CC12型汽轮机低真空供热的安全经济性分析

　　李穷。曹丽华栾忠兴徐立巍东北电力学院营口化纤厂自备电厂真空供热对汽轮机电功率轴向推力汽缸膨胀凝汽器冷却管膨胀的影响，进而分析了，2型汽轮机低真空供热的安全性和经济性，并对该汽轮机低真空供热的效益进行了计算及分析。该汽轮机经过4个的低真空供热运行，证明计算分析结果是正确的。

　　随着石油化工生产装置的大型化和生产规模高整个化工生产的经济性降低生产成本必须合理有效地利用能源，不断提高能源的利用效率1然而，在我国化学工业中，还有众多的中低压汽轮析在运行。这些小型汽轮机效率低能耗大，运行经济性较差。如何既览军这鸣汽轮机的作用，能达到节约能源的目的，是化工生产部门普遍关心的问实现汽轮机的低真宁运亍。将凝汽器作为个加热器，利用凝汽器冷却水对外进行供热，不仅对于减少汽轮机的排汽热损失，提高整个系统的运行经济性具有重要的意义而且也是替代分散的供热小锅炉，减少环塘染的有效措施。

　　然而，由于汽轮机低真空供热属于大幅度变工况运行工况。所以，低真空运行对于汽轮机本身的经济性和安全性均会产生定的影响。为此，本文结合营口化纤厂自备电厂12型汽轮机低真空供热改造，7寸汽轮机低真空供热后的热力过程汽轮机功率汽轮机相对内效率轴向推力汽轮机汽温吱凝汽器陪空凝汽器冷却铃膨胀量和汽缸膨胀量等的变化情况进行了计算分析，供同类型的汽轮机低真空供热时参考。

　　1汽轮机低真供热的运行方式确定低真空供热就是人为降低汽轮机凝汽器的真空，提高汽轮机的排汽温度，利用汽轮机排汽来加热冷却水，提高冷却水的出口温度，并利用其对外进行供热的运行方式。

　　营口化纤厂自备电厂0，2型汽轮机原设计工况为冷却水流量，2凝汽器冷却水入口温度12，出温度为28，凝汽器卡力为75.23.由该；气轮机只在冬季采暖期进行低真空供热，其他时间仍要恢复为正常运厅方式。因此汽轮机低空供热改造，没对汽轮机本体进行改动。

　　汽轮机低真空供热后，冷却水流量认凝汽器人⑴今却水亦即热用户出门水温1=450，凝汽器出口冷却水亦即热用户入口水温265，供热面积20万1考虑到冷却水流量减少，使得冷却水在凝汽器中的流速降低，容易造成凝汽器结垢或堵塞，因此凝汽器采用半面运行。

　　2汽轮机低真空供热的安全经济性计算方法2.1汽轮机通流部分的热力计算汽轮机低真空供热属于变工况运行方式，为了得到低真空供热后汽轮机通流部分各级的热力参数，采用文献2，3中的计算方法对汽轮机进行了变工况热力计算，从而得到汽轮机的功率相对内效率汽轮机的排汽状态点参数。同时，所得到的各级前后的热力参数也为计算汽轮机低真空供热的安全性准备了必要的条件。

　　作用在转子上的总轴向推力为作用在动叶上的轴向推力心作刖在叶轮轮面的轴以推力厂作用在隔板汽讨凸肩上的轴向推力以及作用在转子凸肩上的轴向推力心4的代数和，即上述各轴向推力的计兑友法文献4.

　　2.2凝汽器的热力计算凝汽器的凝结温度与冷却水温度1冷却水在凝汽器内的温升以以及凝汽器端差之间的关系为其中采用前苏联全苏热工研究所的别尔曼60公式1进行计算。

　　凝汽器的热力计算主要是确定在低真空供热所对应的冷却水流量凝汽器冷却水进！口温度条件下，凝汽器的端差凝汽器真空以及凝汽器压力对应的饱和温度。

　　2.3汽缸与凝汽器冷却管膨胀量的计算运行中，由于汽轮机汽缸的工作温度与安装温度的不同，汽缸会产生定的膨胀。汽缸膨胀间的间隙，容姑造成动静之间的碰磨。汽轮机低真空供热后，使汽缸的膨胀程度，大。因此，必须校核汽轮机低真空供热汽缸的膨胀情况。

　　同理，凝汽器运行过程中，由于冷却管壁工作温度与安装时的温度不同，冷却管要产生膨胀或收缩。汽轮机低真空供热后，使凝汽器中蒸汽冷却管两边是固定在管板上的，这样，实际上是使冷却管产生定的热应力。因此，冷却管膨胀量的大小实际就在怔了冷却管热应力的人小。

　　汽轮机汽缸和凝汽器冷却管的膨胀量为，安装温度。；材料的原始艮投对于汽缸，由于其高压低压部分所采用的金属材料是不同的，所以其膨胀量应该分别进行计算，然后再累加。

　　3汽轮机低真空供热的安全经济性分析通过对汽轮机低，空供热的安全经济性进行令，即似对汽轮机低真空供热的安全经济性进行分析。

　　3.1对汽轮机电功率的影响汽轮机低真空运行时，由于真空降低，背压升高使汽轮机的理想焓降减小。在汽轮机进汽，不变的条件下，汽轮机的电功率将减小。营口化纤厂自备电厂12型汽轮机低真空供热后，汽轮机主蒸汽量由原正常运行工况下的9，1增加到了1001这样，不仅保证了冷却水的出口温度，而且相对于原正常运行工况，汽轮机另外，汽轮机低真空供热后，汽轮机各级前相对内效率降低；中间各级的相对内效率变化不是很明显；相对内效率变化大的级发生在汽轮机的从末级和例数旗2级。汽轮机低真空供热后，倒数第2级的相对内效率由原正常运行方式时的0.7589降低到0.4026，级的内功率也由原运行方式下的647.0减小到104.0；末级的相对内效率甚至出现负值，亦即汽轮机低真交供热后末级不仅不作功，反1消耗功宇。这要是由于汽轮机低，宁供热阮闱末级迎粑焓降大幅度降低，造成蒸汽流速急剧降低，蒸汽不仅不作功，反而对转子旋转产生阻尼作用，从而导致汽轮机的电功率降低。

　　3.2对汽轮机轴向推力的影响当真空降低时，汽轮机末级的理想焓降减小，反动度，大。但同时级的前后压差减小，因此，当真空降低时，汽轮机级轴向推力的变化情况，决于芥乘积的大小。

　　此外，当汽轮机真空降低时，汽轮机轴向推力的变化情况还与转子凸肩的分布情况有关。

　　相对于原正常运行工况，营口化纤厂自备电厂0012型汽轮机低真空供热后，凝汽器压力由5.02kPa升高到3944kPa，其末级的理想焓度则由0.3258，加到0.5052，同，末级前后压差由6.998，3减小到2.5813，使该汽轮机低真空供热时，动叶所受的轴向推力减小。

　　级叶轮迎汽流的面积小于背对汽流的面积，所以作用于高压第级叶轮上的轴向推力方向为逆蒸汽流动方向。当汽轮机低真空供热后，该反向推力由4 903.57增加到6380.92这也是引起汽轮机轴向推力减小的原因。

　　为了更进步说明该汽轮机轴向推力随背压的变化情况，通过计算给出了，12型汽轮机轴向推力随背压变化情况曲线，1.由减小当竹卡高到定程度后。汽轮机的轴向推力才开始增加。

　　但是，当对应大调整抽汽量8，1时，汽轮机低真空供热时的轴向推力比原正常运行时的轴向推力，加49 984.642743.2=7241.4又但该数值与大凝汽工况，汽轮机的轴以推力基木和等，而小千原对应大调整抽汽量，的汽轮机轴昀推力52 956.2.因此，汽轮机的轴向推力不会对汽轮机的安全性产生影响。

　　3.3对汽缸膨胀量的影响汽轮机低真空供热后，由于汽轮机排汽温度仆高，汽缸的膨胀景增大。从而改变了汽轮机通流部分的间隙。江12型汽轮机低真空供热后，相对于原正常运行工况，汽轮机排汽温度升高了75.5461 1.2720.928=.，叫不会对汽轮机通流部分间隙产影汽轮机低真空供热后，冷却水流量减少，如果仍然米凝汽器原运行7式，则疑汽器十冷却水流动速度只有0.56581左心不仅使凝汽器传热系数降低，吏荇易造成凝汽器冷却水管的堵塞。因此。凝汽器改为半面运行。采用半面运行后，凝汽器中冷却水流速为1.1315与原正常运行方式下的冷却水流速1.02873基本另外，汽轮机低真空供热后，由于汽轮机排汽温度由原正常运行的33，哺叩椒5.5；凝汽器冷却管膨胀贷相应，大。对7，12型汽轮机，低真空供热后相对于原正常运行工况，凝汽器冷却管膨胀量增加了4.0750.952=3.1231.不会对冷却管与管板之间连接的密封性产生影响。同，汽轮机低真空供热后，冷却水出1温度将达到65，quot；以满足对外供热此外。对应子大调整抽汽的工况。汽轮机低真空供热后，冷却水出口温度将略有降低，其4效益分析及运行中应注意的问4.1汽轮机低真空供热的效益分析汽轮机低真空供热，尽管使汽轮机本身的运行经济性降低。但从整个屯厂来看，却具存较大在个采暖期内，对外供热获得收益460万元；山于凝汽器冷却水流贷减少，在相同补水率办空降低。使汽轮机产生的屯功率减少，亏损102.88万元；同时，为了满足供热条件，汽轮机主蒸汽流量，加了1使锅炉的耗煤量增加，亏损108.2万元；此外，汽轮机低真空供热所引起费用管理费等共35.92万元，则汽轮机低真空供热的年净效益为240万元。而营口化纤厂自备电厂为汽轮机低真空供热项目投资230万元，闪此，投资，收年限为，96年，实现了，年投资当年回收的目标。

　　同时，由于汽轮机低真空供热后，使凝汽器源具有重要的意义。此外。汽轮机低真空供热取代了定数量的分散小锅炉，达到了保护环境响。

　　4.2汽轮机低真宁供热应注意的问汽轮机低真空供热运行，运行中应该对汽轮机的安全性厂以足够的重视。

　　由于该汽轮机低戊空供热后凝汽器采用半面运行，为了防止抽气器过负荷，应该将己经停止的半他凝汽器迎往抽气器的门关闭。

　　汽轮机低真中供热后末级不又不作功。反而消耗功率，运行中容易导致汽轮机的排汽温度过高。另外，也为了防止运行中汽轮机由于背压升高而使汽轮机排汽点落入过热蒸汽区，应该注意监视汽轮机排汽温度的变化。并注意汽轮机排汽压力与排汽温度之间是否有对应关系。当汽轮机排汽温度超过80应该及时投排汽缸喷水降温。

　　5结论5.1通过对；化纤厂备电厂12型汽轮机低真空供热的安令经济性计算。证明该汽轮机低真空供热是完全可行的，而且可以达到当年投资当年回收的目的。

　　5.2营口化纤厂自备电厂12型汽轮机经过4个月的低真空供热运行，其实际运行情况与本文的热力计算结果吻合得比较，证明本文的热力计算结果是正确的，可以推广到对同类型汽轮机的低真空供热的安全经济性分析。

　　5.3汽轮机低真空供热是改造小机组，减少环境污染，降低电厂耗水量的有效途径，值得在我国北方地区推广。

　　1冯霄，李勤凌。化工节能原理与技术。北京化学工业出版社，1998 2曹祖庆。汽轮机变工况特性。北京水利电力出版社，3曹立华，李勇。汽轮机超临界级变工况热力计算方法5齐复东等。电站凝汽设备和冷却系统。北京水利电力出版社，1990化学工业与工程技术2004年征订启事化学工业与工程技术系国家科委批准出版国内外公开发行的江苏省级科技双月刊。主要栏目有专论与综述研宄与开发机械与设备气体净化调研报告检测与分析仪与自动化工厂实践等。可供从事化工与相关行业的工程技术人员科学研宄者及高校师生参阅。本刊为大16开，全年订价45元含邮费，自办发行。

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