火电厂纯凝汽式汽轮机冷端运行优化研究

1、 火电厂纯凝汽式汽轮机冷端运行优化研究 摘要：当前我国的凝汽式汽轮机冷端系统运行优化还存在很多的问题，在研究这些问题的时候，需要结合汽轮机冷端系统的实际情况，在确定凝汽器的最佳真空和冷却水量时，仅考虑传统的影响因素远远不够，还需要考虑系统优化后的费用问题，保证凝汽式汽轮机冷端运行优化过后更符合实际情况，使电厂获得较好的经济效益。关键词：火电厂、纯凝汽式汽轮机、冷端运行、优化分析我国在很长一段时间都将处于以煤电为主的能源格局，而且我国总体能源的利用率也是由燃煤发电机组决定。煤炭资源的主要去向是火电厂，在电力行业竞争激烈的电力市场环境下，注重资源节约、环境友好，优化电厂设备是保证火电厂能取得最大经

2、济效益的重要因素之一。火电厂是电能生产的主要基地，它是由多个设备和系统共同组成，火电厂不仅涉及了许多的能量转换过程，而且还包括了很多个操作环节，任何一个操作环节都有可能会对火电厂的经济效益产生影响。1、凝汽式汽轮机冷端运行概况、作用及意义在现代化的火电厂中汽轮机是整个机组热力循环中的冷源，凝汽式汽轮机的主要任务是对进入汽轮机的过热蒸汽通过做功、然后进行乏汽排排气然后再将凝结成水，同时还需要在凝汽式汽轮机的排汽口处建立一个真空度。凝汽式汽轮机是冷端系统的核心部分，无论是凝汽式汽轮机的效率还是功率都会受到真空度的影响。虽然国家已经加大了对火电厂凝汽式汽轮机冷端系统运行的研究力度，但是相关设备还是存

3、在一系列冷端耗能的问题亟需解决。火电厂凝汽式汽轮机冷端参数对经济性产生的影响比机组初参数引起的变化更加明显，凝汽器真空度对经济性的影响最明显，凝汽器的真空度不仅对机组的运行和燃煤消耗有极大的影响，而且对安全性也有很明显的影响。通常火电厂会经过计算得到最佳真空，因为最佳真空可以实现凝汽式汽轮机冷端节能的目的。I凝汽式汽轮机冷端系统是火电厂的重要组成部分，冷端系统内部的所有设备的工作状况都会通过排气背压对机组功率产生一定的影响，也会通过辅助电耗对电厂的用电产生一定的影响，机组的效率和燃煤的消耗会随着冷端问题的增多而受到影响。通过对火电厂凝汽式汽轮机冷端运行概况进行全面的检测、分析和优化，可以实现经

4、济收益的最大化。2、凝汽式汽轮机冷端运行优化2.1、凝汽器最佳真空和最佳冷却水量的关系分析火电厂凝汽器的真空度并非越高越好，因此必须对最佳真空度进行仔细的分析和相应的控制。火电厂主要通过增加冷却水的流量以实现提高凝汽器真空度的目的。提高凝汽器的真空度不仅要消耗更多的循环水泵的功率，而且还需要更多的费用。实际上，最佳真空度和冷却水流量的关系十分密切，通过对真空度和冷却水流量的分析可以找出设计的最佳位置。在火电厂凝汽式汽轮机的排气量DC和冷却水入口的温度都保持不变的情况下，选择一个初始的冷却水量就会得到一个相应的初始凝汽器的压力值，这个初始的凝汽器的压力可以适当的增加冷却水的进水量。虽然火电厂凝汽

5、器里的压力就会相应的降低，但是汽轮机的功率却会增大，进而使得经济收益增加。2.2、凝汽器最佳冷却水量的确定如果要确定凝汽器最佳真空度和最佳冷却水量最合适的值，就需要计算凝汽器的压力。计算凝汽器压力的时候需要先分析凝汽器的饱和温度，这主要是因为火电厂凝汽式汽轮机在正常运行时的排气压力和排汽温度之间有着十分密切的联系，可以直接通过排汽的饱和温度确定凝汽器压力。循环供水系统中冷却塔位置处出口水的温度就是冷却水进入凝汽器后的温度，然后根据凝汽器的热平衡原理得到冷却水在凝汽器内温度值的变化量。火电厂中热循环的载体是循环冷却水，在我国循环冷却水的水量对火电厂凝汽式汽轮机冷端系统的运行效率的影响十分明显。当

6、火电厂凝汽式汽轮机处于正常运行状态的时候，如果确定了汽轮机运行的负荷，那么汽轮机的排汽量也可以确定下来。确定具体循环冷却水的用量的时候还需要考虑当地的环境因素，因为循环冷却水的入口温度会随着气温和环境因素的变化而变化，确定具体循环水量的时候最好采用动态的调节方式。最佳循环冷却水量不仅会影响火电厂凝汽式汽轮机的排气量，而且还改变循环冷却水的温度，计算最佳循环冷却水的时候需要将相关的数据记录下来，再根据相应的公式计算出凝汽器排汽的饱和温度，然后根据饱和温度求出凝汽器压力，最后在调节循环冷却水的进水量得到最大的进水量，这时的进水量便是火电厂凝汽器的最佳循环冷却水量。2.3、凝汽器最佳真空的确定通过对

7、火电厂凝汽器最佳真空度进行理论分析可以得到，只有经过大量的实验和计算才能得到火电厂凝汽器的最佳真空度，实验的主要过程如下：先将循环冷却水和水蒸气聚集在火电厂凝汽器中，如果火电厂凝汽式汽轮机的出力功率等于循环水泵的功率，就表明循环冷却水量达到了临界值，工作人员需要在循环冷却水达到临界值之前找到机组出力功率与循环试泵功率的最大差值，最大差值对应的真空便是凝汽器的最佳真空度，然后再借助相关的设备使火电厂凝汽器保持最佳真空的状态。2.4、汽轮机功率、凝汽器压力之间的关系分析通过热平衡法、汽轮机原理分析法和曲线拟合法分析火电厂凝汽式汽轮机功率增加的影响因素就可以确定汽轮机的背压变化。采用特性曲线进行拟合

8、不仅可以保证拟合的准确性，而且操作也十分简便，最主要的是可实行性比较强。2.5、确定循环水泵消耗功率的增量计算循环水泵的消耗功率的时候，需要根据冷却水的密度、循环水泵的总扬程、循环水泵的实际效率以及电动机的效率值进行计算。循环冷却水的用量不仅会受到水资源使用费用的影响，而且还会受到循环冷却水热污染环保处理费用的影响，计算集体的费用还需要考虑当地政府的相关规定，结合相关规定确定具体费用之后还需要采取相应的方法做进一步的计算。结束语：无论是确定凝汽器的最佳真空还是确定凝汽器的最佳冷却水流量，既要考虑传统的影响因素，也要考虑系统运行优化过程中的费用问题，只有这样才能保证火电厂凝汽式汽轮机冷端运行能够

9、得到最大化的经济效益。火电厂凝汽式汽轮机冷端运行优化不仅可以降低火电厂发电所需的成本，而且还可以相应的提高机组运行的经济性，最主要的是还可以为汽轮机冷端实现低污染和低耗水量运行奠定良好的基础。根据火电厂凝汽式汽轮机冷端运行优化的分析结果表明：火电厂凝汽式汽轮机冷端运行既要从真空度进行优化，也要从循环的最佳水量进行优化处理，在优化的时候还需要保证火电厂凝汽器的整体功率特性不会受到影响。此外还可以适当的调节循环水量并建立优化模型，以提高火电厂凝汽式汽轮机冷端优化的效率。Reference：1曹丽华，司和勇，董恩伏等.汽轮机排气通道气动性能优化及凝汽器换热特性分析J.中国电机工程学报，2018，38（12）：3597-3604,19.2雷雯静.解析火电厂凝汽式汽轮机冷端运行优化J.企业技术开发，2015，（09）：231.3范世安.凝汽式汽轮机冷端系统的运行优化问题分析J.中国新技术新产品，2015，（05）:145-146.4李承绪.火电厂凝汽式汽轮机冷端运行优化研究J.大科技，2013，（5）：95-96.5王新力，许燕永.浅议汽轮机冷端温冷系统运行的优化J