您当前的位置:首页 > 新闻中心 > 技术论文

技术论文

供热汽轮机新型抽汽调节装置

关键词:抽汽式汽轮机  回转隔板  蝶阀  压力匹配器  节流

提要:本文介绍了用压力匹配器作为抽汽式汽轮机抽汽调节装置的原理和系统,并和调节蝶阀及回转隔板等抽汽调节装置的性能进行比较,在所有可能的工况下压力匹配器比其他调节装置都具有较好的热经济性。

 

1、前言

热电联产,从理论上和实践都证实了是提高热能利用率的重要措施。实现蒸汽动力装置热电联产的关键设备是背压式汽轮机和抽汽式汽轮机,背压式汽轮机为了供出二个压力等级的蒸汽,又有抽汽背压式汽轮机。汽轮机的抽汽为了在电负荷和热负荷变化时抽汽压力不变,在抽汽口后装有调节汽门,回转隔板,调节蝶阀等装置,这些装置的作用是改变抽汽量和向后流动蒸汽量的比例,在抽汽量增大时,则关小向后流动的面积,在抽汽量减小时,则开大向后的流动面积,以保持抽汽压力不变。抽汽调节装置实质上是一种阀门,抽汽口后的通流面积是抽汽量为零时,机组发额定功率时的流量确定的。机组但抽汽就要减少抽汽口后的通流面积,抽汽调节装置前后就存在压差,产生节流损失。节流损失的大小和抽汽量占进汽量的比例有关,抽流量占进汽量的比例越大,节流损失越大。抽汽调节装置造成了通流部分效率下降,调节汽门及回转隔板都是结构复杂的机械装置,随着供热机组容量的增大,增加了制造难度和制造成本。

本文的目的是提出一种没有节流损失的抽汽调节装置——压力匹配器,并比较两种抽汽压力调节装置的热力性能。

2、新型热电联产汽轮抽汽压力调节装置的原理和系统

新型抽汽压力调节装置是用压力匹配器代替回转隔板,调节蝶阀、减压阀等节流元件实现汽轮机组向外供出一定压力和温度的蒸汽。供汽的压力和温度不随机组的电负荷和热负荷变化而变化。新型抽汽压力调节装置的原则性热力系统图如图1所示:


在抽汽口前抽出某一较高压力等级的蒸汽作为驱动蒸汽,该蒸汽可以是锅炉新汽,也可以是大机组高压缸排汽,中压缸排汽或某一段抽汽。驱动蒸汽经过调节阀4,通过喷咀形成高速汽流,在压力匹配器和低压抽汽混合,扩压形成热用户所需要的压力,在压力匹配器后装有压力变送器,将实测讯号送给PID调节器,调节器发出讯号开大或关小阀门,以保证出口压力稳定。汽轮机的电负荷,则由汽机本体的调节系统来控制,可以实现电负荷和热负荷单独调节[1]

抽汽式机组抽汽压力控制方式的热力过程图如图2所示:


在新型抽汽调压汽机中没有回转隔板,在抽汽量为零时,抽汽口的压力为phd。而热用户需要的PC,压力匹配器的功能是将抽汽的压力PH提高到PC。驱动蒸汽的压力PP,通过喷射将能量传给低压抽汽,将压力从PH提高PC。压力匹配器抽吸的低压蒸汽量和驱动蒸汽量之比称为引射系数,



该值通过索可洛夫的方法计算,该方法的计算结果和实验数据基本上相符[2]

3、新型抽汽调节装置机组的性能分析

3-1压力匹配器调压方式与节流调压供热汽轮机的性能比较

为了简单,将新型热电联供汽轮机与节流式供热汽轮机简化成图2和图3所示的模型。



由图2的热力过程图可以看出,抽汽口后级组性能受喷射和节流两种调节方式影响较小,性能的变化可以忽略不计,只计算抽汽口前机组的性能变化。抽汽口前的级组可以看作抽汽式机组的一段缸,也可以看成背压式机组,区别只是排汽供热或再进下段缸,没有本质区别。

在不考虑回热抽汽的情况,节流式调压机组抽汽口前级组所做的功



(7)式说明在两种抽汽调压方式性能相同时,驱动蒸汽少做的功应等于节流装置损失的做功能力。

1 是NC200机组几个工况[3]

根据(6)式计算压力匹配器调压方式和节流调压方式的性能比



从上表看出,从120MW到198.8MW用压力匹配器代替调节蝶阀都有很好的效益。在只比较中压缸进汽到抽汽口一段机组的效率时,一般可以提高效益40%以上。在比较整个中压缸时,效益为30%左右。

3-2压力匹配器调压方式和回转隔板调压方式机组性能的比较

以上是压力匹配器调压方式和蝶阀调压方式的比较,对于回转隔板及调节汽门等喷咀调压方式,还要考虑调压级(回转隔板级)所做的功。


根据(10)式及制造厂提供的热平衡图[2]对两种抽汽调压方式的机组性能进行了比较,结果列在下表2。


从表2可以看出,在所有的工况下,压力匹配器调压方式都比回转隔板调压方式效率高。特别在机组的额定工况下,抽出340t/h蒸汽,这时如果回转隔板全开,抽汽口的压力为 0.3MPa,利用压力匹配器升压,抽汽口只能抽出35t/h,大部分蒸汽为中压缸进口的再热蒸汽。即使在这种情况下,压力匹配器调压方式也比回转隔板调压方式效率高。这是因为在该参数下隔板级的压差很大(从0.98MPa到0.2MPa),隔板级的工况大大偏离设计工况,效率很低。

4、结论:

用压力匹配器代替调节蝶阀及回转隔板作为抽汽式汽轮机的调节装置,在所有可能的运行范围内,可提高汽轮机的热经济性,用压力匹配作为抽汽式汽轮机的调节装置使汽轮机结构简化,降低了制造成本,提高了运行可靠性。

 

 

参考文献:

[1]王汝武主编: 电厂的节能减排技术 化工出版社,2008年10月

[2]索可洛夫: 喷射器  科学出版社,1977年

[3]哈尔滨汽轮机厂有限责任公司: NC210-12.75/535/535 热平衡图



Copyright © lnfhd.com 辽宁飞鸿达蒸汽节能设备有限公司 辽ICP备10203302号-1