1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上汽輪機(jī)的配汽方式及優(yōu)化【摘要】總結(jié)了汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)中配汽方式。通過對現(xiàn)有的汽輪機(jī)的配汽方式考察，對實(shí)際運(yùn)行中出現(xiàn)的問題做了相應(yīng)的研究。綜合分析配汽方式對汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性和安性的影響，提出了汽輪機(jī)配汽的綜合優(yōu)化設(shè)計方法，為汽輪機(jī)配汽改造和新機(jī)組的配汽設(shè)計提供了系統(tǒng)的理論指導(dǎo)和參考。【關(guān)鍵詞】汽輪機(jī)；配汽；優(yōu)化設(shè)計；不平衡汽流力1.目前國內(nèi)的配汽方式及利弊汽輪機(jī)的配汽方式對機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性有著重要的影響，汽輪機(jī)流通部分是按經(jīng)濟(jì)功率設(shè)計的。運(yùn)行中，外界負(fù)荷不斷改變，為了保證機(jī)組出力與用戶所需要的功率相適應(yīng)，必須利用配汽機(jī)構(gòu)來改變汽輪機(jī)組的出力。由汽輪機(jī)功率的方程式可以知道，為

2、了調(diào)節(jié)出力，可以調(diào)節(jié)進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量，也可以調(diào)節(jié)蒸汽在汽輪機(jī)中的做工能力。不同的配汽方式可以實(shí)現(xiàn)蒸汽量和做工能力的改變。常用的配汽方式有：噴嘴配汽、節(jié)流配汽、旁通配汽。1.1噴嘴配汽汽輪機(jī)的第一級設(shè)為調(diào)節(jié)級，并將調(diào)節(jié)級的噴嘴分成4個組或更多組。每一噴嘴組都有1個獨(dú)立的調(diào)節(jié)汽門供汽。根據(jù)機(jī)組負(fù)荷和運(yùn)行方式不同，各調(diào)門可順序開啟或同時開啟。順序開啟時，蒸汽從鍋爐中出來后首先經(jīng)過全開的自動主汽門，而后經(jīng)由一次開啟的幾個調(diào)節(jié)汽門進(jìn)入汽輪機(jī)的第一級即調(diào)節(jié)級。當(dāng)負(fù)荷很小時，只開啟一個調(diào)節(jié)汽門，部分進(jìn)汽度最小，隨著負(fù)荷的增大，第一個調(diào)節(jié)汽門的開度也在不斷的加大，當(dāng)它接近全開時，打開第二個調(diào)節(jié)汽門，部分進(jìn)氣

3、度增大，依次類推，直到所有汽門全開時，汽輪機(jī)接近滿負(fù)荷運(yùn)行（由于存在進(jìn)汽損失，各汽門已全開時也是部分進(jìn)汽）。同時開啟時，同時調(diào)節(jié)各個汽門的開放大小，可以理解為是節(jié)流調(diào)節(jié)。噴嘴配汽的特點(diǎn)是通過多個調(diào)節(jié)汽門的順序開啟，減小部分負(fù)荷時調(diào)節(jié)汽門的節(jié)流損失；調(diào)節(jié)級結(jié)構(gòu)變化，但調(diào)節(jié)級后結(jié)構(gòu)不變。只有部分開啟的那個調(diào)節(jié)汽門的蒸汽節(jié)流較大，而其余全部開啟的汽門已經(jīng)減到最小。由此可以看出在部分載荷工作時，噴嘴調(diào)節(jié)的經(jīng)濟(jì)性較好。1.2節(jié)流配汽節(jié)流配汽是進(jìn)入汽輪機(jī)的所有蒸汽都通過一個調(diào)節(jié)汽門（在大容量機(jī)組上為了防止汽門的尺寸過大，可能用幾個同時啟閉的汽門來代替），對蒸汽進(jìn)行調(diào)節(jié)，然后進(jìn)入汽輪機(jī)。利用調(diào)節(jié)汽門的節(jié)流、

4、等焓過程，由一個或多個調(diào)節(jié)汽門同時開啟來改變汽輪機(jī)的進(jìn)汽量和焓降。部分載荷時，調(diào)節(jié)汽門開度小，蒸汽的流量很小，功率減小，閥后壓力決定于流量比，進(jìn)汽溫度基本保持不變。隨著載荷不斷增大，達(dá)到最大載荷時，調(diào)節(jié)汽門全開，進(jìn)汽量最大，功率最大。采用節(jié)流配汽的汽輪機(jī)，不設(shè)專門的調(diào)節(jié)級，調(diào)節(jié)汽門后的壓力即為汽輪機(jī)的進(jìn)口壓力。在汽輪機(jī)背壓保持不變時，節(jié)流后通流部分的有效焓降減小，相對內(nèi)效率下降。節(jié)流配汽的優(yōu)點(diǎn)有：沒有調(diào)節(jié)級，結(jié)構(gòu)比較簡單制造成本較低；在工況變動時，各級比焓降變化不大（末級除外）；定壓運(yùn)行流量變化時，各級溫度變化較小，負(fù)荷適應(yīng)性較好；現(xiàn)代大型節(jié)流配汽汽輪機(jī)若是滑壓運(yùn)行，則既可用于承擔(dān)基本負(fù)荷，也

5、可用于調(diào)峰；若定壓運(yùn)行，則只宜承擔(dān)基本負(fù)荷。1.3旁通配汽旁通配汽主要用于船舶和工業(yè)汽輪機(jī)，通過設(shè)置內(nèi)部或外部旁通閥增大汽輪機(jī)的流量，增大汽輪機(jī)的功率輸出或增大汽輪機(jī)的抽汽供熱量。設(shè)置一個旁通閥，用于加強(qiáng)工礦的時候開啟。2.汽輪機(jī)配汽設(shè)計優(yōu)化2.1對稱對角進(jìn)汽保證安全通過對配汽不平衡汽流力產(chǎn)生的機(jī)理分析知，非對稱進(jìn)汽導(dǎo)致了調(diào)節(jié)級配汽不平衡汽流力的產(chǎn)生，從而使機(jī)組存在配汽安全隱患，影響機(jī)組的安全性和經(jīng)濟(jì)性，因此，配汽優(yōu)化的最基本思想是采用完全對稱進(jìn)汽的配汽方式，消除配汽過程中不平衡汽流力的產(chǎn)生。采用對角進(jìn)汽，雖然不是全周進(jìn)汽，但進(jìn)汽是對稱的，同樣可以完全消除配汽不平衡汽流力，由于任意時刻只有部分

6、調(diào)節(jié)閥存在節(jié)流損失，對角進(jìn)汽的調(diào)節(jié)級效率會明顯高于節(jié)流調(diào)節(jié)，因此兼顧機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性，是理想的噴嘴配汽方案。2.2綜合優(yōu)化提高配汽效率在對角對稱進(jìn)汽保證安全的前提下，將機(jī)組的調(diào)峰變負(fù)荷過程中效率最優(yōu)作為機(jī)組配汽設(shè)計的目標(biāo)，可進(jìn)一步對配汽設(shè)計進(jìn)行優(yōu)化，提高運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。主要優(yōu)化手段如下：（1）對角與順序相結(jié)合的配汽方式對稱對角進(jìn)汽能完全消除配汽不平衡汽流力，當(dāng)負(fù)荷繼續(xù)升高時，出于效率的考慮，為了進(jìn)一步降低節(jié)流損失，提高機(jī)組在高負(fù)荷區(qū)域的調(diào)節(jié)級效率，保持順序閥方案調(diào)節(jié)級效率高的優(yōu)勢。閥門組重組根據(jù)機(jī)組經(jīng)常運(yùn)行的負(fù)荷區(qū)段和機(jī)組各噴嘴組的噴嘴數(shù)的差異，調(diào)整閥門的開啟次序，設(shè)計最優(yōu)的配汽方案，使這些負(fù)荷

7、點(diǎn)附近調(diào)節(jié)閥門處于全開或不開狀態(tài)，減小配汽節(jié)流損失，最大限度的提高機(jī)組經(jīng)常運(yùn)行負(fù)荷區(qū)段的調(diào)節(jié)級效率。(2）增加配汽閥點(diǎn)配汽潤點(diǎn)是指閥門進(jìn)汽不存在節(jié)流損失的功率點(diǎn)，汽輪機(jī)運(yùn)行在這些功率點(diǎn)效率達(dá)到最高。由不同的調(diào)節(jié)閥門單獨(dú)供汽，按照負(fù)荷的需要依次開啟各閥門，這樣就會存在幾個閥門全開的功率點(diǎn)。閥點(diǎn)越多，汽輪機(jī)在整個負(fù)荷區(qū)的總體效率就越高。現(xiàn)代DEH調(diào)節(jié)系統(tǒng)配汽方式采用程序的方式實(shí)現(xiàn)，可方便進(jìn)行配汽方式的切換，利用閥門重組的思想設(shè)計出多種在不同負(fù)荷區(qū)段具有高效率的配汽方式，通過DEH的閥門管理和517切換可大大增加配汽閥點(diǎn)，最大限度的提高機(jī)組在多個負(fù)荷區(qū)的效率。(3)堵噴嘴有些汽輪機(jī)原有的設(shè)計思想主要

8、用于承擔(dān)基本負(fù)荷，在低負(fù)荷段沒有將提高效率作為設(shè)計目標(biāo)，配汽機(jī)構(gòu)的設(shè)計主要考慮了縮短油動機(jī)行程、保證流量特性有良好的線性等問題。(4)減小閥門重疊度。由于每個調(diào)節(jié)閥門的流量要受到其它方面的影響，為了保證總的流量特性具有良好的線性度，使汽輪機(jī)具有合適的不等率，以確保動態(tài)調(diào)節(jié)品質(zhì)，滿足電網(wǎng)一次調(diào)頻的穩(wěn)定性的需要，閥門的開啟要有一定的重疊度。為使總的流量特性有較好的線性度，需在前一閥門流量特性線性度變差之前開啟第二個閥門，這就產(chǎn)生了閥門的重疊度。若能將閥門的流量特性的線性段延長，將會減小閥門的重疊度，提高效率。3.結(jié)論不同的配汽方式各有利弊，可以根據(jù)鍋爐運(yùn)行的不同時段選用不同的方式，各種方式相結(jié)合來達(dá)到高效。針對電廠汽輪機(jī)組運(yùn)行過程中的發(fā)現(xiàn)的實(shí)際問題進(jìn)行理論和實(shí)驗(yàn)分析，找出了問題原因在于不平衡汽流力的存在。分析后闡明了不平衡汽流力對機(jī)組運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性的影響，并可知道調(diào)節(jié)級配汽不平衡汽流力隨著主汽壓力的升高將不斷增大。提出通過改變汽輪機(jī)進(jìn)汽順序，采用對稱進(jìn)汽的方式進(jìn)行配汽優(yōu)化，消除不平衡汽流力，起到了解決安全問題和提高效率的目的。【參考文獻(xiàn)】