汽轮机组经济运行分析

摘 要：近些年随着社会的不断进步，经济建设的迅猛发展，对电力、水力等能源的需求也越来越大，就需要我们从根本上，提高能源转换效率和经济效益。因此优化汽轮机机组运行方式，最大限度的充分利用能源，提高能源的转换效率，具有十分重要的意义。本文从汽轮机组在实际运行过程进行分析，针对影响汽轮机组效率的因素、技术改进等方面提出了建议，从而为更好的优化汽轮机运行方式，，有效的提高机组的运行效率。

关键词：汽轮机组 运行方式优化分析

随着社会的发展，经济的腾飞，在科技水平的支持下，汽轮机组已经成为现代生产的主力机组，尤其是在“十一五”规划以后，我国对汽轮机组运行方式进行了优化，提高了汽轮机组热效率。到2001年底为止，我国汽轮机组共1583台，年供电、供热已经量达1.28×109GJ，总容量达3. 2×107kW，占同容量火电装机总容量的13. 2%。节约煤量达2 500万吨，节煤效益为62. 5亿元，能源的利用率高达45%以上，，因此汽轮机组的优化不仅可以有效的节约能源，也提高汽轮机的运行水平，成为我国目前为止利用能源最有效的手段之一。

1.提高蒸汽动力设备运行经济性的意义

能源是国家的战略资源，是发展国民经济的命脉，是提高人民生活水平、全面建设小康社会的重要基础。节能是缓解能源矛盾的现实选择，是解决环境问题的根本措施，是推动可持续发展的重要途径，是提高企业竞争力的必要条件。汽轮机是蒸汽动力设备中的主要设备，而且燃料成本及用水成本占企业蒸汽动力生产成本的70%以上，因此提高汽轮机的经济性是降低成本，提高经济效益的重要手段。

2.汽轮机组的特点

汽轮机组是目前公认的一种最经济节能的能源阶梯利用，不仅合理的将能源做到能质匹配，还符合按质利用热能的原则。因此汽轮机组的运行，可以提高能源的转换效率，最大限度的利用所有能耗，不丢失每个环节的“废热”， 提高能源使用率和经济效益，实现节能降耗。汽轮机组主要由抽汽背压式和抽汽冷凝式两种，是以热、电负荷适应性好，可以节约能源为主要特点。汽轮机组只需要部分负荷下运行，这样汽轮机组经济性就下降，使得整体机组造价提高，这样就适用于热负荷变化频繁的场合。这样比普通锅炉热效率高达40%还要多，不仅用途广泛，而且可以节约能源、减少污染等，是现在工业生产、城市建设必不可少的一种利用能源手段，成为全球公认的节约能源、改善环境，不仅有良好的经济和社会效益，也成为循环经济的重要技术手段。

3.影响汽轮机经济运行的主要因素

3.1负荷情况。机组在额定负荷时如果其他运行参数均维持设计值，则此时节流损失最小，机组经济性最好。当机组负荷偏离额定负荷时，虽然其他运行参数维持设计值，但蒸汽流量将偏离设计值，调节阀将存在节流损失，汽轮机调节级、高压缸和末几级工况将偏离设计值，使机组的经济性降低。

3.2 真空系统的运行情况。由于真空降低，蒸汽的有效焓降减少，在进汽量不变的情况下发电机出力将下降，在发电机出力不变的情况下，机组的进汽量将增大，汽耗率升高，机组经济性降低；真空降低，排汽缸温度将上升，机组冷源损失增大，循环热效率降低。

2.3 回热系统的运行情况。如果回热系统工作不正常，使得部分本级蒸汽流入低一级抽汽中，高压抽汽将排挤低压抽汽，造成机组热经济性降低。抽汽流入凝汽器则会将造成机组冷源损失增大，给水温度降低，给水在锅炉中吸热量将增大，机组热经济性将降低。造成回热系统运行不正常的因素主要有加热器端差增大、加热器汽侧无水位运行、抽汽压损增大、高压加热器旁路泄漏、加热器停运等方面。

2.4 主、再热蒸汽参数。当主、再热蒸汽温度、压力降低时，蒸汽的有效焓降将减少，在进汽量不变的情况下发电机出力就会下降，在发电机出力不变的情况下，机组的进汽量将增大，增加汽耗率，降低机组经济性。

2.5 机组通流部分效率。造成机组通流部分效率下降的原因有通流部分结垢、堵塞，轴封、汽封间隙过大等设备缺陷，这些缺陷直接影响机组热经济性，严重时还将影响机组出力。

2.6机组泄漏。

机组泄漏分为两种情况：外漏及内漏。外漏是指由于管道及设备的严密性缺陷，造成的汽、水泄漏出热力系统的现象。伴随着这些工质损失的是各种品质的能量。内漏是指由于阀门的严密性不良，造成的汽、水在热力系统中由高参数系统漏至低参数系统的现象，虽然没有能量流出热力系统，但这些工质只参加了低参数的热力循环，降低了工质的做功能力，使得机组热经济性下降。

3.汽轮机组的运行方式优化设计

汽轮机的节能性与汽轮机运行方式的优化设计技术密不可分，主要是理想的朗肯循环提高热效率、加大抽汽量的作用、抽汽口后使用喷嘴配汽方式、尽可能利用非调抽汽、汽轮机的供暖、合理设置回热系统、提高汽轮机内效率等，都关系到汽轮机组的运行方式。

3.1理想的朗肯循环提高热效率

根据有关资料分析，理想朗肯循环，初参数越高且终压越低，则循环的热效率越高，这样我们就可以推论出，背压式汽轮机在成本及供热条件许可的前提下，应该尽量提高新蒸汽压力和温度或降低排汽压力，以有利于提高热效率。

3.2加大抽汽量的作用

汽轮机组在加大抽汽式汽轮机的抽汽量，在抽汽压力不变的前提下，意味着增加机组的供热负荷。如果新汽量保持不变，则机组发电量减少，热电比上升，机组热耗率下降，热电厂的热效率上升。如果发电量保持不变，则新汽必须增加，此时汽耗率上升，在抽汽压力不是足够高的情况下，热耗率也会上升热效率相应下降。

3.3抽汽口后使用喷嘴配汽方式

汽轮机组在相对于在可调抽汽口后使用节流配汽的方式，喷嘴配汽可以提高变工况下抽汽口后的汽轮机内效率，降低汽轮机组的汽耗率和热耗率，从而提高热效率。

3.4尽可能利用非调抽汽

汽轮机组如果发电量、抽汽压力及流量的变化条件均在许可范围内，则可以选用非调抽汽供热的方式，来取代可调抽汽供热。可以考虑在汽轮机上开两个非调抽汽口。在设计工况下，前一个抽汽口的压力为许可的最大供热压力，后一个抽汽口为最小供热压力，这样通过切换抽汽阀，改变供热抽汽的位置，来保证在较大的工况变化范围内，满足供热需求。

3.5汽轮机供暖

在北方气候寒冷，尤其是在冬季，需要大量的供暖热水。抽汽冷凝式汽轮机，可以在保证机组安全的前提下，降低真空度到适当程度来运行，排汽作为供暖热源使用。这样来避免出现朗肯循环中的冷端损失，大大提高热效率。为此，需要选择既能适应夏季高真空度工况、又能适应冬季低真空度工况的扭叶片，才能真正到达节能环保的作用。

3.6提高汽轮机内效率

汽轮机外部设计条件方面的优化。是对汽轮机通流部分设计的优化，以提高热效率。在给定运行条件的前提下，一要选择设计效率及变工况效率都较高的叶型，二要选择恰当的设计点，以保证汽轮机在规定运行范围里，都能具备较高的内效率。在选择叶型时，主要考虑改进调节级效率及扭叶片效率。在条件许可时，应用三维气动分析程序，可以有效改进叶型、显著提高汽轮机内效率，但要注意变工况下叶片效率的保持。至于选择合适的设计点，其灵活性很高，必须根据具体条件来确定。

随着我国改革开发的发展，科技水平的提高，对能源的需要也越来越大，在当代科技水平的支持下，汽轮机组的运行方式从根本上，可以提高能源转换效率和经济效益。在我国生产方式上占主导地位，不仅可以用于工业生产，也可用于民用建设，成为节能环保最为经济的方式之一，不仅节约资源，也保护了环境，具有明显的经济效益和社会效益。

参考文献

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