《背压变化对汽轮机功率影响的计算修正.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《背压变化对汽轮机功率影响的计算修正.doc（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、背压变化对汽轮机功率影响的计算修正第46卷第1期2004年2月汽轮机技术TURBINETECHNOLOGYVo1.46NO.1Feb.20o4背压变化对汽轮机功率影响的计算修正林湖,周兰欣,胡学武,姚雅秋,郭锦鹏,丁千玲,陆海清(1华北电力大学动力工程系,河北保定071003;2天津大港电厂,天津300000)摘要:凝汽器压力在一定条件下可认为是汽轮机背压,背压变化对机组的功率有很大的影响.把机组变工况和热力系统变工况理论结合起来,对系统进行分析计算,对现有的通用曲线进行修正,提出有效的修正系数,提高计算的实用性和精确度,扩大计算的适应范围.所得结果能适应不同系统结构及负荷变化的需要,具有一定
2、的实用价值.关键词:背压;汽轮机功率;影晌;修正分类号:TK262文献标识码:A文章编号:10015884(2004)01430183RectificationandCalculationtheEffeetonTurbinePowerofBackPressureVariationLINHu,ZHOULanxin,HUXueWU,YA0Ya.qiu,GUOJinpeng,DINGQian.1ing,LUHaiqing(1Dept.ofPowerEngineering,NorthChinaElectricPowerUniversity,Baoding071003,China;2TianjinDag
3、angPowerPlant,Tianjin300000,China)Abstract:Insomecondition,condenserpressureisequaltothebackpressureoftheturbine.Backpressurevariationaf-fectstheassemblypowergreatlyandrelatesdirectlytotheefficientperformanceandsafetyofrunningturbine.Soitisnecessarytoanalyzetherelationshipbetweenbackpressurevariatio
4、nandturbinepower.Basedontheoriesofassemblyvariableconditionandthermalpowersystemvariablecondition,systemisanalyzedandcalculated,anduniversalcurveisrectifiedwithefficientcoefficient.Theconclusionadaptstodifferentsystemstructureanddifferentload,andhashigheraccuracyclass,SOitisavailabletowiderapplicati
5、on.Keywords:backpressure;turbinepower;affect;rectify0前言在汽轮机运行过程中,运行的初,终参数变化对机组功率的影响经常是通过对运行小指标的管理来确定,以便调整运行参数,提高汽轮机的运行效率.理论和实际都表明:背压变化对机组功率的影响要比初压大得多.如何准确地确定出背压变化或凝汽器压力变化对机组功率的影响,在机组运行过程中有很重要的现实意义.1背压变化对机组功率的影响通常人们都是根据汽轮机真空变化通用曲线来确定背压变化对机组功率的影响,该曲线是汽轮机厂根据变工况理论逐级计算并绘制出来的,在理论上有较高精确度,但在实际运行中,局部参数复杂变化,该
6、曲线就显得不是特别精确了,因而有必要对通用曲线进行修正,以适应实际运行的要求.根据热力学原理,以末级动叶出口相对速度达到临界值昼,把萱廷变化过程成由临界压力增压和由临界压力减收稿日期:2003_0l4_02压两种情况,推导背压变化与功率变化之间的关系.1.1理论依据热力系统变工况是指系统的工况偏离设计工况或者偏离某一基准工况.工况变动的原因是十分复杂的,它是机组负荷变化,热系统及设备发生变动以及主,再热参数发生变化等多方面因素的综合.任何有关机组及热力系统经济性的深入分析研究都离不开变工况计算.热力系统计算只需计算某工况下各抽汽口热力参数,不必了解各级运行中的详细工况.因而可以采用简便的按抽汽
7、口划分级组的近似热力计算来确定热力系统变工况计算所需的汽轮机变工况数据.而汽轮机变工况计算是热力系统计算的基础,因此,本文把汽轮机变工况理论和热力系统变工况理论结合起来,全面考虑热力系统中的各种因素,进行分析计算,以此为理论依据,使结果更加精确,有更广的适应性.1.2背压变化与功率变化之间的关系在变工况计算中,通常认为调节级和末级变化较大,而其它压力级组在工况变化不大时,效率基本不变;但当调节阀开度不变,调节级通流面积不变时,可认为调节级相对内效率基本不变,也就是说,背压变化将主要影响末级相对内效率,因而只核算末级工况变化引起机组功率变化就足够作者简介:林湖(1978一),男,华北电力大学(保
8、定)动力工程系在读硕士研究生,主要从事能量系统分析及节能技术方面研究.20汽轮机技术第46卷图2末级膨胀过程线hj=+Ahd(14)式中,为背压变化后若相对内效率不变时的终点比焓;,为背压变化后末级的实际膨胀终点比焓;Ah.为背压变化后末级的理想比焓降;7/.为背压变化前末级的相对内效率;Ah为背压变化前后末级余速损失的变化.此时认为背压变化主要影响是使末级余速损失发生变化,Ah可由末级余速损失曲线或者利用变化前后的速度三角形求出,发电功率为额定值的条件下进汽量发生改变,机组给出额定功率时汽耗率由变为d,其计算如下D36O0=广一N由(15)1式中,为额定电功率,D.为机组的额定进汽量,假定它
9、在背压变化前后保持不变.该式表示的是背压变化时进汽量保持为额定值,机组所能发出的电功率与额定功率之差,也就是背压变化引起机组相对功率的增量,用,v,表示,单位为kW.1.4对修正计算的进一步简化对实际运行中的机组,由于蒸汽负荷的变化,凝汽器铜管积垢,真空系统空气严密性恶化,冷却水量和水温的变化以及影响凝汽设备工况的其它原因,背压可以在很宽的范围内变化(大于极限压力),且都不影响汽轮机的通流量】,因而可认为其变化与汽轮机功率变化呈直线关系,对应的方程:AP=ap2+B(16)在热力系统确定情况下,不同负荷,各曲线有相同的斜率,用一个平均的斜率A进行修正,在不同负荷时,引入负荷的修正值B进行修正,
10、以满足不同负荷的修正要求.因而可以针对各种热力系统变化和负荷变化,详细计算出各种情况下的变化参数,并进行汇总,以方便运行,调整,监测等各方面的需要.2凝汽器压力变化对机组功率的影响当不计排汽缸的损失和凝汽器喉部的阻力损失时,则认为凝汽器压力等于汽轮机的背压,在正常运行时,可认为凝汽器压力变化对机组运行功率的影响等同于汽轮机背压变化对机组功率的影响.凝汽器压力变化=p,使汽轮机低压缸末级焓降变化,在进汽量不变的条件下,末级功率变化了;而在凝汽器压力变化时,凝结水温度变化t,于是进入靠近凝汽器的第一个低压加热器的抽汽量变化G,又使末级功率变化P:.因此,凝汽器压力变化引起汽轮机功率的变化由两项组成
11、,即尸,=+P:.凝汽器压力变化对汽轮机功率的修正,在很大的范围内是近似线性关系,直到压力低于某个值(极限背压)时,再降低凝汽器压力,末级焓降并不发生改变,相反的,凝结水温度降低使靠近凝汽器的那台低压加热器抽汽量增加,又引起汽轮机功率的减小,这个转折点称为极限真空,即为图1中的c点.每台汽轮机低压缸都有一个极限背压,因此靠降低凝汽器压力来增加汽轮机功率,要受到汽轮机末级汽动特性的约束.有了凝汽器压力变化对汽轮机功率的修正计算方法,可以指导运行人员把汽轮机运行调整到最经济的状态.另外,对低真空运行的汽轮机,特别是单流程的汽轮机,凝汽器压力升高,汽轮机焓降在最末几级减少,级的应力相应减少,反动度增
12、大,级效率降低,甚至出现负值即鼓风工况,使得机组的总功率减小,而且鼓风损失转变成的热量使蒸汽温度升高,引发机组振动.同时,这种真空恶化将使得汽轮机的推力不平衡,严重威胁汽轮机推力轴承的安全性.在高真空时,最末几级的焓降增大,处于过负荷状态,而且最末级焓降最大,当在该级建立临界工况后,继续增加的焓降全部在这一级发生,严重威胁级组的运行安全性.因而在电厂的实际运行中,必须充分了解凝汽器压力变化与机组功率变化之间的关系,对凝汽器的压力进行合理的监控和调整.为此,可以采用以上论述的计算方法,利用修正曲线对功率变化进行修正,以指导汽轮机安全可靠经济的运行和现场合理维护.3结论对背压变化对汽轮机功率的影响的分析结合了机组变工况和热力系统变工况的计算方法,全面考虑整个机组的变化情况,具有很高的精确度和广阔的适应范围,能满足不同机组不同负荷的需要.在计算分析过程中,背压是在常压范围内变化的,针对不同的热力系统和负荷,使用线性关系方程式(16)进行计算时,应根据实际要求使用不同的修正系数进行分析.参考文献1齐复东,贾树本,马义伟.电站凝汽设备和冷却系统M.北京:水利电力出版社.1990.2西安电力学校.大功率汽轮机设铬及运行M.北京:水利电力出版社,1986.