电厂汽轮机冷端湿冷系统运行优化

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 电厂汽轮机冷端湿冷系统运行优化 摘 要： 中国人口基数大，同时， 经济的发展也相对较快，所以中国的年 资源能源消耗量不断的升高，而且，中 国的资源储备量在世界上来看并不算多， 资源的消耗量确是高居世界资源消耗量 的前位，国内资源的不合理开采和大量 需求等问题，给环境的保护造成极大的 压力，并且资源的匮乏也会抑制社会经 济的发展。所以必须要研究如何才能低 排放、低消耗的对资源进行利用。本文 主要探讨电力方面的问题，以云南大唐 国际红河发电有限责任公司的发电情况 为基本，针对火力发电厂汽轮机冷端湿 冷系统运行优化的问题进行论述。 中国论文网 /4/view-12682594.htm -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 关键词：电厂 汽 轮机 冷端系统 运行优化 中图分类号：TK267 文献标识 码：A 文章编号： 1003-9082（2015）11-0311-01 引言 随着国家的不断发展、社会经济 的不断进步，中国对各资源方面的需求 也随之增大，尤其是对电力的需求，较 之以往，有了很大幅度的增加，庆幸的 是这些年来不断涌现出火力发电厂的企 业，这些火力发电厂在很大程度上解决 了我国的电力需求问题，不过却有另一 问题随之而来火力发电厂的发展给 中国的环境造成了极大的污染，而污染 的问题，又逐渐成为人们关注的重点， 目前各行业都在积极进行环保工作，努 力减少和杜绝工作发展的污染因素，因 此，火力发电厂的发展和生产也应该注 意环保方面的问题，但是人们对于电力 的需求又处于上升的状态，不可能为了 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 环保而去少生产或不生产，所以如何提 高效率就成为能否良好解决这一问题的 关键。火力发电厂的良好运行，需要汽 轮机冷端湿冷系统来调节。若是汽轮机 冷端系统很好的运行，就能够提高整个 机组的工作效率，也就能在一定程度上 减少污染，即创造了收益，也保护了环 境。汽轮机冷端湿冷的运行优化对机组 也同样具有重大意义，运行时做到优化 使用，合理分配，不仅可以提高此环节 的工作效率，而且对整个机组的运行都 有很大程度的提升。 一、汽轮机工作原理 常提到的汽轮机工作原理一般分 为两个方面，一是汽轮机级的工作原理; 另一个就是指整个汽轮机组的工作原理。 它的内容基本包括使汽轮机与外界负荷 变化相适应的形式、蒸汽的流动还有叶 片上作用力的产生和损耗的形成。 1.级的工作原理 通常把汽轮机的级分成三个种类， 根据蒸汽的能量值在汽轮机级内转换为 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 机械功的方式分别是反动级、冲动级、 速度级。先说反动级，反动级是蒸汽在 静叶和动叶的流道中都发生膨胀，由于 存在反动度而使得蒸汽在动叶的流道中 加快，与此同时，它的流动性能也有所 提高;而后是冲动级，冲动级和反动级原 理上基本相反，冲动级是指蒸汽在喷嘴 中膨胀，随着喷嘴流道截面积的逐渐变 小，蒸汽在其中的速度逐渐加快;最后是 速度级，也就是分几次利用蒸汽在喷嘴 中膨胀后的动能，通常情况下是有两列 动叶。单看理论，可以得出这样的结论： 在同样的条件下，双列速度级的工作效 率相当于 34 个冲动级或者 68 个反 动级。也就是说，在不采用多级汽轮机 的情况下，最大效率的设计方案是在蒸 汽的等熵焓降大于一般的冲动级或反动 级所能有效利用的限度时采用一个速度 级。 2.多级汽轮机原理 由于单级汽轮机所能有效利用的 等熵焓降并不是很大，所以，为了能够 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 有效利用较大的等熵焓降，一般会采用 多级汽轮机。多级汽轮机的优点是： 各级等熵焓降之和大于整个汽轮机的等 熵焓降 H0，且两者之间的比值大于 1。在汽轮机工作的过程中，上一级 的余速损失在特定的条件下可以在下一 级中得到利用。 二、优化原理 汽轮机冷端运行方式最直接有效 的优化方式就是想办法提高机组的工作 效率，而影响机组工作效率的其中一个 重要因素就是凝汽器压力，正常情况下 凝汽器压力的会有一个适应值，当凝汽 器的压力减小时，机组的工作效率就会 增大，也就达到了优化的目的。要想改 变凝汽器的压力，需要改变微增功率， 但是如何在当机组正常运行时，改变微 增功率呢？当冷却水温和机组负荷条件 不变时，凝汽器压力会循环水流量的改 变而发生改变，循环水流量的变化直接 影响着循环水泵的消耗功率。循环水泵 的流量增加会使消耗的功率增大，但流 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 量的增加，会使机组出力更多，效率得 到提升，当水流量增加到一定程度时， 机组出力效率增加所获得功率将会等于 循环水泵的耗功。而在这之前，其差值 会有一个最大值，循环水泵的叶片其角 度是可以改变的，改变其叶片角度可以 调节进水量。当水泵消耗与功率输出的 差值最大时， 这时整体输出（产生量 - 消耗量）也就最大。凝汽器真空压力才 最适合，此时，叶片角度所控制的循环 水量也就是该机组最优化所需的量。 三、优化的方法 目前可用的优化的方法基本分为 两种，第一种试验法，在现有的设备条 件下，设定正常工作时汽轮机冷端系统 的冷却水进水温度和机组负荷，然后对 循环水泵的最佳叶片安装角、最佳冷却 水量、最佳真空这些地方进行单一变量 的调试，每次调试后都要记录数据，当 所有变量调试完成后，将所得数据进行 分析，得出这些变量最合适的数值，依 次来确定然后测得数据，分析计算，找 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 到以上几个变量最适合的大小，然后确 定最优的运行方式，这样的方式适应度 较高，但是过程繁琐。 第二种方法是已经确定汽轮机的 热力大小、机组容量，在设计阶段就采 取较为经济的手段，并和已知的设备数 据进行比较，计算分析得出冷却水量的 多少、最佳真空等参数。 1.凝汽器最佳真空 众所周知，提高凝汽器的真空可 以让机组的电功率增大，但凝汽器的真 空并不是越高越好，通过大量的计算和 实验得出，凝汽器的真空有一个最佳值。 水蒸气和循环水在凝汽器中相遇，用以 凝汽。循环水流量的大小可以改变凝汽 器的真空，增加循环水泵的流量就会让 机组的功率增大，但是这样盲目提高循 环水流量的话，机组厂用电消耗会更多， 得不偿失。经过不断的实验发现，虽然 增加流量会让机组做更多的功，但是当 流量增加到一定速度的情况下，机组做 功的功率就会等于循环水泵所消耗的功， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 在达到这个速度之前，两者的差值会有 一个最大值，功率输出水泵消耗的差值 最大时，这时整体输出也就最大。也就 是说，当循环水泵所耗功率的增加值和 改变循环水量使机组电功率的增加值之 间的差值达到最大时所对应的真空称为 最佳真空。 2.最佳循环水流量确 定方法 在计算循环水流量之前，首先要 确定两个因素汽轮机的排气量、循 环水入口的温度，首先是温度：虽说循 环水入口的温度受到很多因素的影响， 但当地方确定时，温度值也就可以确定; 另外正常工作环境下，运行的负荷可以 确定，这样也就可以确定汽轮机的排汽 量。条件确定后，开始计算最佳循环水 流量：先改变汽轮机排汽量，循环水的 温度自然也就随之改变，对结果进行记 录（包括温度、循环水量） ，通过计算 得出吸收的热量，之后在通过公式计算 出凝汽器的饱和温度，得到凝汽器压力。 接下来和计算凝汽器最佳真空相同，当 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 流量增加到一定速度的情况下，机组做 功的功率就会等于循环水泵所消耗的功， 在达到这个速度之前，两者的差值会有 一个最大值，功率输出水泵消耗的差值 最大时，这时整体输出也就最大。也就 是说，当循环水泵所耗功率的增加值和 改变循环水量使机组电功率的增加值之 间的差值达到最大时所对应的循环水流 量就是最佳的循环水流量。 综合分析，这些设备不仅影响电 厂发电的输出功率和能源消耗，同时运 作的同时也消耗着发出的电源，如何合 理使用设备，减少能源消耗，提高效率， 对整个电厂有着重要的意义。所以，我 们对冷端系统总体工作性能进行优化时， 可以从这两个方面入手，不仅考虑各个 设备的状态对机组输出的影响，设备用 电的变化情况，这样才能正确的反映冷 端系统全部设备的运行状况。 四、结论 本文以云南大唐国际