汽轮机运行经济分析（PPT39页)

汽轮机运行经济分析影响汽轮发电机组经济运行的主要技术参数和经济指标有哪些？影响汽轮发电机组经济运行的主要技术参数和经济指标有：汽压、汽温、真空度、给水温度、汽耗率、热耗率、循环水泵耗电率、给水泵耗电率、高压加热器投入率、凝汽器端差、凝结水过冷度、汽轮机热效率等。什么是疑汽式发电厂的发电煤耗率及供电煤耗率？•凝汽式发电厂的发电煤耗率是在单位时间中所耗用的标准煤耗量B与在单位吋间的发电量P之比叫发电煤耗率，其表达式为：b=B/P•式中：b为发电煤耗率，kg/kwh；B为根据发热量高低折算的标准煤，kg/h；P为发电机功率，kw。•供电煤耗率g是考虑了厂用电消耗后的发电煤耗。其表达式：g=B/(P-Pc)•式中：g为供电煤耗率，kg/kwh；P为发电厂功率，kw；Pc为发电厂的厂用电功率，kw。为什么供电煤耗率比发电煤耗率更有实际意义？•因为供电煤耗率是考虑了厂用电消耗后的发电煤耗，真实地反映了发电厂技术完善程度和运行的经济性。厂用电量愈多，供电煤耗愈高，所以在降低发电煤耗的同时也要尽量减少厂用电量，才能使供电煤耗率降低。什么是热电厂的供热煤耗率？•热电厂用于供热的耗煤量B与对外供热量Qb之比称为供热煤耗率。其表达式为：b=B/Qb（kg/kj）•式中：B为供热的耗煤量，Qb为对外供热量，kj。什么是发电厂的厂用电率？•发电厂在发电过程中，电厂本身要耗用一部分厂用电量，此电量Wc与发电量W之比称为厂用电率。•凝汽式发电厂的厂用电率λn=Wc/W×100%汽耗率•汽耗率=（过热蒸汽量-供热量*低抽焓/过热蒸汽焓）/发电量•什么是汽耗率？答：汽轮机发电机组每发出1KWH电能所消耗的蒸汽量称为汽耗率。纯凝汽式汽轮发电机组和回热循环机组的热耗率如何计算？•每生产1kwh的电能，汽轮发电机组所消耗的热量，叫做热耗率q0。•对纯凝汽式机组，其热耗率为：q0=d0×(h0-hc)（式中hc为凝结水焓值，其数值近似于它的温度值×4.1878kj/kg；h0为主蒸汽的焓，kj/kg；d0为汽耗率，kg/kwh。）•对采用回热循环的汽轮发电机组，热耗率为：q0=do×(h0-h给)•（式中h给为锅炉给水的焓，kj/kg；h0为主汽阀前蒸汽的焓kj/kg；d0为汽耗率，kg/kwh。）热耗率•热效率=3600/（（过热蒸汽量*（过热焓-主给水温度*4.1868）+（过热器一级减温水甲+过热器一级减温水乙+过热器二级减温水甲+过热器二级减温水乙）*（主给水焓-减温水焓）+（再热流量甲+再热流量乙）*（再热焓-高排焓）+再热减温水量*（高排焓-减温水焓）-供热流量*供热焓）/发电量）#56机综合热效率•#56机综合热效率=3600/（（过热蒸汽量5*（过热焓5-主给水温度5*4.1868）+（过热器一级减温水甲5+过热器一级减温水乙5+过热器二级减温水甲5+过热器二级减温水乙5）*（主给水焓5-减温水焓5）+（再热流量甲5+再热流量乙5）*（再热焓5-高排焓5）+再热减温水量5*（高排焓5-减温水焓5）-供热流量5*低抽焓5+过热蒸汽量6*（过热焓6-主给水温度6*4.1868）+（过热器一级减温水甲6+过热器一级减温水乙6+过热器二级减温水甲6+过热器二级减温水乙6）*（主给水焓6-减温水焓6）+（再热流量甲6+再热流量乙6）*（再热焓6-高排焓6）+再热减温水量6*（高排焓6-减温水焓6）-供热流量6*低抽焓6）/（发电量5+发电量6））什么叫发电机效率？•在发电机中的各种机械损失和电气损失统称为发电机损失，等于汽轮机轴端功率与发电机组电功率的差。•发电机组的电功率与汽轮机轴端功率之比称为发电机效率。它说明了发电机工作的完善程度。发电机效率一般为93%～99%。焓、比焓•焓是汽体的一个重要的状态参数。焓的物理意义为:在某一状态下汽体所具有的总能量,它等于内能和压力势能之和。•比焓是单位质量的工质所具有的焓（kj/kg）。给水泵单耗给水泵单耗:单位时间内耗电量除以锅炉蒸发量×100%单位：KWh∕t循环水泵单耗•循环水泵单耗=循环水泵耗电率/发电量×100%真空、真空度•什么是真空、真空度当密闭容器中的压力低于大气压力时,称低于大气压力的部分为真空.•真空：气体的绝对压力小于大气压力的部分称为真空，也叫负压•用百分数表示的真空,叫真空度.即:用测得的真空数值除以当地大气压力的数值再化为百分数.用公式表示:•h真空•真空度=--------------×100%•h大气•凝结器极限真空：当凝汽器真空提高时，汽轮机的可用热将受到末级叶片蒸汽膨胀能力的限制。当蒸汽在末级叶片中膨胀达到最大值时，与之相对应的真空为极限真空。•凝结器最佳真空：是指超过该真空，再提高真空所消耗的电力大于真空提高后汽轮机多做功所获得的经济性。运行中减小凝汽器的端差的措施•（1）尽可能的保持凝汽器传热面的清洁、干净。列如运行中投入胶球清洗系统，检修时要用机械或水力方法捅刷、清洗凝汽器传热面，以及结垢严重时酸洗等。•（2）在冷却水中加入一些化学药品，以杀死冷却水中的微生物，减少一些澡类物质在传热表面的附着、繁衍；进一步的处理是除去水中的一些盐类物质，减少结垢。•（3）维持真空系统的严密性，减少漏空气。真空严密性试验不合格时，就要设法找出并消除漏空气点。•（4）抽气器应维持在正常、高效的状态下工作，以使凝汽器中的空气尽量维持在低限。•（5）端差增加的原因；有1；凝汽器铜管水侧或汽侧结垢；2；凝汽器汽侧漏入空气；3；冷却水管堵塞；4；冷却水量减少等。凝汽器真空变化有哪些原因？•凝汽器真空变化有如下原因：•1.正常变化•（1）负荷变化。•（2）汽轮机排汽量变化。•（3）循环水进水温度变化。•（4）循环水量变化。•2.凝汽器运行不正常•（1）凝汽器水位升高。•（2）循环水量减少或中断。•（3）循环水进水门开度过小或误关。•（4）凝汽器管板垃圾过多，阻塞铜管。•（5）凝汽器二次滤网堵塞，使冷却水量减少。•（6）凝汽器铜管表面污脏或结垢。•（7）真空系统漏空气。•（8）凝汽器补给水的水源中断，空气进入。•3.抽气器工作不正常•（1）工作蒸汽或工作水压力下降。•（2）喷嘴堵塞或损坏。•（3）凝汽器至抽气器管道积水严重。•（4）射水抽气器水箱水位过低或断水。•（5）射水抽气器补水量太少，水箱水温过高，影响抽气效率。•（6）射水泵故障停运或出力下降。•4.由于操作不当引起空气漏入•（1）低压加热器投用时，内部空气未放尽。•（2）抽汽管使用前空气未放光，经低加热器漏入凝汽器。•（3）轴封供汽中断。•（4）破坏真空门、凝汽器汽侧放水门或通向凝汽器的其它阀门误开凝汽器端差•在凝汽器中,汽轮机的排汽与冷却水出口温度之间具有一定的差值,这个差值就称为凝汽器端差.即:•凝汽器端差==汽轮机排汽温度-冷却水出口温度•运行中,在机组负荷不变的情况下,如果端差增大,说明凝汽器脏污，铜管结垢,影响传热；凝汽器内漏入空气,铜管堵塞,冷却水不足等,也使端差增大.冷却面积大，铜管清洁,则端差小.运行中减小凝汽器的端差的措施•（1）尽可能的保持凝汽器传热面的清洁、干净。列如运行中投入胶球清洗系统，检修时要用机械或水力方法捅刷、清洗凝汽器传热面，以及结垢严重时酸洗等。•（2）在冷却水中加入一些化学药品，以杀死冷却水中的微生物，减少一些澡类物质在传热表面的附着、繁衍；进一步的处理是除去水中的一些盐类物质，减少结垢。•（3）维持真空系统的严密性，减少漏空气。真空严密性试验不合格时，就要设法找出并消除漏空气点。•（4）抽气器应维持在正常、高效的状态下工作，以使凝戚器中的空气水品尽量维持在低限。•（5）端差增加的原因；有1；凝汽器铜管水侧或汽侧结垢；2；凝汽器汽侧漏入空气；3；冷却水管堵塞；4；冷却水量减少等。什么叫凝结水过冷度？过冷度增大的原因有哪些？•从理论上讲,汽轮机排汽是在饱和状态下凝结的,其凝结水的温度应等于排汽压力下的饱和温度.但实际上由于凝汽器构造和运行中的汽阻等因素,而使凝结水的温度总是低于排汽温度.•凝结水温度与排汽温度之差值称为凝结水的过冷度.•凝结水过冷度过大,会使凝结水中的含氧量增加,不利安全运行.另外,凝结水过冷却时,凝结水本身的热额外地被冷却水带走一部分,这使凝结水回热加热时,又额外地多消耗一些汽轮机抽汽,降低了电厂的热经济性.一般高压汽轮机凝结水过冷度要求在2℃以下.•过冷度增大的原因如下：•凝汽器水位升高，淹没了下面几排铜管：•真空系统严密性或抽气器工作不正常，凝汽器内积聚空气。•冷却水温度过低，冷却水量过大；•凝汽器铜管漏水严重。减少凝结水过冷却的方法有哪些？•1）运行中严格监视凝汽器的水位，不使水位过高或采用低水位运行方法。•2）密切注意真空系统的严密性，防止空气漏入。•3）保证抽气器的工作正常。•4）改造凝汽器，使凝汽器管子重新合理布置。主蒸汽压力对机组经济的影响？1.初压升高时，所有承压部件受力增大，尤其是主蒸汽管道、主汽门、调节阀、喷嘴室、汽缸等承压部件，其内部应力将增大。2.初压升高时若初温保持不变，使在湿蒸汽区工作的级湿度增大，末级叶片的工作条件恶化，加剧其叶片的侵蚀，并使汽轮机的相对内效率降低。3.若初压升高过多，而保持调节阀开度不变，由于此时流量增加，轴向推力增大，并使末级组蒸汽的理想焓降增大，会导致叶片过负荷。4.调节级汽室压力升高，使汽缸、法兰和螺栓受力过大，高压级隔板前后压差增大。因此对机组初压和调节级汽室压力的允许上限值有严格的限制。5.当初压降低时，要保持汽轮机的功率不变，则要开大调节阀，增加进汽量。此时各压力级蒸汽的流量和理想焓降都相应增大，则蒸汽对动叶片的作用力增加，会导致叶片过负荷，并使机组的轴向推力相应增大。现代汽轮机在设计工况下，进汽调节阀的富余开度不大，保证在其全开时，动叶片的弯曲应力和轴向推力不超限。主蒸汽温度变化对机组经济的影响？1.汽轮机的初温升高，蒸汽在锅炉内的平均吸热温度提高，循环效率提高，热耗率降低。2.由于初温升高，凝汽式汽轮机的排汽湿度减小，其内效率也相应提高。循环效率和汽轮机的效率提高，运行经济性相应提高。3.汽轮机的进汽部分和高压部分与高温蒸汽直接接触，蒸汽初温升高时，金属材料的温度升高，机械强度降低，蠕变速度加快，许用应力下降，从而使机组的使用寿命缩短。4.汽轮机的初温降低，运行经济性相应降低。5.在调节阀开度不变，主蒸汽温度降低时，汽轮机功率相应减小。要保持机组功率不变，要开大调节阀，进一步增加进汽量。此时对于低压级、特别是末级，流量和焓降同时增大，导致动叶栅上蒸汽的作用力增加，其弯曲应力可能超过允许值，且转子的轴向推力相应增大。6.主蒸汽温度的降低，导致低压级的湿度增大，使湿气损失增大，对动叶片的冲蚀作用加剧。7.若蒸汽初温突然大幅度降低，则可能产生水冲击，引起机组出现事故。再热蒸汽压力和温度变化对机组经济性有什么影响？•再热蒸汽的压力总是低于髙压缸的排汽压力。这个减少的数值即为再热器压损。产生压损的原因是蒸汽从高压缸排出后，由于经过再热器及其管道进入中压缸，压力将有不同程度的降低。再热器压损一般是以百分比（即蒸汽通过再热器系统的压力损失与髙压缸排汽压力之比）来表示的。•正常运行中，再热蒸汽压力是随着主蒸汽流量变化而改变的。再热器压损的大小，对整个汽轮机的经济效果有着显著的影响，国产200MW双机组再热器压损变化1%，热耗变化约0.1%•再热蒸汽温度升髙时，用喷水减温的方法虽可使汽温降低，但不利经济性，再热蒸汽喷水每增加1%，国产200MW机组，将使热耗增加0.1%~0.2%。再热蒸汽温度升髙5℃，热耗减少0.111%，再热蒸汽温度降低5℃，热耗增加0.125%。采用回热循环的意义是什么•1）从汽轮机中间部分抽出一部分蒸汽，加热给水提高了锅炉给水温度。这样可使抽汽不在凝汽器中冷凝放热，减少了冷源损失。•2）还可以提高给水温度，减少了给水在锅炉中的吸热量。为什么采用回热加热器后，汽轮机的总汽耗增大了，而热耗率和煤耗率却是下降的？•汽耗增大是因为进入汽轮机的1kg蒸汽所做的功减少了，而热耗率和煤耗率的下降是由于冷源损失减少，给水温度提高