雷雯靜

摘 要：國內(nèi)的凝汽式汽輪機(jī)在冷端系統(tǒng)的運(yùn)行還存在著一些問題，這些問題不僅會影響發(fā)電的效率，同時還會浪費很多能源。文章對電廠的凝汽式汽輪機(jī)進(jìn)行分析，針對凝汽式汽輪機(jī)在冷端運(yùn)行上的問題進(jìn)行分析，主要包括凝汽器的最佳真空和最佳冷卻水量問題，通過對這兩方面內(nèi)容的優(yōu)化處理，從而提高凝汽式汽輪機(jī)冷端運(yùn)行的工作效率。

關(guān)鍵詞：火電廠；凝汽式汽輪機(jī)；冷端運(yùn)行

中圖分類號：TK264.11 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）26-0100-02

在對凝汽式汽輪機(jī)冷端運(yùn)行進(jìn)行研究時，一定要先把汽輪機(jī)的負(fù)荷，以及冷卻水的進(jìn)水溫度確定后，再對其最佳的真空值進(jìn)行研究，這是一種通過控制變化量，而研究其中一個變量的方法，而且通過多年的實踐證明，這種方法的研究效果非常好，可以準(zhǔn)確的分析出問題的原因，下面就對其做進(jìn)一步的分析。

1 優(yōu)化汽輪機(jī)冷端運(yùn)行的方法

1.1 凝汽器的最佳真空以及最佳冷卻水量的概況

在實際運(yùn)行中，無論在設(shè)計的角度還是在運(yùn)行的角度看，其真空狀態(tài)不是越高越好。當(dāng)冷卻水入口的溫度，以及蒸汽負(fù)荷在相應(yīng)的條件下，只有通過增加冷卻水的流量，才可以增加凝汽器的真空度，也就是要想提高凝汽器的真空度，就必須通過提高循環(huán)水泵的耗功費用，冷卻水水資源的使用費用，還有冷卻水的熱污染環(huán)保費用的實際支出作為代價。最佳的真空位置和冷卻水的流量位置，它們之間存在一定的關(guān)系，如圖1所示。

在汽輪機(jī)運(yùn)行工作中，如果排汽量Dc在不變的情況下，冷卻水的入口溫度tw1也保持一個固定值時，從中選擇一個最初的冷卻水量，那么從而就會得到一個初始的凝汽器壓力，其可以有效的增加冷卻的進(jìn)水量，在同樣的條件下，如果凝汽器里面的壓力降低了，那么汽輪機(jī)的功率也就會增加，進(jìn)而可以讓收益的數(shù)值增加$Ct。

如果對循環(huán)水泵的耗功支出進(jìn)行拖動處理，也能夠增加$Cp的數(shù)值，與此同時，水資源的使用費用和冷卻水在熱污染方面的環(huán)保費用會同時增加，通過有關(guān)人士的認(rèn)真分析，它們之間的關(guān)系可以用公式$wnet=$Ct-$Cp-$Cw來進(jìn)行計算，那么通過計算分析，增加冷卻水量的凈收益值就是$wnet=$Ct-$Cp-$Cw。$wnet的值是會隨著冷卻水量Dw的增加而增加，達(dá)到a點時就是它的最大值，而在以后又開始呈現(xiàn)一個下降的趨勢。

1.2 最佳的真空和最佳冷卻水量的確定

要想對凝汽器在最佳真空和最佳冷卻水量數(shù)值進(jìn)行確定時，就必須對其壓力進(jìn)行計算。首先來分析凝汽器的飽和溫度，凝汽式的汽輪機(jī)在正常的使用中，汽輪機(jī)相關(guān)的排汽壓力和排汽溫度是存在一定的關(guān)系，實際中凝汽器內(nèi)的蒸汽壓力，可以根據(jù)它所對應(yīng)的飽和溫度來進(jìn)行確定，而飽和的溫度tc又可以用tc= tw1+$t+Dt進(jìn)行計算，在這個式子中，tw1是冷卻水在進(jìn)入后水的實際溫度值，而$t是冷卻水所提升的溫度值，在$t=tw2-tw1中，Dt是凝汽器在傳熱過程中所產(chǎn)的的端差值，e，Dt=tc-tw2中，冷卻水的進(jìn)水端的溫度tw1和環(huán)境的溫度有關(guān)系，如果針對直流的供水系統(tǒng)而言，這個數(shù)值直接等于環(huán)境中冷卻水的溫度。而如果針對循環(huán)供水的系統(tǒng)，這個數(shù)值就直接等于冷卻塔位置的出口水的溫度值。通過凝汽器的熱平衡原理，就可以得到冷卻水在凝汽器內(nèi)所升高的溫度值，

因為在公式$t=525 m中，m是凝汽器的冷卻倍率，而m=DwDc中的Dw，是冷卻水的流量值，Dc是其中的排汽量，Dt是凝汽器中的傳熱溫差，再通過Dt：Dt=$teKAc4 187Dw-1計算出單壓凝汽器飽和溫度，如果是計算雙壓凝汽器的溫度，就必須對汽輪機(jī)在雙背壓運(yùn)行情況的凝汽器進(jìn)行分析。

1.3 汽輪機(jī)功率和凝汽器壓力的關(guān)系

目前而言，要想確定汽輪機(jī)在背壓方面的變化情況，必須對它的功率在增加過程中所產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，在通常的情況下都是選擇使用下面幾種方法進(jìn)行分析：主要有熱力學(xué)的分析方法，還有熱平衡方法，以及汽輪機(jī)的原理分析方法，還有效熱降法和特性曲線擬合方法等。因為這種特性的曲線擬合方法不僅簡捷和方便，而且計算的準(zhǔn)確性和實用性都非常強(qiáng)等特點，所以在通常的情況下，都是根據(jù)制造廠家所提供的汽輪機(jī)所具有的特性曲線特征，然后在根據(jù)特性曲線擬合的方法，從而得到在不同的蒸汽負(fù)荷狀態(tài)下，汽輪機(jī)的功率和排汽壓力的關(guān)系，其關(guān)系式為Pt=f（pc）。

1.4 循環(huán)水泵耗功增量的確定

在對循環(huán)水泵的耗功進(jìn)行計算時，可以通過Pp=QgDwH/3 600×1 000 GpGm來計算，在式中，Q代表了冷卻水的密度值，單位是t/m3，而H則代表了循環(huán)水泵的總揚(yáng)程，單位是m，Gp和Gm則分別代表了水泵的實際效率和電動機(jī)的效率值。水資源的應(yīng)用費用和冷卻水熱污染的環(huán)保費用$Cw，將會直接和冷卻水量的多少有關(guān)，具體的費用值需要根據(jù)當(dāng)?shù)卣嘘P(guān)部門的規(guī)定來進(jìn)行確定，確定之后才可以進(jìn)行計算。

1.5 凝汽器的最佳真空和最佳冷卻水量的確定

在實際對冷凝水這兩方面進(jìn)行分析時，計算中其所設(shè)定的冷卻水進(jìn)水的溫度tw1，和汽輪機(jī)在排汽量Dc的條件下，對冷卻水量Dw的值進(jìn)行改變，然后通過有關(guān)的公式可以分別算出汽輪機(jī)功率的增加量$Pt，還有循環(huán)水泵在耗功方面的增加量$Pp，以及水資源在使用中在熱污染的環(huán)保方面的收費$Cw值。這樣如果知道了汽輪機(jī)實際的功率增量$Pt數(shù)值，還有循環(huán)水泵在耗功方面的增量$Pp數(shù)值以后，就可以計算出汽輪機(jī)實際功率增量的收益$Ct值，以及拖動循環(huán)水泵在電動機(jī)耗功方面的增加量支出$Cp數(shù)值，從而就可以確定其最終的凈收益值，可以根據(jù)公式：$wnet=$Ct-$Cp-$Cw，公中明顯體現(xiàn)出了它們之間的關(guān)系，然后再根據(jù)上式中，相應(yīng)的凈收益在最大的情況下對應(yīng)的真空數(shù)和冷卻水量數(shù)，就可以計算出最佳的真空值和最佳的冷卻水量值。這樣在實際的計算分析中，就很容易通過選擇不同冷卻水進(jìn)水的溫度，還有不同的汽輪機(jī)排汽的總量，得出其所對應(yīng)的工做情況下凝汽器的最佳真空值和最佳的冷卻水量值，最終實現(xiàn)了對火電廠凝汽式汽輪機(jī)在冷端運(yùn)行方面的優(yōu)化工作。

如果循環(huán)水泵是變速而且可以進(jìn)行調(diào)控的，就應(yīng)該通過改變循環(huán)水泵的轉(zhuǎn)速，或者是改變動葉在安裝過程的角來，以此來改變循環(huán)的水量。如果循環(huán)泵的冷卻水量不能夠進(jìn)行連續(xù)性的調(diào)節(jié)，或者是不能進(jìn)行定速調(diào)節(jié)，在把循環(huán)水泵的使用臺數(shù)改變之后，就不能確保所得冷卻的水量，而只能是接近的最佳值。所以判定循環(huán)水泵的運(yùn)行方式，是否是最優(yōu)的運(yùn)行方式，必須要根據(jù)$wnet值的大小來判斷，當(dāng)$wnet>0的情況下，就應(yīng)該使用多泵方式運(yùn)行，否則就必須使用單泵方式運(yùn)行。

2 結(jié) 語

在對凝汽器的最佳真空值確定中，不僅要考慮傳統(tǒng)的因素，同時還要考慮水資源在該地區(qū)的使用費用，以及冷卻過程的熱污染費用等，只有這樣，才可以讓汽輪機(jī)在冷端運(yùn)行過程中，實現(xiàn)真正的經(jīng)濟(jì)收益最大化。

參考文獻(xiàn)：

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