潘樹穎

摘 要：分析了CC12汽輪機(jī)低真空供熱對汽輪機(jī)電功率、凝汽器真空等的影響，并對該汽輪機(jī)低真空供熱的效益進(jìn)行了計算及分析。通過汽輪機(jī)的實(shí)際運(yùn)行，表明計算分析結(jié)果是正確的。

關(guān)鍵詞：汽輪機(jī)；凝汽器；低真空供熱

在常規(guī)的凝汽式火力發(fā)電廠中，汽輪機(jī)排汽在凝汽器中被冷卻而凝結(jié)成水，同時冷卻水被加熱，其熱量散發(fā)在大氣或河流中，從而產(chǎn)生汽輪機(jī)的冷源損失。這種冷源損失是造成火電廠循環(huán)熱效率低的一個主要原因。

1 汽輪機(jī)的發(fā)展階段

為了減小汽輪機(jī)的冷源損失，在汽輪機(jī)的發(fā)展過程中經(jīng)歷了以下幾個階段：

1.1 回?zé)岢槠?/p>

采用回?zé)岢槠褪抢靡徊糠肿鲞^功的蒸汽來加熱汽輪機(jī)的凝結(jié)水或給水，達(dá)到提高鍋爐給水溫度，減少汽輪機(jī)排汽量，亦即減少冷源損失的目的。

1.2 用背壓式汽輪機(jī)或調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)

采用背壓式汽輪機(jī)，可以利用汽輪機(jī)排汽對外進(jìn)行供熱，使汽輪機(jī)的冷源損失被熱用戶加以利用，提高整個系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。同樣道理，采用調(diào)整抽汽式汽輪機(jī)，將作過一部分功的蒸汽抽出對外進(jìn)行供熱，從而減少汽輪機(jī)排汽冷源損失，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性的目的。

1.3 汽輪機(jī)低真空供熱

所謂低真空供熱，就是人為將汽輪機(jī)凝汽器的真空降低，提高汽輪機(jī)的排汽溫度，利用汽輪機(jī)排汽來加熱冷卻水，提高冷卻水的出口溫度，并利用其對外進(jìn)行供熱的運(yùn)行方式。

凝汽式汽輪機(jī)低真空供熱，對于提高小型電廠的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，降低電廠的耗水量，減少環(huán)境污染，具有重要的意義。

然而，由于汽輪機(jī)低真空供熱屬于大幅度變工況運(yùn)行工況。為此，本文結(jié)合營口第一熱電廠CC12型汽輪機(jī)低真空供熱改造，對汽輪機(jī)低真空供熱后的熱力過程、汽輪機(jī)功率、汽輪機(jī)相對內(nèi)效率、凝汽器真空等的變化情況以及改造的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了計算分析，供同類型的汽輪機(jī)低真空供熱時參考。

2 汽輪機(jī)低真空供熱的運(yùn)行方式對比

我廠CC12型汽輪機(jī)原設(shè)計工況為：冷卻水流量Dw=2000t/h；凝汽器冷卻水入口溫度tw1=20℃；出口溫度tw2=28℃；凝汽器壓力為pc=0.0052MPa。由于該汽輪機(jī)只在冬季采暖期進(jìn)行低真空供熱，其它時間仍要恢復(fù)為正常運(yùn)行方式。因此，汽輪機(jī)低真空供熱改造時沒有對汽輪機(jī)本體進(jìn)行改動。

汽輪機(jī)低真空供熱后，冷卻水流量Dw=1100t/h；凝汽器入口冷卻水亦即熱用戶出口水溫tw1=45℃；凝汽器出口冷卻水亦即熱用戶入口水溫tw2=65℃，供熱面積20萬平方考慮到冷卻水流量減少使得冷卻水在凝汽器中的流速降低，容易造成凝汽器結(jié)垢或堵塞，因此，凝汽器采用半面運(yùn)行。

3 汽輪機(jī)低真空供熱的經(jīng)濟(jì)性計算方法

3.1 汽輪機(jī)通流部分的熱力計算

由于汽輪機(jī)低真空供熱屬于變工況運(yùn)行方式，為了得到低真空供熱后汽輪機(jī)通流部分各級的熱力參數(shù)，采用文獻(xiàn)[1，2]中的計算方法對汽輪機(jī)進(jìn)行了變工況熱力計算，從而得到汽輪機(jī)功率、相對內(nèi)效率、汽輪機(jī)的排汽狀態(tài)點(diǎn)參數(shù)。

4 汽輪機(jī)低真空供熱的經(jīng)濟(jì)性分析

通過對汽輪機(jī)低真空供熱的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行計算，計算結(jié)果如表1所示，即可以分析出汽輪機(jī)低真空供熱的經(jīng)濟(jì)性。汽輪機(jī)低真空運(yùn)行時，由于真空降低，背壓升高使汽輪機(jī)的理想焓降減小。在汽輪機(jī)進(jìn)汽量不變的條件下，汽輪機(jī)的電功率將減小。我廠CC12型汽輪機(jī)低真空供熱后，汽輪機(jī)主蒸汽量由原正常運(yùn)行工況下的90t/h增加到了100t/h。這樣不僅保證了冷卻水的出口溫度，而且相對于原正常運(yùn)行工況，汽輪機(jī)電功率只減少了13368-12671=697kW。

另外，汽輪機(jī)低真空供熱后，汽輪機(jī)各級前的壓力均升高，使高壓控制級的理想焓降減小，相對內(nèi)效率降低；中間各級的相對內(nèi)效率變化不是很明顯；相對內(nèi)效率變化最大的級發(fā)生在汽輪機(jī)的最末級和次末級。汽輪機(jī)低真空供熱后，次末級的相對內(nèi)效率由原正常運(yùn)行方式時的0.7589降低到0.4026，級的內(nèi)功率也由原運(yùn)行方式下的647.0kW減小到104.0kW；最末級的相對內(nèi)效率甚至出現(xiàn)負(fù)值，亦即汽輪機(jī)低真空供熱后最末級不僅不作功，反而消耗功率。這主要是由于汽輪機(jī)低真空供熱后，最末級理想焓降大幅度降低，造成蒸汽流速急劇降低，蒸汽不僅不作功，反而對轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生阻尼作用，從而導(dǎo)致汽輪機(jī)的電功率降低。

5 汽輪機(jī)低真空供熱的效益分析

汽輪機(jī)低真空供熱，盡管使汽輪機(jī)本身的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性降低，但從整個電廠來看，卻具有較大的經(jīng)濟(jì)效益。汽輪機(jī)低真空供熱，相對于原正常運(yùn)行方式，取得的經(jīng)濟(jì)效益計算如下。

6 結(jié)論

（1） 通過對我廠CC12型汽輪機(jī)低真空供熱的安全經(jīng)濟(jì)性計算，證明該汽輪機(jī)低真空供熱是完全可行的，而且可以達(dá)到當(dāng)年投資、當(dāng)年回收的目的；

（2） 我廠CC12型汽輪機(jī)經(jīng)過了將近4個月的低真空供熱運(yùn)行，其實(shí)際運(yùn)行情況與本文的熱力計算結(jié)果吻合得比較好，證明本文的熱力計算結(jié)果是正確的，可以推廣到對同類型汽輪機(jī)的低真空供熱的安全經(jīng)濟(jì)性分析；

（3） 汽輪機(jī)低真空供熱是改造小機(jī)組，減少環(huán)境污染，降低電廠耗水量的有效途徑，值得在我國北方地區(qū)推廣。

參考文獻(xiàn)

[1]劉忠，汽輪機(jī)低真空供熱的安全經(jīng)濟(jì)性計算J].汽輪機(jī)技術(shù)，1998，40（6）：332-334.

[2]路文，汽輪機(jī)技術(shù)，1997，41（6）：352-354.