萬方數(shù)據(jù)點看,凝汽器和供水系統(tǒng)起冷源的作用,以凝汽器為核心,內(nèi)連汽輪機低壓缸,外連供水系統(tǒng),構成了汽輪機的冷端。由汽輪機熱力系統(tǒng)與冷端各參數(shù)的相關性可知,提高蒸汽初參數(shù)和降低汽輪機蒸汽冷端參數(shù)(背壓是提高機組熱效率的主要途徑。當汽輪機仞參數(shù)一定時,降低汽輪機蒸汽冷端參數(shù)(背壓,可以增加汽輪機蒸汽理想焓降,減少冷源損失,提高循環(huán)的熱效率。3汽輪機設計背壓值優(yōu)選的重要性冷端中任何一個設備和系統(tǒng)參數(shù)的設計和選擇都不能撇開其它各因素而孤立地進行,但這其中最重要參數(shù)就是汽輪機的設計背壓值。汽輪機經(jīng)濟性的重要指標是它的凈熱耗率(HR或汽耗率(SR,即每發(fā)出lkW?h電能所消耗的熱量或蒸汽量,統(tǒng)稱為熱經(jīng)濟性;機組容量確定后,在額定出力的工況點,汽輪機進汽參數(shù)(額定出力時進汽的壓力和溫度,俗稱熱端參數(shù)確定后,汽輪機的熱經(jīng)濟性主要就靠冷端的背壓來反應了。在汽輪機的設計中,機組容量確定后,汽輪機的“設計背壓值”都對應一個“額定出力的額定熱耗(煤耗、額定排汽量(額定汽耗”,也就是說,“設計背壓值”確定后,“額定出力時的額定熱耗(煤耗、額定排汽量(額定汽耗”是一個定值(對每個汽輪機廠家而言,機組運行中各參數(shù)的變化都在這個基礎上、在一定范圍內(nèi)變化。可以通俗的認為,“設計背壓、額定熱耗(煤耗、額定出力、額定排汽量(額定汽耗”其實就是機組的一個多維設計工況點,冷端優(yōu)化就是在外界工程廠址條件已確定的情況下,通過優(yōu)化計算,找到最佳冷端設備配置,使得機組在最佳的“機組多維工況點”運行,也就是一方面保證機組的熱耗最低、汽耗最少、出力最多;同時另一方面,最佳冷端設備的投資和運行費用最省。對于容量確定的機組而言,設計背壓不同,機組的多維工況點就會不同,熱耗、汽耗都會不同。熱耗不同,煤耗就不同,相應的鍋爐配置、上煤除灰系統(tǒng)的設計也會發(fā)生變化;44-2010fi-10,q第5期而汽耗不同,相應的汽機低壓缸形式、末級葉片長度、汽機配套的凝結(jié)水泵、補水泵等都發(fā)生一系列變化,就連除鹽水系統(tǒng)也會發(fā)生微小變化;設計背壓不同引起的機組一系列變化詳見表l、表2。哀1同容量機組的汽輪機設計背壓變化引起的設備參數(shù)變化分析衰2同容■機組的汽輪機設計背壓變化引起的運行費用變化分析汽輪機設計背壓值的選擇直接關系到整個發(fā)電機組的經(jīng)濟性與合理性,是“一觸而變?nèi)帧钡闹匾獏?shù),因此,汽輪機設計背壓優(yōu)選是冷端優(yōu)化的重要環(huán)節(jié)。設計背壓低,額定熱耗基準就偏低,但冷卻設備投資、運行費用會提高;設計背壓高,額定熱耗基準就偏高,但冷卻設備投資、運行費用會降低;只有煤耗、冷端設備投資及運行費用、其它如“鍋爐輔機、汽機輔機、上煤除灰系統(tǒng)”的設備投資及年運行費用等綜合費用較低的背壓才是最優(yōu)值。萬方數(shù)據(jù)4設計背壓優(yōu)選與冷端優(yōu)化汽輪機設計背壓優(yōu)選及冷端優(yōu)化不僅與低壓缸形式的設計與選擇有關,還與凝汽器、供水系統(tǒng)(循環(huán)水泵配置、循環(huán)水管溝及構筑物、冷卻設備的設計與選擇有著不可分割的密切關系。冷端優(yōu)化設計的目的就是結(jié)合本工程機組運行的具體條件,通過對冷端參數(shù)(主要包括汽輪機平均背壓、凝汽器面積、循環(huán)水冷卻倍率、循環(huán)水泵配置、供排水管徑等幾個可變參數(shù)進行不同的組合,然后進行水力、熱力及經(jīng)濟計算并比較分析,得到一個滿足本工程技術經(jīng)濟條件的最優(yōu)設計背壓及最優(yōu)的冷端設備配置方案,使得汽輪機運行在安全經(jīng)濟的設計工況,而設備、構筑物的投資和系統(tǒng)運行費用的總和折算到年費用最小,從而使電廠總的經(jīng)濟效益最佳;同時也能保證汽輪機組的最大出力,即在最高的冷卻水溫條件下,保證汽輪機的背壓不超過滿負荷運行時的最高允許值。工程優(yōu)化計算中大都采用年費用最小法,該方法把投資和生產(chǎn)成本兩個要素統(tǒng)一起來,并結(jié)合時間因素進行計算,即將各方案的基建投資考慮復利因素,換算成使用年限內(nèi),每年年末的等額償付的成本,再加上年運行費用,構成該方案的年費用;各方案中年費用最小者為經(jīng)濟可取的方案。優(yōu)化計算數(shù)學模型【l】公式(1如下:C=P。(AFCR+Ac+和4f(1式中:C為年總費用(萬元:P為工程投資費(萬元;AFCR為年固定費用率(%(AnnualFixedChargeRate;Ac為與設計背壓對應的煤耗費用(萬元;Ap為與設計背壓相關的設備年運行電費(萬元;At為汽輪機年微增功率電費(萬元戶?似FCR雖O為電廠與設計背壓相關的設備基建投資換算成經(jīng)濟使用年限內(nèi)每年年末的等額償付的成本,也可以稱為年固定分攤費用。5汽輪機運行背壓對節(jié)能的影響分析及對策研究汽輪機的“設計背壓值”都對應一個“額定出力的額定熱耗(煤耗、額定排汽量(額定汽耗”,機組運行中各參數(shù)的變化(包括運行背壓、煤耗、汽耗都會在設計額定值基礎上、在一定范圍內(nèi)波動,從而形成機組的設備參數(shù)特征曲線。根據(jù)機組運行背壓一煤耗曲線,在高效率范圍內(nèi),運行背壓越低,相同發(fā)電出力的熱耗就越低,但冷端運行費用會提高;運行背壓越高,相同發(fā)電出力的熱耗就偏高,但冷端行費用會降低。在任何運行工況下,保證降低背壓所增加的汽輪機功率與冷端系統(tǒng)運行的消耗功率之差為最大值,是節(jié)能的關鍵。汽輪機運行背壓的經(jīng)濟性是與電廠廠址的外界冷端條件(氣象條件相關的,最佳運行背壓必須與外界冷端條件(氣象條件相匹配。運行中,為了獲得更多的微增功率,一般盡可能保證運行背壓略約低于設計背壓,這樣同出力工況下的運行煤耗略低于設計煤耗,但低運行背壓會加大冷端系統(tǒng)運行費用;因此,電廠運行中充分利用廠址的外界冷端條件(氣象條件以獲取較低的運行背壓、偏低的冷端系統(tǒng)運行費用是節(jié)能的目的。以南方某1000MW燃煤機組(海水一次循環(huán)系統(tǒng)為例,其不同設計背壓時的運行費用差異值見表3,從中可選擇最優(yōu)的設計背壓值。裹3某1000MW燃煤機組(海水一次循環(huán)系統(tǒng)不同設計背壓時的運行費用差異僵現(xiàn)階段,電廠運行中做到“運行背壓略約低于設計背壓”比較容易,但長期維持較低的冷端系統(tǒng)運行費用往往難以實施。較常規(guī)的簡萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)汽輪機設計背壓優(yōu)選對火電廠節(jié)能降造的影響分析作者:龍國慶,LONGGuo-qing作者單位:廣東省電力設計研究院,廣東,廣州,510663刊名:電力勘測設計英文刊名:ELECTRICPOWERSURVEY&DESIGN年,卷(期:2010,(5被引用次數(shù):0次參考文獻(10條2.趙斌.劉玲.張文兵汽輪機冷端優(yōu)化的研究2007(13.李海濤.寧國睿背壓變化對國產(chǎn)600MW汽輪機組經(jīng)濟性與安全性的影響2007(94.湯蘊琳大型火電廠設計優(yōu)化思路2005(125.董麗娟.張春發(fā).張燕.張潤盤汽輪機背壓變化對機組功率增量的影響2006(16.林湖.周蘭欣.胡學武背壓變化對汽輪機機組功率影響的計算修正2004(27.王保忠火電機組優(yōu)化運行潛力分析2007(128.楊運超.常曙光.程剛強.付文鋒背壓變化影響機組熱經(jīng)