汽轮机变负荷运行时的经济运行方式研究

刘淑鑫

(哈尔滨热电有限责任公司，哈尔滨 150001)

汽轮机变负荷运行时的经济运行方式研究

刘淑鑫

(哈尔滨热电有限责任公司，哈尔滨 150001)

汽轮机的使用比较广泛，节约汽轮机运行使用的燃料和水，能够有效提高其经济性，增加汽轮机使用单位的经济效益，实现可持续发展战略。在汽轮机的实际运行中，主要应从强化机组凝汽器真空性能、运行中保持额定负荷、确保机组回热系统正常工作、强化生产管理等几个方面入手，综合改善汽轮机的运行经济效益，确保汽轮机的安全运行。

汽轮机；负荷运行；经济运行；方式

1 汽轮机不同运行方式的介绍

影响汽轮机运行经济性的因素主要有系统设计、运行环境、设备工况、运行方式和运行人员技术水平等，其中运行方式可以人为调节，不同运行方式对汽轮机的影响也不同。汽轮机在低负荷状态下的运行方式主要有两种：一种是定压运行方式，另一种是滑压运行方式。

汽轮机在正常运行时，主蒸汽压力是会随着负荷的变化而变化，一般保持一定的额定压力运行，这被称为定压运行。定压运行方式主要采用喷嘴配汽和节流配汽两种方式，节流配汽在调节时主要针对调速汽门进行节流，然后降低主蒸汽压力，直到降到所需负荷为止，而喷嘴配汽需要通过4个或8个调速汽门改变进汽量，节流只设置在一个阀门上。定压运行的节流配汽运行方式特点是：第一，在允许负荷范围内，主蒸汽压力值不会受到影响。第二，在部分负荷运行条件下，随着调速汽门节流的增大，汽轮机组相应损耗随之增多。第三，应用定压节流的配汽方式，在结构上没有用到调节级，在设计和制造时相对简单。第四，流量在发生变化时，各级的温度没有改变，因此，对负荷变化有很好的适应性。

2 影响汽轮机运行经济性的关键因素

2.1 汽轮机真空系统运行状态的影响

汽轮机要达到最佳的运行状态，需要真空系统正常运行，并且在满足额定进汽量的情况下，才能保证汽轮机进入最佳的运行状态。若是真空度降低，其中的蒸汽含量会逐渐减少，导致汽轮机的运行质量下降，若想使汽轮机恢复正常工作状态，则需要增加真空系统内的进汽量，这会增加汽轮机的蒸汽量损耗，导致汽轮机的经济效益下降。

2.2 负荷的影响

汽轮机只有在保持额定负荷的情况下，确保运行相关参数在合理范围内，才能有效保证其在最佳经济状态下运行。但是，汽轮机在运行过程中，若是偏离额定负荷或是超出运行参数范围，运行状况就会发生严重变化，导致汽轮机运行损耗加大，降低汽轮机运行的经济效益。

2.3 汽轮机回热系统的影响

影响回热系统正常运行的因素较多，若是出现支路泄露、停运或无水运行等情况，会导致回热系统运行异常，使上一级的部分蒸汽流入下一级，增加冷源方面的损失，此时，需要加大对热量的吸收，增加回热系统的运行成本，降低了汽轮机运行的经济性。

2.4 汽轮机运行管理制度存在不足

对汽轮机没有实施有效的管理方式，使其运行或维护、保养等方面出现不足，影响汽轮机的使用寿命和性能，增加汽轮机的维修工作，导致汽轮机出现严重故障。因此，在实际工作中，应强化汽轮机的管理工作，提高其使用性能和寿命。

3 调节方式的差异对经济性的影响

汽轮机在变负荷运行时，会随着运行方式的不同，机组各级的压力、温度和效率也会有不同程度的区别，导致给水泵或凝汽器等设备的工况发生一定的变化，相应的，汽轮机运行的经济性也会随之受到影响。不同的运行方式对机组内的效率、循环热效率和给水泵都会造成一定的影响。

滑压运行方式机组的主蒸汽温度是一个定值，虽然汽轮机组受到压力和流量的影响，随着负荷的减小而减小，但是最终的新汽容积量始终维持在一个定值内，所以新汽的容积量不会发生改变，而各级喷嘴和动叶出口的流速也不会发生变化，最终导致内效率发生改变，喷嘴配汽定压运行方式在部分负荷运行状态下的调节级数比偏离设计的最佳值，对效率产生一定的影响。

一般条件下，在部分负荷运行条件下的滑压运行机组的锅炉，平均吸热温度会随着吸热压力的下降而下降，冷源平均放热的温度可以在一定程度上保持不变，这样会使理想状态下的循环效率低于定压运行机组的理想循环效率，这种差距是由多种因素共同作用的，包括设计时的初压、再热压力和主蒸汽温度等。

大功率的机组在运行时，给水泵的耗功占主机功率的比重会随着蒸汽参数的增加而增加，蒸汽参数越高，给水泵占主机功率的比重就会越大。在滑压运行时，给水泵在部分负荷下的耗功会减小。超过初压临界值的机组，当设计的负荷值减小时，滑压运行方式要比定压运行经济，并且负荷下降得越多，滑压运行方式越经济。低于初压临界值的机组，只有在负荷下降到一定值时，采用滑压运行方式才经济，运行负荷越低，滑压运行方式下的机组越能接受到给水泵耗功减少的补偿，所以先定压后滑压运行的方式最经济。

4 提高汽轮机运行的经济性

4.1 强化机组凝汽器真空性能

第一，在汽轮机进入工作状态之前，进行凝汽器真空严密性测试，及时解决出现的故障，保证真空系统可以正常运行。第二，对真空系统进行详细的检查，若是存在不足，则及时解决。第三，调整工作系统的供汽压力，避免出现蒸汽泄露的现象，影响真空系统的运行经济效益。第四，清洗凝汽胶球，保证其整洁度，提高真空系统的严密性，确保真空系统正常运行，减小运行中的能量消耗，提高经济效益。第五，将射水池的水温始终保持在较低的情况下，保证真空系统的安全和稳定运行，进而增加汽轮机的运行经济性。

4.2 运行中保持额定负荷

汽轮机在运行过程中，应注意维持在允许的额定负荷范围内，避免数据的偏离，加大汽轮机运行过程中的能量损耗。保持在额定负荷之内，应尽量将运行中的汽轮机进汽调节阀全部开启，减少蒸汽损失，进而提高汽轮机的运行经济性。在使用汽轮机之前，应详细阅读使用说明，了解其使用过程中的注意事项及额定负荷等情况，综合汽轮机的使用规则，使其正常运行，提高汽轮机运行的经济性。其中，满足汽轮机的额定负荷进行工作，是提高其运行经济性的主要措施。

4.3 确保机组回热系统正常工作

第一，强化供水温度对比工作。通过水温判断回热系统的工作状态，并使其处于正常运行的工作状态，提高回热系统的经济性。第二，确保加热器处于有水运行的状态。第三，对加热器的运行状态进行监控，尽量在汽轮机停止运行的时间内解决加热器的运行故障，保证汽轮机的正常运行。第四，记录回热系统的运行数据，并对数据进行分析，若是存在不足，则及时处理，保证回热系统的正常运行。

4.4 强化生产管理

第一，提高汽轮机使用单位管理人员的经济意识和节能环保意识，促使其在工作中积极宣传节能环保和经济理念。第二，建立完善的汽轮机生产管理制度，使工作人员在使用或维修养护工作中有充足的依据，提高汽轮机的性能，提高汽轮机运行的经济性。第三，依据完善的生产管理制度，减少或是避免汽轮机使用中的错误操作，减少运行的成本投入，有效提高汽轮机运行的经济效益。各岗位之间要加强沟通，及时了解汽轮机的运行状态，并调整生产计划，确保汽轮机的运行安全和经济性。

[1] 沈士一，庄贺庆.汽轮机原理[M].北京：水利电力出版社，2012：148-164.

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[3] 曹祖庆，江宁，陈行庚.大型汽轮机组典型事故及预防[M].北京：中国电力出版社，2016.

Studyontheeconomicoperationmodeofturbineundervariableloadoperation

LIU Shu-xin

(Harbin Thermoelectric Co., Ltd., Harbin 150001, China)

The turbine is widely used, saving the fuel and water used by steam turbine operation, which can effectively improve its economy, increase the economic benefits of turbine units and realize the strategy of sustainable development. In the actual operation of the steam turbine, it is mainly necessary to strengthen the condenser vacuum performance of the steam turbine, maintain the rated load during operation, ensure the normal operation of the heat recovery system of the steam generator, strengthen the production management, and comprehensively improve the economic benefits of operation of the steam turbine to ensure the safe operation of steam turbine.

Steam turbine; Load operation; Economic operation; Mode

TK269.1

A

1674-8646(2017)21-0006-02

2017-09-29