汽轮机低压排汽缸排汽压力的变 化对汽轮机运行的影响

汽轮机低压排汽缸排汽压力的变化对汽轮机运行的影响

【摘要】近年来，随着国内外电力市场需求量的不断增加，大型的空冷汽轮机技术得到社会各界的重视。低压排气缸作为空冷汽轮机技术的重要组成部分，其优化设计愈来愈引起人们的重视。本文在多年实验的基础上，归纳和总结了大型空冷汽轮机低压气缸的几何尺寸对气缸能动性、性能的影响，并就这些问题作了详细分析。

【关键词】汽轮机；空冷汽轮机；低压排气缸

汽轮机的排汽压力值的高低直接影响着汽轮机运行安全性、经济性和耐久性，而且对整个汽轮机调节性能也有着巨大的影响，在很大程度上决定着汽轮机耗水量、蒸汽排放量，甚至是决定着汽轮机的工作效率。因此，这里我们有必要对汽轮机低压排汽缸排汽压力的变化情况进行分析，并阐述其对汽轮机运行的影响。

一、汽轮机低压排汽缸排汽压力概述

随着国内外市场经济的大力发展，大型空冷汽轮机技术在世界各国得到大力的应用和普及，其研究力度日益深入，成为未来经济中最受关注的一部分。目前，为了满足国内生产的大功率冷汽轮机低压排汽缸气动性能要求，国内外专家和学者对汽轮机低压排气缸的大小、尺寸等做了详细的设计。通过实践得出，汽轮机低压排汽缸与常规的循环冷水冷却汽轮机排气缸不同，由于温度压力的提高、排气量和排气温度的增加，低压排汽缸缸体极容易受到温度差距的影响而发生膨胀现象，最终导致低压刚轴系统的振动系数发生变化。因此，为了更好的解决轴系统控制问题，在目前的工作中我们需要对汽轮机低压排汽缸的排气压力进行深入研究。

1、排气缸轴向尺寸设计

当前，国内设计的空冷汽轮机大多都是采用了单独一种参数来进行改进的，为了满足空冷机组本身的特点，低压排汽缸的某些尺寸发生了严重的变化，最终影响到气动性能。因此，我们需要对低压排汽缸进行重新的设计和鉴定。

在图中，我们对低压排汽缸的几何尺寸做了明确的规定。空冷汽轮机低压排汽缸的轴向尺寸是以L为表示，选择上往往取决于低压缸两个轴承之间的宽度以及轴承制作的承载方式，为了保证机组能够达到预计振动要求，往往都会在设计中采用半落地或者全落地的设计方式。在这种情况下，日过不改变低压缸的同流部分，那么设计标准往往都会减小或者缩短，最终影响到汽轮机排气缸的气动性能。

2、环形压管尺寸设计

低压排汽缸的环形扩压管通常都是采用导流管、导流锥等构件组成的，它的几何尺寸包含了环形扩压管口、扩压流道等方面。但是在通常设计的时候，大功率汽轮机低压排汽缸轴向尺寸往往都不会选择较大的气缸宽度和高度，这给扩压管道的设置提供了便利，同时对扩压管道的静压利用系数和恢复系数的设置做出了合理的指导。

二、汽轮机低压气缸排气压力变化对汽轮机运行影响

汽轮机运行的排气压力研究十分关键，它不仅对汽轮机运行经济性能有着影响，而且对汽轮机的运行安全、运行速度以及运行稳定性有着重大的影响。因此，在分析汽轮机低压排汽缸压力变化的同时，我们还需要考虑周边环境问题和实际工作条件，综合分析汽轮机的运行变化模式，从而达到综合评估和评价标准要求。

1、汽轮机压力变化对汽轮机运行经济影响

关于排气压力引起的汽轮机运行经济性变化十分关键，但是基于不同的观点我们也可以得到不同的结论。在这里，我们主要针对热力学、能量耗损以及运行费用等方面做了研究和分析。

1.1热力学观点。这种观点是研究最早的观点以及内容之一，它在研究的过程中通常都是讲汽轮机低压排汽缸的排气压力变化作为主要的对象，当其它参数不变时排汽压力变化所引起的汽轮机功率及热耗率的变化情况。单纯从热力学的角度看，当汽轮机排汽压力低于极限排汽压力时，随着排汽压力的降低，汽轮机的电功率逐渐增大，而热耗率相应减小。即单纯从热力学的观点考虑，当凝汽器的排汽压力高于极限排汽压力时，排汽压力越低，汽轮机的热经济性越高。1.2能耗量观点。在汽轮机的实际运行中，不仅要考虑到汽轮机的热经济性，而且还要考虑到运行过程中的能量消耗量。这样，在确定汽轮机的排汽压力时，就要考虑到维持所需排汽压力时循环水泵所消耗的能量。1.3运行费用的观点。前述的能耗量观点虽然已经被电厂广泛应用，但这种方法有时并不能反映运行费用的全部。例如，该方法只考虑到循环水泵所消耗的电功率，而未考虑到循环水消耗量本身所引起的费用。实际上，随着对环境及水资源保护意识的增强，循环水本身的价格已不容忽视。

2、排汽压力变化对汽轮机调节性能的影响分析

当汽轮机排汽压力变化时，不仅引起汽轮机功率的变化，而且还将引起汽轮机转子时间常数及调节系统速度变动率的变化.例如，当其它运行参数不变，而排汽压力提高时，在同样的调节汽门开度情况下，汽轮机的功率降低，调节系统速度变动率增大；同时，由额定参数时的转子时间常数的定义可知，凝汽器的排汽压力提高后，其对应当时排汽压力条件下的转子时间常数与额定参数下转子时

间常数的关系为：Ta1=Ta Nt0/Nt1，其中，Ta Nt0 Ta1 Nt1分别为额定排汽压力及变排汽压力条件下的转子时间常数和功率.这样，便可以计算出200MW汽轮机排汽压力变化所引起的速度变动率及转子时间常数的变化情况，随着排汽压力的提高，速度变动率和转子时间常数均增大。

三、结束语

随着环境保护及水资源保护意识的提高，循环水量对水资源及环境的影响已经受到人们的重视，在确定汽轮机最佳经济排汽压力时，应考虑到循环水的消耗量及排放的热水(汽)量对水资源及环境的影响。由于汽轮机排汽压力变化无论对经济性、安全性、调节系统性能以及耗水量和热污染程度均有一定的影响，因此，在汽轮机的运行过程中，应该保证汽轮机在综合最佳排汽压力下运行。

参考文献

[1]张宗录.超超临界1000MW空冷机组汽轮机安装要点与消振措施[J].热力发电,2013(11)

[2]张全胜,徐卓.金桥热电厂300MW机组汽轮机节能诊断及经济性分析[J].内蒙古石油化工.2013(21)

[3]于淑梅,李金磊.汽轮机组不同运行方式热经济性比较的通用数学模型[J].汽轮机技术,2010(01)

[4]李国超,胡丽蓉.按照科学发展观的要求加快可再生能源的研究与开发[J].大众科技,2009(09)

[5]陈德新,李红帅,李珊珊,赵红标,潘晓林.LabVIEW在水轮发电机组状态监测中的应用[J].华北水利水电学院学报,2007(02)