文_楊財(cái)業(yè) 內(nèi)蒙古慶華集團(tuán)有限公司

1 凝汽器真空對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響

1.1 熱力循環(huán)角度

從發(fā)電廠熱量循環(huán)角度來看，當(dāng)汽輪機(jī)維持的真空越高，排汽壓力會(huì)越低，導(dǎo)致汽輪機(jī)的放熱溫度比較低。在理想的狀況下，想要理想循環(huán)熱效率比較高，那么就需要將汽輪機(jī)的熱耗率降低。理想循環(huán)熱效率會(huì)直接受到汽輪機(jī)在運(yùn)行中參數(shù)的影響，可以設(shè)定主汽壓力和溫度不變，其理想循環(huán)熱效率如公式（1）所示：

在公式（1）中有幾個(gè)變量是需要計(jì)算的，如公式（2）（3）（4）所示：

在理想的狀態(tài)下，不去考慮其他的任何能量消耗，根據(jù)焓熵圖就可以得出當(dāng)前情況下的焓值主要是通過主汽壓力和溫度來決定的。然而其理想的循環(huán)熱效率則是通過目前情況下的排汽壓力和溫度來決定的。

1.2 整個(gè)火電機(jī)組角度

從整個(gè)的發(fā)電廠運(yùn)行機(jī)組考慮時(shí)，首先應(yīng)該在其凝汽器的設(shè)計(jì)階段進(jìn)行綜合考慮。凝汽器壓力越低，汽輪機(jī)的真空度就越高。設(shè)計(jì)精密的凝汽器的造價(jià)比較高，其投資能夠回本所需要的時(shí)間較長(zhǎng)，因此在進(jìn)行凝汽器設(shè)計(jì)的時(shí)候必須要在汽輪機(jī)熱力特性的某一個(gè)前提下，然后通過計(jì)算和技術(shù)經(jīng)濟(jì)進(jìn)行比較，從而確定凝氣器的大小以及凝汽器冷卻面積、冷卻水量以及真空度。確定好凝汽器的冷卻水溫升的應(yīng)達(dá)值和凝汽器的端差的應(yīng)達(dá)值之后，就可以計(jì)算出其凝汽器內(nèi)部蒸汽凝結(jié)溫度的應(yīng)達(dá)值，如公式（6）所示：

式中Vt—凝汽器真空，Pate—大氣壓，Pct—凝汽器應(yīng)該達(dá)到的壓力。

而在運(yùn)行階段，通過式(6)可以得知，在確定的負(fù)荷和冷卻水溫的條件下，凝汽器的冷卻面積已經(jīng)確定，則凝汽器真空越高，雖然汽輪機(jī)的理想焓降越大，汽輪機(jī)的電功率越大，對(duì)冷卻水量的需求量也越大，造成循環(huán)水泵消耗的電功率也越大。

1.3 小結(jié)

在機(jī)組運(yùn)行過程中，其凝汽器真空度的大小會(huì)直接影響到汽輪機(jī)的負(fù)荷，然而影響凝汽器真空的因素比較多，尤其是在夏季真空度極難控制。比如凝汽器管束結(jié)垢、凝汽器內(nèi)漏入空氣、凝汽器水位升高、循環(huán)水量不足、循環(huán)水溫升高、真空泵或射水抽氣器工作失常等都會(huì)引起真空下降，因此應(yīng)該根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行分析，查找真空降低的原因，并采取相應(yīng)的措施來提高真空度。

2 控制鍋爐給水水溫

2.1 給水溫度對(duì)鍋爐熱效率的影響

以某電廠的鍋爐為研究對(duì)象，探究給水溫度對(duì)鍋爐的影響。先取三個(gè)溫度的給水，分別是159℃、192℃、200℃三個(gè)溫度，根據(jù)公式（8）計(jì)算熱效率。

通過公式（8）可以計(jì)算出其在不同的給水溫度下其鍋爐的熱效率也會(huì)不同的，但是整體來說其差距不大。三個(gè)給水溫度分別對(duì)應(yīng)了92.7%、90.44%、90.8%的鍋爐熱效率。

2.2 給水溫度對(duì)鍋爐產(chǎn)汽煤耗的影響

給水溫度的升高雖然對(duì)于鍋爐熱效率來講其影響力不大，但是提高給水溫度能夠幫助鍋爐節(jié)省燃料，降低噸發(fā)煤耗，進(jìn)而降低了電廠的能源消耗，提高經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于三個(gè)給水溫度對(duì)該電廠的煤耗進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算，如表1所示。

表1 電廠煤耗統(tǒng)計(jì)表

根據(jù)公式（9）熱平衡計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算

由公式（9）可以得出公式（10），得到原煤與標(biāo)煤的換算公式，公式表達(dá)為：

根據(jù)公式（10），可以計(jì)算出三種不同的給水溫度下，其噸蒸汽煤耗的標(biāo)量分別為107.8kg/t、99.6kg/t、97.93kg/t。給水溫度的提高會(huì)減少原煤的使用量，降低噸蒸汽耗標(biāo)煤量，提升發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 給水溫度對(duì)機(jī)組熱效率的影響

在發(fā)電廠中，鍋爐熱效率、汽輪機(jī)效、管道效率以及發(fā)電機(jī)效率之和就是發(fā)電廠的熱效率。因此，汽輪機(jī)不管是三級(jí)抽汽還是其他級(jí)數(shù)的抽汽，其中一路抽汽或者兩路抽汽是在汽輪機(jī)膨脹做了一部分功被抽出來的，用來加熱給水和凝結(jié)水，就能夠?qū)⒄羝乃袩崮艹浞掷闷饋?，提升電廠的循環(huán)熱效率。

2.4 汽輪機(jī)與給水溫度的關(guān)系

給水溫度主要是經(jīng)過兩個(gè)過程進(jìn)行加熱。首先經(jīng)過除氧器的加熱除氧將給水溫度加熱到150℃左右，然后經(jīng)過給水泵的加壓進(jìn)入高壓加熱器中，通過高壓加熱器再次將給水溫度進(jìn)行二次加熱。

2.5 小結(jié)

隨著運(yùn)行中給水溫度的提高，其整個(gè)發(fā)電過程中的產(chǎn)汽煤耗、產(chǎn)電煤耗都會(huì)相應(yīng)降低，同時(shí)還提高機(jī)組熱效率。因此，在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，應(yīng)密切監(jiān)視除氧器及高壓加熱器的運(yùn)行情況，尤其是高壓加熱器的投入率、疏水器的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)于給水溫度的變化有著直接、顯著的影響。

3 蒸汽參數(shù)對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性的影響

3.1 汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力變化對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性的影響

進(jìn)汽溫度和凝汽器真空不變的前提下，進(jìn)汽壓力升高，蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的蒸汽焓降增大，即使機(jī)組的調(diào)速汽閥開度不變，此時(shí)汽輪機(jī)做功能力增強(qiáng)，機(jī)組發(fā)電量增加，熱經(jīng)濟(jì)性增強(qiáng)（主蒸汽壓力每升高1MaP,煤耗減少1.5～2g/kWh。反之，進(jìn)汽壓力下降，經(jīng)濟(jì)性降低。

3.2 汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度變化對(duì)熱經(jīng)濟(jì)性的影響

進(jìn)汽溫度升高時(shí)，蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的總焓降、汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率及熱力系統(tǒng)的循環(huán)熱效率都有所增強(qiáng)（主蒸汽溫度每升高1℃,煤耗減少0.8g/kWh。反之，進(jìn)汽溫度下降，經(jīng)濟(jì)性降低。

3.3 小結(jié)

單從經(jīng)濟(jì)性來說，提高汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力和進(jìn)汽溫度都可以提升機(jī)組的相對(duì)熱效率。但受到熱膨脹、熱應(yīng)力、金屬材料耐壓耐溫限制、以及排汽濕度等因素的影響，進(jìn)汽參數(shù)必須在保證設(shè)備安全的前提下，在規(guī)定的范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整，才能達(dá)到節(jié)能的目的。

4 汽輪機(jī)運(yùn)行中的節(jié)能管理

4.1 保持運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定

運(yùn)行中應(yīng)重視對(duì)節(jié)能指標(biāo)的監(jiān)督以及機(jī)組的經(jīng)濟(jì)調(diào)度工作，做到汽輪機(jī)運(yùn)行參數(shù)穩(wěn)定；加強(qiáng)對(duì)汽輪機(jī)相關(guān)設(shè)備的檢查巡視工作，切實(shí)保障汽輪機(jī)安全運(yùn)行。

4.2 合理啟停機(jī)

除計(jì)劃內(nèi)的大小修補(bǔ)，盡量減少啟停機(jī)次數(shù)。汽輪機(jī)啟動(dòng)時(shí),應(yīng)按照合理的汽輪機(jī)啟動(dòng)曲線進(jìn)行。條件允許的情況下選擇滑參數(shù)啟停方式，滑參數(shù)啟動(dòng)時(shí)，鍋爐基本不對(duì)空排汽，幾乎所有的蒸汽及其熱能都用于暖管和啟動(dòng)暖機(jī)，大大減少了工質(zhì)的損失，提高了電廠運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

5 結(jié)語

汽輪機(jī)節(jié)能降耗工作，是一項(xiàng)需要長(zhǎng)期堅(jiān)持的工作，要不斷優(yōu)化和改進(jìn)汽輪機(jī)的運(yùn)行控制技術(shù)，科學(xué)合理地對(duì)汽輪機(jī)節(jié)能指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)督，從而達(dá)到汽輪機(jī)節(jié)能降耗目的，促進(jìn)發(fā)電廠的可持續(xù)發(fā)展。