凝汽式汽輪機低真空循環水供暖系統分析

楊濤

摘 要：本文以某凝汽式汽輪機組為例，首先簡要分析了將其改造成低真空循環水供暖的必要性與可行性，探討了機組改造及運行中所需要注意的各項突出問題，望能為此領域研究有所借鑒。

關鍵詞：凝汽式汽輪機;低真空循環水供暖;可行性

伴隨我國能源問題、環境問題的日漸嚴峻化，怎樣采取有效措施，提升熱電企業，尤其是那些小型熱電企業的能源利用效率，最大程度降低其所存在的環境污染問題，已經成為現階段整個熱電行業需要迫切解決的重、難點問題。針對汽輪機低真空循環水供暖而言，其作為一種新型的節能技術，能夠更好的滿足當前的環保要求與能源需要。本文結合實例，深入分析其在低真空循環水供暖改造中所需要主體的問題，望能以此為該領域研究提供幫助。

1.低真空循環水供暖改造的必要性與可行性分析

1.1必要性

針對凝汽式汽輪機運行過程中所排出氣體中的熱量，在經過凝汽器時，能夠大部分被循環冷卻水帶走，而經過冷卻塔完全冷卻之后，會以一種冷源損失方式而被浪費掉。對于此種情況，若能把汽輪機組進行改造，使之呈現低真空循環水供熱，那么此時從汽輪機當中外排的熱量，便會被傳送至熱網當中，并用作供熱，因而可以最大程度減少冷源損失，促進電廠能源利用率的最大化提升，因此，對其進行改造，十分必要。

1.2可行性

圍繞凝汽式汽輪機，根據實際需要，把它改造為低真空供暖機組，除了操作簡便之外，還能提高整個機組的安全性與可靠性，另外，在短短的1月內便能完成改造，因而有著較短的改造周期，以及較低的改造投入。在實際發電時，如果適當的減少冷卻汽輪機乏汽所對應的循環水量，并降低凝汽器真空慶康，那么在此驅動下，無論是排汽的壓力，還是溫度，均會伴隨其而升高，因而可以達到提高循環水溫度的目的，使其維持在70～75℃。還需要指出的是，為了能夠從根本上促進整個機組設備穩定、高效且安全的運行，需要以汽輪機組當中的那些靜止部分為對象，對其進行進行全面改造，除此之外，還需要把循環水系統向熱網系統切換，用作冬季的各項供暖需要。某機組完成改造至今，始終保持安全、可靠運行狀態，獲得了比較不錯的環境、社會與經濟效益，因而具有不錯的可行性。

2.機組改造及運行中所需要注意的各項突出問題

2.1汽輪機本體

凝汽式汽輪機組相低真空循環水供暖系統進行改造，其在具體形式上，主要有兩種：其一，針對汽輪機本體，在不進行任何改動的情況下，直接把凝汽機用作低真空供暖;針對此種改造而言，其在具體的運行參數上，與設計工況之間，存在嚴重偏離，汽輪機各個級的焓降出現不同程度的變化，次末級、末級焓降存在明顯變小，不僅不做功，而且還會起到阻滯作用，而將部分功消耗掉。還需要指出的是，受推力軸承損壞、振動等因素的綜合影響，其會對整個機組的正常、安全運行造成直接影響，因此，此種改造方式并不適用。其二，改造汽輪機組當中的一些靜止部分的結構。如果是在冬季，則采取低真空供暖，而在夏季，則恢復成凝汽運行的機組，而最為妥當、合理的方法，即為依據熱力情況，堵死汽輪機末級隔板上的噴嘴。如此一來，不僅可以避免本體的損壞，而且還能提高內效率，并且還容易實現凝氣運行的恢復;還需要說明的是，針對那些在夏季處于停機狀態，而在冬季處于低真空供暖方式運行的凝氣式機組，可把它后幾級葉輪（起到阻滯作用）給去掉;此方式較好的將機組的經濟性、安全性考慮在內，因而改造效果突出。

2.2選擇背壓

基于熱網運行所具有的經濟性層面來考究，高供熱水溫為佳。因汽輪機存在著比較搞得排汽壓力，受此影響，除了會降低整個機組的發電出力之外，還會造成凝汽器銅管過大膨脹，從而引發泄露情況，另外，位于排汽缸上的后軸承，其溫度出現異常升高，還會造成諸如機組振動、冷卻困難等嚴重問題，所以，在具體的排汽壓力上，僅能提升至50～60kPa，而在與之相對應的飽和溫度上，則可以達到80～85℃。為了使整個機組能夠保持安全、穩定、長久的運行狀態，需要合理控制排汽溫度，使其<80℃，這樣更為合宜。因凝汽器有著比較差的傳熱端，因此，在現實運行過程中，冷凝器循環水在具體的出口溫度上，一般維持在70℃，因而可以較好的滿足供暖需求。還需要指出的是，為了使整個機組能夠更好的運行，需要合理控制排汽壓力，不能太高，以能夠滿足供熱需要為佳。此外，還需要將軸承進油縮孔直徑給予適當增大，增加進油量，使后軸承能夠快速冷卻。

2.3汽輪機發電功率

需要指出的是，凝汽式汽輪機組在具體的發電功率上，往往正比于理想焓降與蒸汽流量。當處于低真空運行狀態時，受背壓升高及真空降低等因素影響，理想焓降素質而減少。如果汽輪機在機械效率、進氣量上保持不變，此時，發電機在具體的發電功率上，會變得很小。針對沖動式汽輪機來考量，受真空降低影響，中間各級級前壓力會隨之而提高。而針對復速級而言，受級后壓力提高的影響，會減少此級焓降，降低內效率，最終造成功率下降;另外，針對中間各級，盡管前級于后級在具體的壓力上，均出現變化，但焓降與壓比卻有著并不大的變化;針對次末級與末級來講，受真空降低影響，其焓降也會隨之而降低，甚至出現負值，因而會降低蒸汽流速，此時的蒸汽除了不做功之外，還會阻礙轉子旋轉，降低發電機功率。還需要強調的是，當處于低真空運行狀態時，蒸汽未能充分膨脹，這樣會減少內效率，降低功率。所以，將汽輪機進行改造，使其呈低真空運行狀態，然后為了維持發電功率，需要根據現實需要，將汽輪機組進氣量予以增大。

3.結語

綜上，通過應用汽輪機低真空循環水供暖技術，能夠以一種梯級的方式利用能源，因而可實現電廠能源利用效率的提升，不僅技能，而且還環保。通過近些年的不斷實踐應用，低真空循環水供暖技術已經越發成熟，且在我國許多中小型熱電站中得到廣泛應用，大幅提升了其能源利用效率，改善了其環境污染問題。

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