units. The technology has good development space and expending prospects. 【Key words 】small steam turbine generator ；low vacuum ；heating1概述节能减排是当今能源工作的重要指导方针，为了提高中小型热电企业的能源综合利用效率，许多小型电厂都在走热电联产的道路。
汽机低真空供热说明
汽机低真空供热说明1低真空运行总体说明汽轮机低真空运行，是在不改变原来本体设备的基础上进行的，故汽轮机运行时应遵守厂家的原始要求，除非明确承诺可以改变。
凝汽式汽轮机低真空运行，利用循环水供热。
直接用循环水供热，减少了冷源损失，显著提高了凝汽式电厂的经济性。
汽轮机在低真空运行时，由于循环水和凝结水温度都有所提高，为保证轴封冷却器、冷油器和空冷器的冷却效果，因此汽轮机低真空运行后,应改用工业水作为它们的冷却水。
低真空运行时，由于真空降低，背压升高使理想焓降减少。
在进汽量和效率不变的情况下，将使发电机功率降低。
低真空运行是汽轮机运行的变工况，对冲动式汽轮机而言，真空降低将引起中间各级的级前压力提高。
对于复速级由于级后压力提高，使该级焓降减少，相对内效率下降，功率下降显著；对于中间各级，由于级前、级后压力变化均改变，而压比、焓降变化不大，因而相对内效率变化不大，功率变化不大；对于末级和次末级，由于真空降低使焓降大幅降低，甚至变为负值，以致造成蒸汽流速急剧降低，蒸汽不但不做功，反而对转子旋转产生阻尼作用，使发电机功率降低。
另外，由于低真空运行时，蒸汽没有充分膨胀，相对内效率也相应减少，从而使功率下降。
汽轮机转子的轴向推力是由动叶前后的压差和蒸汽在动叶内动量变化产生的推力；叶轮轮盘前后压差作用产生的推力以及静推力几部分组成。
当汽轮机低真空运行时，这些推力将受到影响。
对于冲动式汽轮机，一般轴向推力随背压的增加而增大。
为保证机组安全运行，如推力瓦温度高时可以采取降低前端汽封压力的方法减小轴向推力。
但是，从目前已进行低真空运行的机组运行情况看，轴向推力的增加，仍然在机组推力轴承安全运行的范围内，因此对机组可以不必改动，仍能保证安全运行。
低真空运行时，由于背压提高，排汽温度升高，汽缸膨胀量增大，从而改变了通流部份的动静间隙。
静子以后缸中心为零点向前膨胀，转子以推力轴承为零点向后伸长，但是由于温度变化不大，动静间隙的变化不致于产生摩擦和振动。
热电厂汽轮机低真空循环水供热改造及保障安全运行的措施
热电厂汽轮机低真空循环水供热改造及保障安全运行的措施摘要：汽轮机低真空循环水供热，就是将凝汽器的循环冷却水直接作为采暖用水为用户供热，把热用户的散热器当作冷却设备使用。
供热机组无需进行大的改造，只是将凝汽器循环水入口管和出口管接入供热系统，循环水经过凝汽器加热后，利用泵将升温后的热水注入热网。
为增强供热能力，可以在凝汽器出口之后加装尖峰热网加热器，利用其它汽源加热热网水。
目前，汽轮机低真空循环水供热改造技术已经比较成熟，取得了良好的节能效果和经济效益。
基于此，本文主要对热电厂汽轮机低真空循环水供热改造及保障安全运行的措施进行分析探讨。
关键词：热电厂汽轮机；低真空循环水；供热改造；安全运行1、前言近年来随着国家对环保要求的不断提高，以往城区供暖单位中的小型锅炉由于污染问题，与环保形势矛盾突出，城区采暖的目标和方向就是要逐步取缔小型锅炉，发展大型清洁供热企业。
同时随着新建住宅的大量投用，热负荷的需求增长较快。
在这样的形势下，既要满足不断增长的热负荷需求，又要兼顾环保节能的要求，尽量挖掘热电厂的内部能效潜力成为当务之急，汽轮机低真空循环水供热技术应运而生。
2、汽轮机低真空改造工程实施2.1工程概况银川热电厂现有3台75t／h煤粉锅炉、3台150t／h煤粉锅炉、2台15MW调整抽汽式汽轮发电机组、2台30MW调整抽汽式汽轮发电机组，6台热网加热器，城区内供暖热负荷主要为办公和居民采暖，循环水供热改造前供暖面积达400万平方米，采暖热用户均采用高温水进行供热。
通过对机组进行低真空循环水供热改造，新增城区采暖热用户面积最大可达80万平方米，在提高电厂热效率、降低燃料消耗的同时，增加了供热能力，取得了显著成效，达到了预期目的。
2.2抽凝式汽轮机技术参数低温循环水供热热源为12MW抽凝式汽轮机凝汽器。
汽轮机主要技术参数见表1；汽轮机所配凝汽器主要技术参数见表2。
表1表22.3供热改造方案将热网回水(一级网)通过管道直接引入汽轮机凝汽器入口。
汽轮机低真空运行循环水供热改造技术研究
我厂 ＃ ２机 循 环水 系 统 改接 入 热 网水 系 统 ， 从
冷却塔两只 Ｄ ５０ Ｎ ０ 闸门 ，启动循环水泵 向凝汽器 供水 ， 同时关 闭热网回水干管至凝汽器入 口母管问
的 Ｄ ５０门和凝 汽 器 出 口母 管 至 热 网 回水 干管 至 Ｎ０
・
而实现低真空运行 ． 系统改接并不 困难 ． ， 第一 将凝
３１ 节约 燃料 ． 闭热 网 回水 至热 网循 环泵 入 口母 ． 关
管 问 Ｄ ５０门和凝汽 器至玻璃 钢冷却 塔问两个 Ｎ０ Ｄ ５０门 ，完全使 ＃ 机凝汽器用循环水冷却变为 Ｎ０ ２
热 网水 冷却 ，也 就是 ＃ ２机排 汽进 入凝 汽 器放 出汽
降低 真空 是 随冷却 水温度 升高 自然降低 的．
网回水直接进入凝 汽器入 口． 四， 第 将原循环水 系 统至冷却塔的 ５ ９ ７回水管 ，加装两只 Ｄ ５０ ２× ， Ｎ ０
闸 门 ， 闭该 门后 ， 热 网 回水 直 接进 入凝 汽器 ， 关 使 经
过 凝汽 后进 入 热力站 热 网循环 泵 ， 升压 后 经过 热 网 加 热器 供入 热 网．
循环水 改 为热 网水 ， 提温 措施 是 ， 低真 空 、 降 提 高 排 汽压 力 和 排汽 温 度 ， 持进 汽 参 数 不 变 （ 压 保 进
力 ３４ ＭＰ ， 汽 温度 ４ ５ ， 汽 量 不超 过 ４ ｔ ， ． ３ ａ进 ３℃ 进 ６／ ｈ 排 汽量 １ ． ｔ ， 空不 低 于 一 ．６ ａ ５ ｍ ９５ ／ 真 ６ｈ ００ ＭＰ （ ０ ｍＨｇ， ４ ）
汽器 出 口母 管接入 热 网循环 水泵 入 口母 管 ， 管径 为
１ ９・ ０
维普资讯
凝汽 器人 口母 管 问 的 Ｄ ５０门和凝 汽器 出 口母 管 Ｎ０ 至热 网循环 泵人 口母 管 的 Ｄ ５０门． 操作 时要控 Ｎ０ 在
汽轮机低真空循环水供热技术的应用
运行 中要监测 凝汽器的真空度 ， 过凝 汽 通 器冷却水流量 、冷却水在凝汽器 中的温升和排 汽量 ， 计算 出凝汽器正常运行 时的排 汽温度 ， 再 利用水蒸 汽图表查出正常运行时凝汽器对应于 冷却水 出 口 温的排汽压力 ，然后换算出凝汽 水
器的真空度 。 第二 阶段 ： 当室外温度在－ ℃以下 时 ， 网 ５ 热
后几 级叶轮 或后 几级 叶片摘 掉， 需要摘去 的级数根据 热力
表 １采 暖 用户供 、 回水 温度
℃ 一 ５ — ０ — ５ — Ｏ 一 ０ ＋ ２ ２ １ １ ５ ５ 计算确定 。 这种汽轮机改造方 室 外 温 度 ｔ （ ） 式， 综合考虑 了机 组的安全性 ｇ ℃ ５ ７ ９ ５ ８ １ ３ 和经济性 ， 收到较 理想 的改造 用 户 供 水 温 度 ｔ （ ） ８ ７ ６ ６ ５ ５ ４
用 户 回 水 温 度 （ ） ℃
６ ６
６ ２
５ ７
５ ４
４ ４ ３ ９ ３ ８
需气量 （／ ） ｔｈ
４． ３ ２． ２． 由冷 凝器 加 热 ４ ７ ５３ ８２ ５９
负荷 １Ｍ 进汽量需 增加到 ７ ， ２ Ｗ， ６ 将达 到设计 极限。 若热网水 回水温度超过 ５￣， ４Ｃ机组的发 电 功率将大大降低。运行实践表明 ， 温度 ５＿ 供水 ８ ６ ℃， 网水温 升不超过 １℃， 以控制热 网回 ０ 热 ５ 可 水温度 ， 热网 回水温度不高于 ５％， ０ 排汽压力维 持在最佳工况 ０ １６ ０ ２ ４ Ｍ ａ ． ９ － ． ９ Ｐ 。 ０ －０ 综上所 述 ， 结合实 际供 、 温度参数 表 ， 回水 首站 内冷凝 器 、 换热器等 加热设备的调节分为 两个 阶段 ： 第一 阶段 ： 当室外温度在＿℃以上时 ， 网 ５ 热 中循 环水仅 由冷凝器进行加热升温。 冷凝 器运行参数 为 ： 冷凝器 的蒸 汽压力 ≤
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抽凝式汽轮机低真空供暖运行的实践石家庄热电一厂主要负责市区西南部的集中供暖任务。
现有锅炉九台，总蒸发量530吨/小时。
机组六台，其中b3-35/8青汽产背压机两台；cn6-35/9杭汽产抽凝机一台；cn12-3.43/0.58武汽产抽凝机一台；fcc6-3.43/1.4/0.58武汽产抽凝机一台；fcc6-3.43/0.49武汽产背压机一台。
总供暖面积达620万平方米。
随着城市建设的快速发展，为解决供需矛盾，节能挖潜，相继对cn6-35/9杭汽产抽凝机（三号）、cn12-3.43/0.58武汽产抽凝机（四号）及fcc6-3.43/1.4/0.58武汽产抽凝机（五号）进行了低真空循环水供暖改造。
本文针对四、五号抽凝机组低真空供暖改造进行分析，总结经验，共同分享。
一、设备简介四、五号汽轮机为武汉汽轮发电机厂生产的抽汽凝结式汽轮机，型号cn12-3.43/0.58和fcc6-3.43/1.4/0.58。
分别与1999年2月、2000年10月投产运行。
汽机本体为高、低二段组成的单缸、单抽结构。
四号机主要参数：额定进汽量84 t/h，额定抽汽量50 t/h，冷却水量2750 t/h，冷却水温，20℃。
五号机主要参数：额定进汽量66 t/h，额定抽汽量45 t/h，冷却水量1410 t/h，冷却水温，27℃。
二、供热原理在凝汽式汽轮机中，蒸汽从锅炉获得的燃料燃烧热i0-i0’（可用新蒸汽的焓i0与锅炉给水焓i0’的焓差值表示），一部分在汽轮机内做理想焓降h0，大部分损失于冷源的排汽凝结热rx（r为排汽凝结热，x为排汽干度），rx=（1.5～2.0）h0。
当汽轮机低真空运行时，有较高温度的热网水替代循环水将x加以利用，就会使循环热效率ηt提高rx/ h0≈1.5～2.0倍。
可使汽轮机的热效率获得显著提高。
一般凝汽式汽轮机热效率最高的很难超过40%，而供热式汽轮机热效率可达90%以上。
由凝汽式汽轮机的热平衡方程可知：d（ip-tn）=wg（t2-t1）式中 d-进入凝汽器的排汽量，t/h；ip-排汽焓，kj/kg；tn-凝汽器出口凝结水的焓，其值等于该凝结水的温度，kj/kg；w-每小时流过凝汽器的循环水量，t/h；g-循环水的比热，g=4.18kj/kg·℃；t1-凝汽器入口循环水温度，℃；t2-凝汽器出口循环水温度，℃；在热平衡方程中，（ip-tn）即为每公斤排汽在凝汽器中放出的热量，而t2-t1=？t则为循环水进出口温差。
假若令每小时流过凝汽器的水量w与每小时进入凝汽器的排汽量d的比值，即w/d=m，则m可以称为凝汽器的冷却倍率，即表示凝结1公斤蒸汽所需的冷却水量；这样上式可写成：？t=ip-tn/m。
由本式可以看出，当汽轮机排汽量d为一定时，循环水进出口温差？t与冷却倍率m成反比，即m越小，？t就越大。
也就是说，减少进入凝汽器的循环水量w，就可使流出凝汽器的循环水温度提高。
当然，与此同时汽轮机的排汽压力亦随之升高，从而使凝汽器的真空度降低。
三、参数确定新增供采暖面积78万平方米，供热辖区负荷分布情况，新开发的用户有很多是高层住宅。
由于凝汽器本身不能承受很高的压力，针对这一情况，决定本工程所有用户均采用间接供暖方式即增加二次换热设备，并且要求住宅全部采用地板采暖。
确定供水温度为60℃，回水温度为45℃；二次供水温度为50℃，二次回水温度为35℃。
这样不但解决了凝汽器承压问题，而且有效地避免了失水问题，减少了补水量，提高了经济效益。
凝汽器排汽温度为：ts=t1+δt=60+8=68℃式中：ts-排汽温度；δt-凝汽器端差；循环水量的确定：根据热平衡方程：d（ip-tn）=wg（t2-t1）w=d×（ip-tn）/g×（t2-t1）四号机循环水量：w=40×（2580-285）/4.18×15=1464.11t/h 同样方法算出五号机循环水量：w=18×（2580-285）/4.18×15=658.85 t/h式中40、18分别为四、五号机在最大抽汽工况下的凝汽量。
四、五号机在冬季供暖期要抽汽运行，以保证外界供热负荷的需要。
采暖面积的确定根据热平衡方程式：3.6aq=w .g（t2-t1）×103式中： a-采暖面积m2；q-采暖热指标，取45w/m2；四号机供暖面积为：a=w .g（t2-t1）×103/0.86×45=1464.11×（60-45）×103=567484m2≈56.7万平方米五号机供暖面积为：a=w .g（t2-t1）×103/0.86×45=658.85×（60-45）×103=255368m2≈25.5万平方米四、机组安全分析1、对推力轴承工作的影响：当汽轮机进汽参数不变，由于排汽压力的提高，将会使汽轮机末尾几级尤其是末级压降减少。
级内压降的充新分配，将使级的反动度增大，结果是静叶压差大为减少，而动叶压差稍有增大。
因此，隔板和静叶栅的抗弯条件更好，而动叶栅和叶轮所承受蒸汽的轴向作用力（即推力）却增大了。
对此我们进行了cn12-3.43/0.58型机组在额定负荷时，对于不同排汽压力下推力轴承的温度变化试验。
当轴承进油温度在39-45℃内，则排油温度在54-60℃之间，实际上冬季轴承进油温度通常在40℃以下，所以在低真空运行时，排油温度一般均在允许范围内，不超过55℃。
由于已确定排汽压力为0.029mpa，而且要求排汽温度不超过75℃（排汽压力为0.038 mpa），因此对机组而言不必进行任何改动，都能保证推力轴承的可靠工作。
2、汽缸和凝汽器膨胀的分析：当汽轮机在低真空运行时，汽缸和凝汽器的膨胀则因排汽温度的升高而增大。
汽缸的膨胀将会引起与转子的相对变化，从而引起通流部分动静间隙的改变，或在热应力作用下发生变形，造成结合面连接螺栓松动或变形，甚至造成机组的强烈振动以及破坏结合面的严密性。
凝汽器的膨胀则会使汽轮机后轴承升高从而破坏整个汽轮发电机的轴向中心对正。
实际测试表明，当排气压力为0.038mpa时，机组的最大膨胀量为0.2469厘米，与设计工况的膨胀量0.186相比，最多增大0.061厘米。
而该机组的动静间隙为0.3-0.5厘米，因此，无论从动静部分的相对膨胀来看，或是从气缸本身的自由膨胀来看，这一膨胀值时不会对机组的安全带来任何影响的。
这一点已从我厂改造的cn6-35/9型机组多年低真空运行的实践经验中得到证明。
3、末几级铸铁隔板的蠕变：不少汽轮机的末几级隔板是用铸铁制造的。
在汽轮机低真空运行时，由于排汽温度的升高，从而可能促使铸铁隔板产生蠕变。
当隔板积累了过大的塑性变形，就可能使所在级的动静间隙减小。
我厂cn12-3.43/0.58；fcc6-3.43/1.4/0.58型机组末几级隔板是ht-25-47铸铁隔板，这种材料在压力不高的情况下只有当温度在250℃以上时才会发生蠕变变形。
但是由于汽轮机在低真空下排汽温度远远低于这一数值，故对末级铸铁隔板的蠕变变形时不必考虑的。
而且从我厂cn6-35/9型机组多年运行后解体检查情况看，也并未发现异常。
4、凝结水系统及机组振动的影响：由于排汽温度的升高，会对凝汽器铜管管束和管板之间的相对膨胀值增大，从而影响凝汽器胀口的严密性；同时凝结水温度的上升，凝结水泵入口和抽气器内可能发生汽化现象。
就我厂cn6-35/9型机组改造后多年运行情况看，凝结水没有因此而硬度升高，一般情况下均保持在0微克当量/升，胀口无泄漏现象发生，凝结水泵和抽气器也没有发生过汽化现象，工作正常。
四、凝汽器于热网系统的联接1、凝汽器的改造：由于在设计时已考虑到凝汽器的承压问题，严格控制热网的回水压力不高于0.2mpa，因此凝汽器内部不需进行任何改动。
只是将凝汽器的循环水进出管路改为单流程，以增加循环水的温度。
2、换热站设备配置：考虑到当机组发生故障时，为了不影响用户的供热，需设尖峰换热站。
换热站内管路系统与机组循环水系统并联运行。
汽水换热器只考虑在机组事故状态下运行，应此可按总供热面积的70%选取，选用可供20万平方米的间接式换热器三台，流量1260t/h，扬程45m，供热泵四台。
3、运行控制：为了提高循环水系统的运行水平、完善联锁保护控制功能、提高运行人员工作效率、实现现代化生产和管理水平的高标准要求，对循环水供热系统采用可编程控制器（plc）及带crt 显示的控制系统。
可编程控制器（plc）按工艺提出的要求在不同状况下自动开启或关闭相应的电动阀门。
汽机的工作状态分别在相应的plc上进行动态显示，以便操作人员能清楚的看到目前的运行状态。
五、经济性分析凝汽式汽轮发电机的功率与新蒸汽流量和理想焓降成正比。
当新蒸汽流量和参数不变时，功率只和排汽压力下理想焓降过程终点的焓有关。
低真空运行时，由于蒸汽没有充分膨胀，汽轮机的理想焓降和相对内效率相应减少，因而使汽轮机的功率和发电机的功率相应降低。
见表：低真空运行减少的功率损失，作为排汽凝结热来加热热网供水的一部分被重新利用，从而使理想循环效率由0.375提高到1。
所以就整个循环而言，没有因为低真空运行而带来任何损失，汽轮机功率的减少，不过是降低了设备容量的利用率，却提高了能源的利用率。
低真空运行后机组少发的电量为：12000×17.9%×24×120=618.6万kw/h6000×17.9%×24×120=309.3万kw/h按冬季运行四个月计算，上网电价为0.416元/度，减少售电收入为：（618.6+309.3）×0.416=386万元由于采用循环水供暖，增加了供热面积82.2万平方米，按售热单价为 22元/米2.计算，增加售热收入为：82.2×22=1808.4万元/年一个采暖期（4个月）利润为：1808.4-386=1422.4万元六、结论利用现有的抽凝式机组在低真空下运行，借以提高循环水温度用于城市供热，这是利用火电厂低温热源的一种方法，符合大力节约和利用能源的国家政策，达到了充分利用低温余热而节省燃料的目的。
从以上分析和多年实践证明，利用抽凝式机组在低真空下运行供热网用户用热，其经济效益十分显著，在技术和安全方面也是没有问题的，或者说是不难解决的。
参考文献[1] 郑体宽.热力发电厂.中国电力出版社.2001[2] 杨世铭陶文铨.传热学.高等教育出版社.2003[3] 汽轮机原理.交流讲义[4]节能资料选编.四川电力工业局试验研究所.1990。