汽轮机滑压运行的经济性问题

1、 中文摘要本文主要研究了汽轮机滑压运行的经济性问题。通过对定压运行与滑压运行进行比较，并参照以往的节能理论，分析了各类火力发电厂节能方法的特点。同时，分析了定压、滑压运行经济性的相对特点，根据热力系统热平衡方程组，在等效热降法的基础上,计算滑压运行的热效率。然后，以马头发电有限责任公司7号汽轮机滑压运行为例，定量计算了机组滑压运行的热效率。为火力电厂节能降耗工作提供了具体的指导，也证明了本方法的可行性。关键词：热力系统 等效热降 定量分析AbstractIn this paper, the unit to optimize the operation of economic issues.Pr

2、essure through the operation of comparison, in the past a variety of energy-saving theory, the analysis of thermal power plants of various energy-saving features of the theory. At the same time, analysis of the set, sliding pressure operation of the economic comparison of the characteristics of ther

3、mal systems based on the heat balance equations, the equivalent heat drop method, based on the calculation of the sliding pressure operation of the thermal efficiency. Then, Ma Tau power generation limited liability company power generation steam turbine performance test on the 7th as an example, th

4、e quantitative calculation of the sliding pressure operation of the thermal efficiency of generating units for saving energy and reducing consumption of thermal power plants to provide specific guidance, which also proved that this method feasibility.Keyword: Thermal Systems Equivalent Heat Drop Qua

5、ntitative Analysis目 录第一章 绪论1第二章 定压运行与滑压运行优化性比较32.1定压运行32.2滑压运行32.2.1滑压运行的分类42.2.2滑压运行的特点4第三章 火电厂经济性指标计算方法简介73.1传统的常规计算法73.2等效热降法73.2.1 抽汽等效热降与抽气效率83.2.2 输水放流式加热器与相邻加热器的等效热降关系103.2.3汇集式加热器之间的等效热降关系113.2.4等效热降法计算方法123.3循环函数法143.4本章小结15第四章 马头电厂#7机滑压运行热效率计算164.1机组现状介绍164.1.1主要参数164.1.2各段抽汽参数174.2热效率计算模型

6、的确定174.2.1热效率计算公式174.2.2计算时的简捷处理184.2.3原始数据的获得184.3 220MW负荷机组热效率计算184.3.1 220MW负荷时热力参数184.3.2 辅助成分参数214.3.3焓增和放热量计算214.3.4各段抽汽效率和等效焓降的计算254.3.5汽轮机装置的效率计算284.4 132MW负荷机组热效率计算304.4.1 132MW负荷时热力参数304.4.2 辅助成分参数324.4.3焓增和放热量计算324.4.4各段抽汽效率和等效焓降的计算364.4.5汽轮机装置的效率计算394.5计算结果分析总结41第五章 结论41致 谢42参考文献4344第一章

7、绪论随着我国经济的快速发展，作为基础工业的电力行业也进入了新的大发展的时期。能源利用与经济的发展紧密相关，十五大明确指出“下世纪中叶我国经济发展达到中等发达国家的经济水平”，能源产业务必钻研拟定相应的发展策略来保证这一目标的实现。而且，能源产业是社会经济发展的物质基础，是国家生产力的重要保障。能源、人口和环境是当今世界所面临的三大问题。自我国建国以来，能源产业取得了巨大成就，但由于人口多、底子薄，多年来能源生产跟不上国民经济的发展，这使得我国的人均能源消耗量还不到世界平均水平的二分之一，能源产量不足已对社会经济的发展和人民的日常生活造成了影响。我国能源产量不足的同时，能源的利用率也较低，约为2

8、5.6%。对比工业发达国家的40，我国的节能潜力很大。我国的能源政策是“开发和节约并重，近期把节能放在优先地位”。现今，火力发电厂是我国主要的一次能源消耗产业，约占全国能源消耗总量的25，并且消耗量会持续增加。据国家电力部门统计，火力发电厂每年用煤约3亿吨，是全国煤碳产量的四分之一。1994年全国完成发电量9055亿kwh，其中火电7236亿kwh，按这一发电水平计算，全国火电厂每降低煤耗1g/kwh，每年可节约原煤70多万吨。近几年，我国发电煤耗呈现大幅下降，但相对于国际先进水平依然存在比较大的差距，例如前苏联的发电煤耗约为280320g/kwh，而我国电力系统主要运行的300MW发电机组发

9、电煤耗约为360g/kwh; 而200MW机组的发电煤耗比设计值340360g/kwh偏高3657g/kwh，导致我国原煤消耗量增加了2000多万吨。因此，节能工作已迫在眉睫。并且近年来火力发电厂的各项技术水平有了明显提高，使发电厂运行的安全性提高，也为电厂的节能改造提供了技术支持。电力部门已经将火力发电厂节能降耗工作列入重要科技攻关项目，并且针对节能降耗提出了具体目标，要求在九五期间国内125MW以上机组的发电煤耗约降低35g/kwh。现代火力发电厂的节能措施体现在电厂的设计、制造、施工、运行、管理以及技术创新等多个方面。随着火力发电机组逐渐朝着大容量、高参数的方向发展，大型发电机组已渐渐成

10、为电力系统支柱。目前，我国大型火力发电厂的设计、制造和安装运行已具有了一定水平，在安全运行的前提下，怎样提高火力发电厂的经济性，已成为影响我国能源产业发展的主要因素。本文通过对滑压运行的热效率计算和同负荷下定压运行的效率进行比较分析，在等效热降法的基础上，对汽轮机的主系统以及辅助系统（门杆漏气及其利用系统、轴封漏汽及其利用系统、抽气器用汽及其回收利用系统、给水泵的功率消耗及其焓升利用）作了定量分析。得出了滑压运行比定压运行的效率高的结论。第二章 定压运行与滑压运行优化性比较在汽轮机正常工作中，不可避免的需要对负荷进行调整，因调整负荷的方法不同，一般分为两种运行方式定压运行和滑压运行。2.1定压

11、运行定压运行是指汽轮机在改变负荷时，新蒸汽的压力、温度维持不变，只改变气阀开度的运行方式。当负荷发生变化时，汽轮机通过改变调速汽门的开度来调整负荷，锅炉则通过调节燃烧量来保持蒸汽参数不变。操作过程：降低负荷时，关小调速汽门，锅炉保持主蒸汽参数不变。增负荷反之。对于节流调节的汽轮机，则通过改变调节阀门的开度进行负荷改变；对于喷嘴调节的汽轮机，则通过打开或关闭调节阀来调整负荷。定压运行属于汽轮机和锅炉分离控制的运行方式，具有方便可靠的优点。汽轮机在低于额定负荷工作时，定压运行会造成节流损失。在接近额定负荷运行时，调节阀全开或几乎全开，产生的节流损失很小，运行效率最高，并且汽轮机的金属部件温度维持稳

12、定。在负荷降低的过程中，调节阀的开度逐渐显小，节流损失随之增大，使级的热效率下降，同时使通流部分的蒸汽温度和汽缸金属温度发生变化，尤其是调节级的状态。但在负荷变动时，调节级的汽温变化较大，调节汽室的温度也随之改变，因此会产生一定的热应力。在部分负荷时，调节级部分进汽度一般在0.7以下，最多能到0.8左右，部分进汽造成了对汽缸沿圆周方向加热的不均匀。部分负荷进气还能造成调节级动叶片应力增加，这是由于一个调速汽门接近全开而下一个调速汽门还没有打开时，调节级的焓降较大，蒸汽流量处于最大，使动叶片的应力增大。并且部分进汽会产生激振力，导致动叶应力快速增大。当部分负荷时，高压缸排的汽温度有明显变化，并随

13、着负荷的下降而减小，使再热冷端温度下降，从而影响再热器中的吸热量。再热温度随之变化，不仅使循环热效率降低，而且还影响到中、低压缸的运行稳定性。所以，在额定工况时，定压运行的经济性最好。较低负荷时若选用定压运行方式，则会导致机组的安全性和经济性下降。所以，随着火力发电厂各项技术水平的提高，装机容量的增大，通常选用滑压运行的方法。2.2滑压运行滑压运行是指汽轮机在改变负荷时，维持调速汽门位置、进汽面积不变，改变锅炉新蒸汽压力的运行方式。滑压运行时调速汽门开度保持不变，当负荷变化时，锅炉通过调节燃烧量，来调整新蒸汽参数，从而对机组负荷进行调整。操作过程：减负荷时，锅炉燃烧量减少，主蒸汽压力下降，达到

14、减负荷的目的。增负荷反之。在调节负荷的过程中，新蒸的汽温度和再热蒸汽温度尽量维持不变，新蒸汽压力随负荷的变化而变化。2.2.1滑压运行的分类（1）纯滑压运行 在汽轮机运行过程中，所有调节阀都保持全开位置，只通过锅炉调整燃烧量来适应负荷变动。这种操作方法执行简单、维护方便，并有较高的经济性。但从负荷变化信号传入锅炉到新蒸汽参数变化需要一定的时间，所以无法迅速的对负荷变化做出反应。对于中间再热机组，因为再热器和冷导汽管的热性，低压缸会出现功率延滞。这种情况一般用高压调速汽门动态过开的方法进行缓解，但因调速汽门全开，没有其它调节方式，所以纯滑压运行无法适应负荷变动频繁的工况。（2）节流滑压运行 当汽

15、轮机负荷较为稳定时，调速汽门不全开，会对新蒸汽产生节流作用。当负荷增加时，通过开大调速汽门，利用锅炉蓄能，使汽轮机负荷快速增加。当新汽压力升高后，新蒸汽参数能够保证负荷需求时，将调速汽门关小，调整至初始位置。因此，节流滑压方式虽然消除了纯滑压方式负荷适应能力差的缺点，但因调速汽门不全开增加了节流损失，经济性相对降低。（3）复合滑压运行 这是定压和滑压相结合的一种运行方式。在高负荷时，采用定压运行；在低负荷时，采用节流滑压运行；在以更低负荷运行时，再转入低压力的定压运行。带基本负荷时定压运行，承担调峰任务时，采用变压运行。复合滑压运行有三种方式：第一，低负荷时滑压运行，高负荷时定压运行。负荷较低

16、时滑压运行，随着负荷的增加，新蒸汽压力升高，当蒸汽参数达到额定值后，维持新蒸汽压力不变，过渡到喷嘴调节。第二，低负荷时定压运行，高负荷时滑压运行。第三，高负荷和低负荷时定压运行，中间负荷时滑压运行。复合滑压运行具有经济性好、适应能力强等特点，所以应用最广。2.2.2滑压运行的特点与定压运行方式相比，滑压运行具有以下特点：(1)滑压运行时主要参数的变化规律主汽压力与温度的变化。对于中间再热凝汽式汽轮机，根据费留盖尔公式，高压缸压力与流量关系为： 式中、额定工况下的蒸汽量，新汽压力，温度和高压缸排汽压力； 、滑压运行时部分负荷下蒸汽量、新汽压力，温度和高压缸排汽压力。滑压运行时，= 。根据凝汽式汽

17、轮机的变工况特点，中压缸进汽压力与流量为正比，而再热器的压损基本上保持不变，故高缸排汽压力与流量正比。所以上式可简化为：故机组采用滑压运行时，新蒸汽压力与流量成正比。主汽温度与锅炉的主汽温控制点有关系。当负荷在高于主汽温控制点以上范围变化时，主汽温度恒等于设计值。当负荷低于主汽温控制点以下负荷范围变化时，主汽温度下降。（2）高压缸理想焓降的变化高压缸的理想焓降可用下式表示：式中高压缸的理想焓降；k, R蒸汽的定熵指数和所体常数。 滑压运行时，部分负荷下的新汽压力和高压缸排汽压力均正比地降低，此时的焓降取决于负荷的大小。当负荷在高于主汽温控制点以上范围变化进，由于主汽温度不变，高压缸的理想焓降不

18、变，但考虑到过热蒸汽的特点，在H-S图上等压线的斜率略呈上升趋势；当负荷低于汽温控制点以下范围变化时，由于To下降，故高压缸理想焓降呈下降趋势。（3）当机组负荷变化时，由于新蒸汽的温度变化较小，所以部件温度变化相对减少从而减少了部件的热应力，延长了部件的使用寿命。（4）提高了低负荷运行时的经济性。定压运行时，随着机组负荷的降低，节流损失增大，汽轮机内效率也降低了。滑压运行时，新蒸汽压力随负荷的降低而下降，但新蒸汽的温度和再热蒸汽的温度维持不变。尽管进入机组的蒸汽质量流量下降了，但容积流量基本保持不变，比焓降也基本保持不变，并且新蒸汽压力降低减小了湿汽损失，所以，汽轮机内效率可保持在较高水平。（

19、5）对于中间再热式机组，定压运行时，高压缸排汽温度降低，再热温度也相应降低。滑压运行时，高压缸排汽温度基本保持不变，并且新蒸汽压力的下降可以使新蒸汽的定压比热降低，因此在相同的再热器条件下，再热温度会升高，从而改变了机组的循环热效率。（6）高负荷区经济性差。当高负荷工作时，定压运行阀门的开度较大，节流损失较小，而滑压运行时主蒸汽压力减小，导致循环热效率下降，因此滑压运行的经济性比较差。（7）调速系统运行稳定，机组振动较小。滑压运行时，由于调速汽门开度保持不变，使调速系统对汽轮机影响降低。此外，因为调节阀在运行时开度不变，防止了周向进汽面积变化使机组受热不均匀造成的振动。（8）汽轮机的安全性好。

20、新蒸汽压力下降,延长了机组受压组件和调节阀门的寿命,并降低了泄漏发生的可能性。第三章 火电厂经济性指标计算方法简介火力发电厂经济性指标计算核心内容是对回热加热器热平衡式的求解。计算各级抽气系数，并依据机组的功率，酸楚机组经济性指标。回热机组的原则性热力计算，常用的方法有传统热力学法、效焓降法以及循环函数法等。 3.1传统的常规计算法传统热力学法即常规法是一种基础的流量平衡及能源平衡的计算方法。长久以来，它在电厂热力系统的评估计算中一直发挥着重要作用。传统热力学法为电厂的设计和运行提供了巨大的帮助。一方面，应用传统热力学法来计算全厂的经济性，包括发电煤耗、全厂热效率、节煤量等；另一方面，传统热力

21、学法可以为电厂的设计、运行、检修等工作提供重要依据，包括汽水流量、发电量、供热量及机组总功率等重要数据指标。它的基本公式是回热系统的热平衡式、物质平衡式和汽轮机的功率平衡式。在进行计算时，即可以使用相对量，也可以使用绝对量，并且可以进行定功率、定供热量、定汽耗量的计算，还可采用正平衡、反平衡等多种方式。但是，传统热力学方法需要根据具体系统情况制定算法，无法通用。即便使用计算机，也要求预置假定条件，并进行迭代计算来求解。工作量大、时间长，计算机进行运算较难。传统热力学方法，在进行热力系局部计算时尤为困难。当系统发生局部变化时，机组的各项经济性指标都会受到影响，需要重新计算。3.2等效热降法等效热

22、降法是基于热力学的热功转换原理，考虑到设备质量、热力系统结构和参数的特点，经过严密地理论推演，导出热力分析参量及等，用以研究热工转换及能量利用程度的一种方法。在实际热力系统中，如果系统和基础参数已确定，那么其它参数就可以使用一些公式计算出来，作为一次性参数使用。等效热降法既可用于热力系统的整体计算，也可以用于热力系统的局部定量分析。等效热降法具有精度高、简单实用等优点。等效热降法采用局部运算，理论依据明确，便于掌握应用；计算准确、简捷、方便，与实际的热力系统相符；分析过程中，能充分剖析问题的本质，分清问题的主次，正确快速的解决问题。3.2.1 抽汽等效热降与抽气效率等效热降法的核心是机组回热系

23、统中各级加热器的等效热降和抽气效率。如图所示，拟定一个热量q进入No.3加热器，使No.3加热器的抽汽量减少1kg，这1kg蒸汽称为排挤抽汽。在排挤抽汽中，部分蒸汽一直在汽轮机中做功，最终进入凝汽器。部分蒸汽在较低级的抽汽口被再次抽出进入No.2加热器或No.1加热器。因为No.3加热器的抽汽减少了1kg，在只有热量加入却没有工质加入的情况下，No.3加热器的疏水应减少1kg，从而导致疏水在No.2加热器中的放热量相应减少。而减少的放热量则通过增加No.2加热器的抽汽进行补偿。补偿量为：式中 为1kg抽汽在No.2加热器中的放热量，是No.3加热器排挤1kg抽汽中分配到NO.2加热器中的份额。

24、排挤抽汽向后流动的份额还有（）。这部分排挤抽汽继续在气缸中做功，并在凝汽器中产生等量的凝结水进入No.1加热器。从而使NO.1加热器抽汽量相应增加来加热增加的水量。增加量为： 式中 为No.1加热器中1kg给水的焓升 ； 为No.1加热器中1kg抽汽的放热量 ； 为No.3加热器排挤1kg抽汽中进入No.1加热器的份额。因为No.1加热器和No.2加热器的抽汽量增加，且引起了作功不足， 故No.3加热器排挤1kg抽汽在汽轮机中的做功为： 这个功称为抽汽的等效热降，用符号表示。抽汽的等效热降，在抽汽减少情况下表示排挤1kg抽汽作功的增加值；在抽汽增加时，则表示作功的减少值。在有n级回热抽气的汽轮

25、机系统中，1kg新汽所做的实际内功称为新汽的等效焓降H，它等于（）kg新汽在相同的初、终参数、无回热的汽轮机中所做的实际功。各级抽气的等效热降为回热系统中增加或减少1kg抽汽时汽轮机变化的实际功。抽气的等效热降与1kg抽汽在加热器中的放热量的比称为抽汽效率。代表在能级j加入单位热量，从而汽轮机增加的内功。3.2.2 输水放流式加热器与相邻加热器的等效热降关系输水放流式加热器与下一级加热器的等效热降关系，可分为以下两种情况。图 (a)显示的是下一级加热器依然为疏水放流式加热器的；图(b)显示的是下一级加热器为汇集式加热器。 相邻加热器联接系统ab根据图a求等效热降有：从Hj中减去Hj-i得根据图

26、（a）所示，为疏水放流式加热器，故应为故根据图b求等效热降有：从 中减去 得虽然图(a)与图(b)的加热器形式不同，但相邻加热器之间的等效热降的关系式是一样的。所以疏水放流式加热器与下一级加热器之间的等效热降关系的为： 该通式表示j段抽汽排挤1Kg蒸汽从j级到j-1级做功为，j级的1kg排挤抽汽到j-1后只有（ ） kg抽汽继续向后流动做功。j-1级排挤1 kg抽汽在的等效热降为，所以（ ）kg排挤抽汽在汽轮机做功为（）,因而j级的等效热降为与（之和。3.2.3汇集式加热器之间的等效热降关系下图为和两个汇集式加热器的联接关系。根据通式求得和的等效热降：从中减去得（） 该通式表示，汇集式加热器j

27、 排挤1kg抽汽继续汽轮机中作功到加热器m时，1kg排挤抽汽的在m级等效热降为。蒸汽由j级到m级的焓降为，j级于m级之间由于抽汽量增加而减少的功为，所以1kg排挤抽汽在两级之间做的功为（）。因而j级抽汽的等效热降为与（）之和。3.2.4等效热降法计算方法在等效热降法使用的计算公式中，加热器编号与传统热力学法和循环函数法不同，是按照压力由低到高的顺序排列的。1.非再热机组j级加热器的等效热降为：= kJ/kg式中 为J级加热器的抽汽比焓。 kJ/kg 为汽轮机排汽比焓。 kJ/kg;r 为j级加热器后更低压力抽汽口角码。 为r级加热器的抽汽放热量。 kJ/kg 为疏水放热或加热器给水焓升。 若j

28、级加热器时汇集式加热器，则以替换；若j级加热器是疏水放流式加热器，从j级之后一直到到下一个汇集式加热器，则以替换；若为汇集加热器的下一级加热器，不管是何种加热器，都以替换。对于1kg新汽，再忽略系统各附加成分损失或增益的情况下，其实际做功，即新汽的等效热降为 kJ/kg 式中 _汽轮机新汽比焓。 kJ/kg z_加热器的级数。所以，新蒸汽的等效热降的计算方法与汇集式加热器的计算方法相同，故只须将锅炉当作一个汇集式加热器即可。第j级加热器的抽汽效率按下式计算： = 汽轮机的绝对内效率按下式计算： = 式中 为1kg新汽的循环吸热量。 kJ/kg。2中间再热机组对于一次中间再热机组，在等效焓降计算

29、过程需要考虑再热器吸热量的影响，所以的计算公式因加热器处于再热器前或后而不同。再热器之后的加热器，因为再热器之后，排挤抽汽不会对再热器的抽气份额造成影响，所以再热器之后的加热器的计算公式不变。再热器冷段以后，j级抽汽的等效焓降通式为： kJ/kg 式中_1kg蒸汽在再热器内的吸热量，kJ/kg。3.3循环函数法在循环函数法中，热力系统是由各个热力单元组成循环。循环函数法根据热力系统的参数，用热平衡方法列出计算系统热经济性的基本和综合特性系数的函数式以及计算方程式，用以分析和比较热力系统的方案，或系统及其局部热力系统变化所引起的热经济性变化。复杂的循环可拆解为几个简单的循环，多个简单独立的循环也

30、可以组合成一个复杂的循环。循环应该是闭合的。复杂的循环可分解为一个主循环和若干个配合它的辅助循环，无论是主循环还辅助都有特定的状态参数。由工程热力学可知，状态参数一定是其它状态参数的单值函数，循环函数法的核心就是确定这种函数关系。按照循环函数法，每个加热单元的实质是不向本单元以外的低压加热器放流疏水，单元内的全部疏水与流进单元的主凝结水由水泵输入较高压力的单元或锅炉。循环函数法通常用表示“单元进水系数”，其意义为出水量为1kg时的进水量为；对于汽轮机，回热循环的排汽系数应是汽轮机进汽量为1kg时的排汽量。加热系统总进水系数表示出水量为1kg时对应的进水量。则回热循环的总进水系数等于部分进水系数

31、的乘积即：式中 为回热加热单元的进水系数。加热单元一般划分为三种：混合式加热器组成的“加热单元”；带疏水泵的加热器组成的“加热单元”；向凝汽器放流疏水加热器组成的“加热单元”。对者三种常见“加热单元” 计算通用应用，使得循环函数法在运用中变的简单方便。在制订了主循环的特性系数函数式以及计算方程式后，也需要对辅助循环系统进行分析。辅助循环系统方案的解析，对于火力发电厂的热力循环设计、节能减排等有重要作用。在对系统变化进行分析时，首先要绘出工质经过的系统的封闭循环，将部分变化当作辅助循环。在确定辅助循环的类型和特性系数函数式、方程式时，应注意以下几点：（1） 注意工质的相态（2） 注意工质的引出位

32、置。（3） 注意工质引入前是否再热，是否重新引入中低压缸中做功。若工质引出后在周围环境中有散热损失，可以把周围环境作为一个热力系统环节，并用补充水补充主凝结器或除氧器（4） 注意工质进入的加热器的类型，应属于哪种加热单元。工质在引入高压加热器单元的辅助循环时一般与其它加热单元无关；工质在引入凝汽器或鼓泡除氧器时，进汽系数一般与主循环相同；在工质经冷却器进入凝汽器时，进入z级加热器的焓值不是，应作出相对变化，使z级加热单元进水系数发生变化，而其它较高压力及的进水系数与主循环相同。（5）液态工质导入主凝结水时，要根据温度确定导入位置，有利于提高机组经济性。循环函数法在汽轮机设计、电厂经济运行以及节

33、能减排等实际工作中发挥了重要作用。3.4本章小结除了以上简要介绍的方法之外，还有一些其它的第二定律分析法，例如熵分析法、佣分析法等。这些热力学第二定律系统分析法，常被用来进行定性分析，作为节能改造的重要参照。具有重要的的实践意义。但第二定律系统分析法在定量分析系统经济性的实际应用中很不方便，而且这些热力学分析方法不适合对变工况进行分析计算。与等效热降法相比，显得更为复杂。综上所述，相对于热力学第二定律系统分析法，第一定律分析法从能量的角度对经济性进行分析，在理论上更加完善，在计算上也比较方便。所以在电厂分析中，等效热降法是一种常用方法，同时定量分析更加准确、简捷。故将采用等效热降法对滑压运行的

34、经济性进行定量分析计算。第四章 马头电厂#7机滑压运行热效率计算4.1机组现状介绍河北马头发电有限责任公司（原马头发电厂）始建于1958年，坐落于邯郸市马头生态工业城区，属坑口发电厂。2007年12月24日，该公司正式划归中国大唐集团公司，由大唐河北发电有限公司接管。马头发电厂自1958年开工建设至2010年先后建成2台25MW、2台100 MW、4台200 MW、2台300 MW凝汽式燃煤发电机组、其中2台25 MW机组于1999年退役，2台100 MW、2台200 MW机组于2011年拆除，现总装机容量1000MW，为国有大型一类发电企业。本论文研究马头发电厂七号汽轮机组的滑压运行热效率问

35、题。河北马头发电总厂七号汽轮机是东方汽轮机厂生产的三缸三排汽超高压、一次中间再热凝汽式汽轮机。由于该机组设计生产年代早，经济性差，马头发电厂委托北京设计公司对其高、中、低压缸通流部分进行了技术改造。七号汽轮机经改造后已变为额定出力为220MW的三缸三排汽汽轮机，除氧器采用滑压运行，加热器采用三高四低的布置方式。4.1.1主要参数 型号：N22012.75/535/5357 型式：超高压中间再热三缸三排汽凝汽式汽轮机 额定功率：220MW 额定工作参数： 主蒸汽压力：12.75Mpa 主蒸汽温度：535 再热蒸汽温度：535 再热蒸汽压力：2.25Mpa 抽汽背压：5.3kPa 循环水温度：20

36、 冷却水流量：25000t/h 给水温度：240额定功率主蒸汽流量：635t/h汽耗：2.89kg/kw.h热耗：8112.64kJ/kw.h汽缸数：3个级数：37级高压部分：调节级+11压力级中压部分：10级压力级低压部分：压力级4.1.2各段抽汽参数表4-1 名称项目一段二段三段四段五段六段七段八段220MW负荷时抽汽量t/h30.636.639.2028.713.227.126.5132MW负荷时抽汽量t/h18.422.023.5017.27.916.315.9抽汽部位9 级后12级后15级后17级后20级后22级后28，33级后25，30，35级后抽汽用途#7高加#6高加#5高加除氧

37、器#4低加#3低加#2低加#1低加4.1.3 220MW出力和132MW出力下主蒸汽流量和再热蒸汽流量表4-2项目出力MW主蒸汽流量t/h再热蒸汽流量t/h滑压运行2206355621323813344.2热效率计算模型的确定4.2.1热效率计算公式马头电厂220MW机组原则性热力系统既有回热抽汽和再热，也有蒸汽冷却器，所以选择变热量等效焓降法比较方便。因为再热器热端之后的各级排挤抽汽不会对再热器的蒸汽份额造成影响，所以不会引起再热器的吸热量的改变。因此，这时的变热量等效焓降为： KJ/kg再热冷段其以上的计算公式为： KJ/kg表示从j级加入单位热量，在汽轮机上获得做功，其中包括再热器抽汽效

38、率。为1kg给水加热器中吸热的焓增量。因此新蒸汽的有效等效焓降H可表示为： KJ/kg汽轮机装置效率：=H/Q式中： KJ/kg4.2.2计算时的简捷处理1对于轴封加热器，由于靠近#1低加，而且换热量不大，所以计算抽汽率时归结到第8级抽汽。2对于各辅助成分，由于份额很小，计算各能级抽汽效率时不予考虑，而在计算做功损失时，归结到各能级，利用其抽汽效率进行计算。3对于第3级抽汽，由于它经过蒸汽冷却器和#1高加，而#1高加和蒸汽冷却器之间布置有#2、#3高加。为计算方便，第3级抽汽的等效焓降的计算中，将蒸汽冷却器和#1高加合在一起计算，这样会对第1、2级抽汽的效率计算有一定的影响。但经过蒸汽冷却器给

39、水焓升很小（与轴封加热器的凝结水焓升相当），引起的误差可以忽略。4.2.3原始数据的获得计算所需要的原始数据，压力参数均取从机组自身的压力测点获得，温度参数大部分来源于机组自身温度测点，而加热器疏水等温度由红外线测温仪获得。高、中压门杆漏气，高压缸二档漏气，中压缸一档漏气，高压缸一档漏气，轴汽，轴封溢流的流量取自机组同负荷下的设计值。4.3 220MW负荷机组热效率计算4.3.1 220MW负荷时热力参数表4-3 220MW负荷各点抽汽参数表序号名称温度压力Mpa抽汽参 数1抽4153.7892抽3292.4983抽4781.1494抽4230.7705抽3580.4506抽3260.1307

40、抽2070.0438抽1220.060初参数53512.75终参数350.0053由各抽汽点温度和压力查过热蒸汽区焓商表得各抽汽点的焓值如下：表4-4 各抽汽点温度和压力名称1抽2抽3抽4抽5抽抽汽焓值kJ/kg3254.13079.93429.83316.53185.6名称6抽7抽8抽初参数终参数抽汽焓值kJ/kg3126.32891.82727.03432.82562.4由再热蒸汽温度=535及再热蒸汽压力=2.25Mpa查焓商表得：=3542.3kJ/kg再热焓增： kJ/kg表4-5 220MW负荷给水参数表（已知给水温度查焓商表得各对应点的焓值整理如下）名称温度焓值kJ/kg凝结泵出

41、口36.9157轴加出口38.8164.8#1低加出口61.5257.4#2低加出口98.7413.6#2低加出口与疏水汇合101.4424.9#3低加出口121.4509.7#4低加出口145.9614.8除氧器153.4647.0给水泵出口163.3699.3#1高加出口177.7753.1#2高加出口181.7770.7#3高加出口238.71030.9蒸冷气出口244.971060.9表4-6 220MW负荷疏水温度及其对应下的焓值（由疏水温度查焓商表得）名称温度焓值kJ/kg轴加疏水73.6308.1#1低加疏水64.8271.2#2低加疏水110461.3#3低加疏水125525.

42、4#4低加疏水156.7661.5#1高加疏水187.7797.3#2高加疏水224.4963.8#3高加疏水250.441087.44.3.2 辅助成分参数表4-7 220MW负荷辅助成分参数表成份名称代号去处流量kg/h漏气份额焓值kJ/kg高、中压门杆漏气，高压缸二档漏气中压缸一档漏气除氧器61290.01023347高压缸一档漏气#3高加25190.004213392.7轴封回汽轴加12770.002133129轴封溢流#1低加14140.0023632834.3.3焓增和放热量计算1) 给水焓增的计算#1低加凝结水焓升： #2低加凝结水焓升： #3低加凝结水焓升： #4低加凝结水焓升

43、：除氧器焓升： 给水泵焓升： #1高加凝结水焓升： #2高加凝结水焓升： #3高加凝结水焓升： 蒸汽冷却器中给水焓升： 三段抽汽引起的给水总焓升：为了便于后面计算的查找将以上结果汇总为表格形式如下：表4-8名称代号焓值kJ/kg#1低加凝结水焓升100.4#2低加凝结水焓升167.5#3低加凝结水焓升84.8#4低加凝结水焓升105.1除氧器焓升32.2给水泵焓升52.3#1高加凝结水焓升106.1#2高加凝结水焓升17.6#3高加凝结水焓升260.2蒸汽冷却器中给水焓升30.0三段抽汽引起的给水焓升136.12) 疏水放热量的计算。疏水在#2低加中放热量：疏水在#3低加中放热量：疏水在除氧器

44、中放热量：疏水在#1高加中的放热量：疏水在#2高加中的放热量：为了便于后面计算的查找将以上结果汇总为表格形式如下：表4-9名称代号焓值kJ/kg疏水在#2低加中放热量64.1疏水在#3低加中放热量136.1疏水在除氧器中放热量182.5疏水在#1高加中放热量166.5疏水在#2高加中放热量123.63) 辅助成分放热量计算高、中压门杆漏气，高压缸二档漏气，中压缸一档漏气放热量： 高压缸一档漏气放热量： 轴封回汽放热量：轴封溢流放热量：为了便于后面计算的查找将以上结果汇总为表格形式如下：表4-10名称代号焓值kJ/kg高、中压门杆漏气，高压缸二档漏气，中压缸一档漏气放热量2732.2高压缸一档漏

45、气放热量2305.3轴封回汽放热量2820.9轴封溢流放热量3011.84) 各段抽汽放热量的计算 1段抽汽放热量：2段抽汽放热量：3段抽汽放热量：4段抽汽放热量：5段抽汽放热量：6段抽汽放热量：7段抽汽放热量：8段抽汽放热量：为了便于后面计算的查找将以上结果汇总为表格形式如下：表4-11名称1抽放热量2抽放热量3抽放热量4抽放热量5抽放热量6抽放热量7抽放热量8抽放热量代号焓值kJ/kg2166.72116.12631.72701.72524.12600.92430.52570.04.3.4各段抽汽效率和等效焓降的计算8抽效率和等效焓降：7抽效率和等效焓降： 6抽效率和等效焓降： 5抽效率和

46、等效焓降： 4抽效率和等效焓降： 3抽效率和等效焓降： 2抽效率和等效焓降： 1抽效率和等效焓降： 为了便于后面计算的查找将以上结果汇总为表格形式如下：表4-12名称代号焓值kJ/kg1抽等效焓降941.02抽等效焓降814.33抽等效焓降749.14抽等效焓降681.95抽等效焓降608.06抽等效焓降548.77抽等效焓降322.78抽等效焓降164.6表4-13名称代号数值1抽效率0.43432抽效率0.38483抽效率0.28474抽效率0.25245抽效率0.24096抽效率0.21097抽效率0.13298抽效率0.064054.3.5汽轮机装置的效率计算1) #2高加排挤1kg抽

47、汽引起再热器的吸热量增加：2) #1高加排挤1kg抽汽引起再热器的吸热量增加：3) 再热器蒸汽份额：4) 新蒸汽毛等效焓降：5) 给水焓升引起的做功损失：6) 高、中压门杆漏气，高压缸二档漏气，中压缸一档漏气引起的做功损失：7) 高压缸一档漏气引起的做功损失：8) 轴封回汽引起的做功失：9) 轴封溢流引起的做功损失：10) 各种附加成份引起的做功损失：11) 新蒸汽净等效焓降：12) 循环吸热量：13) 汽轮机装置效率：4.4 132MW负荷机组热效率计算4.4.1 132MW负荷时热力参数表4-14 132MW负荷各点抽汽参数表序号名称温度压力Mpa抽汽参 数1抽3732.0962抽2961

48、.373抽4740.6044抽4180.375抽3540.1956抽3070.0177抽2030.00158抽1170.080初参数53512.75终参数350.0053由各抽汽点温度和压力查过热蒸汽区焓商表得各抽汽点的焓值如下：表4-15名称1抽2抽3抽4抽5抽抽汽焓值kJ/kg3185.53031.23425.63310.63181.2名称6抽7抽8抽初参数终参数抽汽焓值kJ/kg3089.92884.62711.33432.82562.4由再热蒸汽温度=535及再热蒸汽压力=2.25Mpa查焓商表得：=3542.3kJ/kg再热焓增： 表4-16 132MW负荷给水参数表（已知给水温度查焓商表得各对应点的焓值整理如下）名称温度焓值kJ/kg凝结泵出口37157.4轴加出口39.31167.1#1低加出口47.7199.7#2低加出口85.2356.7#2低加出口与疏水汇合86.3361.4#3低加出口104.8439.3#4低加出口130.5548.5除氧器144.7564.0给水