汽轮机指标完整版本

汽轮机经济运行指标

摘要对于电厂来说，汽轮机组运行的安全性永远是处于首要位置的，因此，汽轮机组的经济性工作，就是在保证机组安全运行的前提下，使机组在更为经济的状况下运行。以下为常用经济指标（定义、计算及测试、评价方法）常用经济指标凝汽器真空度1定义(1)真空：指在给定容器内低于当地大气压力的气体状态。(2)真空值：容器内部的绝对压力与外界大气压力的差值，叫真空值。(3)真空度因为大气压力随时间和地点的不同而变化，因此用真空值并不能准确地反映凝汽器运行情况，而且也不便于不同电厂之间的比较，所以一般用真空度表示凝汽器真空情况的好坏。定义空气压力可以用压力、表压力和真空度等来衡量。绝对压力：以绝对真空作为起点的压力值。表压力：高出当地大气压的压力值。真空度：低于当地大气压力的压力值真空压力：绝对压力与大气压力之差。真空压力在数值上与真空度相同，但应在其数值前加负号。真空度公式真空度＝[1-（101.325-Pk)/98.1]

×100%式中：Pk——凝汽器排汽压力，kPa；P0——标准大气压力，101.325kPa。真空度＝[1-（101.325-凝汽器排汽压力）/98.1]

×100%测试方法(1)仪表精密真空表和大气压力表，也可利用现场经校验合格的精度为0.5级以上的仪表。(2)测试方法1)运行方式：机组保持正常运行，备用抽气器停用。2)测试工况：额定负荷。3)测试时间：测试时间为15min，真空值每1min记录一次。4)测试内容：凝汽器真空值、大气压力。5)计算：Pk＝当地大气压力－真空值(2)测试结果的考核与评价真空度的先进指标是达到设计值（一般＞95%）。影响真空度因素降低排汽压力可以使汽轮机的有效焓降增大，功率增加，循环效率提高。背压每降低1kPa，汽轮机效率平均增加1～2%。但排汽压力的大小要受到如循环水进水温度、循环水量、蒸汽热负荷、管子清洁度、真空严密性、凝汽器及抽气器的结构特性等因素的影响。凝汽器压力Pk相对应的饱和蒸汽温度ts的计算公式为：ts＝t1＋Δt

＋δt(3)式中：ts——凝汽器压力Pk对应的饱和蒸汽温度，℃；t1——循环水入口水温，℃；Δt——循环水温升，℃；δt——凝汽器端差，℃。真空下降的主要原因1)真空系统不严密；2)凝汽器水位高；3)循环水量不足；4)抽气器工作不正常或效率低；5)铜管结垢；6)冷却塔设备效率恶化。保证经济真空的主要措施1)防止真空系统漏汽，保证空气抽气器正常运行。2)保持凝汽器传热面清洁。3)保持正常的冷却水量和冷却水温。凝汽器端差δt

凝汽器端差与凝汽器冷却面积、传热量及传热系数有关，传热越强，则端差越小。对于运行中的设备，凝汽器端差主要受到铜管结垢及凝汽器漏入空气量的影响。定义凝汽器端差是指汽轮机排汽温度ts与凝汽器冷却水的出口温度t2之差公式端差δt＝ts－t2(4)式中：δt——凝汽器端差，℃；ts——汽轮机排汽温度，℃；t2——凝汽器冷却水出口温度，℃。凝汽器端差δt＝汽轮机排汽温度－凝汽器冷却水出口温度测试方法(1)仪表标准水银温度计或热电阻，常规测试也可利用现场经检查校验过的运行仪表。(2)测试方法1)运行方式：机组保持正常运行方式。2)测试时间：当工况稳定后，连续测试15min，每3min记录一次。3)测试内容：排汽温度和循环水（冷却水）出口水温。测试结果的考核与评价凝汽器端差的先进指标是不超过5～7℃。监督标准：循环水入口温度20℃，端差≤7℃；循环水入口温度30℃以上，端差≤5℃；循环水入口温度14℃以下，端差≤9℃。降低端差的措施1)投入胶清球清洗装置胶球清洗装置的投入率是对电厂进行节能监督检查的一项十分重要的考核指标，监督考核条例要求电厂胶球清洗装置的投入率应为100%，胶球清洗装置收球率应达到90%。2)防止凝汽器汽侧漏入空气，保持空气抽气器运行正常。3)利用反冲洗、加药、排污等方法。凝结水过冷度定义汽轮机排汽进入凝汽器，被冷却水冷却而冷凝成水，然后被凝结水泵抽出，经过回热系统加热后送往锅炉。为了提高热经济性，要求凝结水的温度等于汽轮机排汽压力下的饱和温度汽轮机排汽温度（ts）。由于凝汽器汽侧空间漏入空气以及蒸汽在凝汽器中流动存在阻力，凝汽器中蒸汽分压力降低，因而使凝结水温度低于汽轮机排汽温度（ts），这两个温度之差称为过冷度。过冷度公式过冷度＝ts－tc式中：ts——汽轮机排汽温度，℃；tc——凝结水温度，℃。过冷度＝汽轮机排汽温度－凝结水温度过冷度对机组的影响l经济性：过冷度的存在，使得额外的热量被循环水带走，降低了凝结水温度，增加了加热器的温升要求，导致机组经济性的下降。一般过冷度增加1℃，发电厂燃料消耗量约增加0.1～0.15%。l安全性：凝结水过冷却会使水中含氧增加，加剧了低压管道和低压加热器的腐蚀，增加了除氧器的负担，对机组安全运行有不利的影响。产生原因及消除方法(1)产生原因1)凝结水水位过高，淹没凝汽器底部冷却水管。其可能原因有：水位调节器不正常；水位计故障；凝结水泵工作不正常或内部存在缺陷；凝汽器冷却管或加热器管子破裂等。2)真空系统漏汽增大。3)抽气设备工作不正常。4)冷却水量过多。5)凝汽器冷却管排列布置不合理，喉部、抽空气管等结构存在问题。(2)消除方法1)检查并消除设备故障或缺陷消除真空系统泄漏、改善抽气设备工作状况，使凝汽器尽可能保持低水位运行。2)改造旧式凝汽器的不合理结构。3)调节冷却水量。真空严密性汽轮机凝汽器严密性的好坏直接关系到凝汽器真空和凝结水品质，因而凝汽器严密性的检查和维护是凝汽器运行管理的一个重要方面。真空严密性试验是电厂一个十分重要的定期试验项目。真空严密性试验的目的就是检测凝汽设备真空系统内的管路、附件以及凝汽器本身的各个结合面的严密程度，判断凝汽器及其真空系统严密性的优劣，找出漏点，提高机组的真空。测试方法(1)仪表采用0.25级及以上精密真空表或相同等级的压力变送器、福廷式或空气盒式大气压力计、秒表。(2)测试方法1)运行方式：试验时负荷稳定在额定负荷的80%～100%，保持参数及负荷稳定。2)测试方法：关闭连接抽气器的空气门（最好停真空泵），0.5min后开始每0.5min记录机组真空一次，试验共进行8min，取其中后5min的真空下降值计算真空严密性（也有标准要求真空严密性试验做5min，取后3min的真空下降值计算真空严密性）。测试结果的考核与评价——机组容量＜100MW，真空下降速度≯667.6Pa/min为合格，达到400Pa/min为优秀。机组容量≥100MW，真空下降速度≯400Pa/min为合格，达到270Pa/min为优秀。——《火电机组达标投产考核标准（2001版）》中要求，真空下降速度应≯300Pa/min。——监督标准：100MW以上机组，真空下降速度应＜300Pa/min，100MW以下机组，真空下降速度应＜577Pa/min。真空严密性对机组的影响1)经济性：机组运行时真空系统的严密性，直接影响汽轮机运行的经济性，漏入空气量的增加将直接导致凝汽器真空的降低，一般真空每下降1%，汽耗也约增加1%。2)安全性：空气漏入凝汽器中，除了使排汽压力和温度升高，降低汽轮机组的经济性外，还会使汽轮机低压缸因蒸汽温度升高而变形，造成机组振动，甚至因此使机组被迫减负荷或停机。其次，由于空气分压力增大，增加了空气在水中的溶解度，使凝结水中的含氧量增加，加剧了低压管道和低压加热器的腐蚀，增加了除氧器的负担，对机组安全运行有不利的影响。3)此外，空气分压力增大还有使凝结水过冷度加大和增加抽气器的负担等不利影响。凝汽器的经济运行1)维持最佳真空对每台汽轮机的凝汽器可通过试验或计算确定其最佳真空，应在不同负荷、不同冷却水温等条件下合理调整循环水泵的运行台数或叶片安装角度，调节冷却水流量，以维持最佳真空，提高机组的经济性。2)保持较小的凝结水过冷度和凝汽器端差。3)保持较好的真空系统严密性。汽轮机汽耗率汽耗率SR是指汽轮发电机组进汽流量与输出功率的比值，即汽轮机每小时单位出力的耗汽量。(纯凝工况下)汽耗率SR是指汽轮发电机组进汽流量减去抽汽流量与输出功率的比值，即汽轮机每小时单位出力的耗汽量。（抽汽工况下）公式SR＝M／PSR＝(M－

C)／P式中：SR——汽耗率，kg/(kW·h)M——汽轮机进汽流量，kg/h；P——发电机输出功率，kWC——汽轮机抽汽流量，kg/h汽耗率＝汽轮机进汽流量／发电机输出功率汽耗率＝（汽轮机进汽流量－汽轮机抽汽流量）／发电机输出功率如果一台汽轮机组是在某个进汽参数下接受全部蒸汽并在某个较低压力下排出全部蒸汽的(没有给水回热和中间再热的凝汽式汽轮机或背压式汽轮机)，汽耗率是最恰当的性能考核指标。汽轮机胀差定义转子与汽缸沿轴向膨胀之差为胀差当转子轴向膨胀量大于汽缸轴向膨胀量时胀差为正，反之为负。汽轮机启动及加负荷时胀差为正值方向，在停机或减负荷时胀差为负值方向。正胀差比负胀差大与汽轮机结构有关，胀差保护主要保护汽轮机因受热胀不同步，引起动静部分摩擦。胀差的原因胀差的原因：1、转子和汽缸的金属材料不同，热胀系数不同；2、汽缸质量大与蒸汽接触面积小，转子的质量小与蒸汽接触面积大。3、转子转动故蒸汽对转子表面的放热系数比对汽缸表面的放热系数大。监视监视胀差是机组启停过程中的一项重要任务。为避免轴向间隙变化而使动静部分发生摩擦，不仅应对胀差进行严格的监视，而且胀差对汽轮机运行的影响应该有足够的认识

受热后汽缸是从“死点”向机头方向膨胀的，所以，胀差的信号发生器一般安装在汽缸相对基础的“死点”位置。相对于九龙1#2#机来说，胀差发信器安装在盘车电机下侧三瓦附近的轴承箱座上。在机组冷态启动过程中，胀差的变化和对胀差的控制大致分为以下阶段：

汽封供汽抽真空阶段：从汽封供汽抽真空到转子冲转前胀差值是一直向正方向变化的。因为在加热或冷却过程中，转子温度升高或降低的速度都要比汽缸快，相应的膨胀或收缩的速度也要比汽缸快。在我们投入均压箱对汽封供汽时，汽封套受热后向两侧膨胀，对整个汽缸的膨胀影响不大。而与汽封相对应的转子主轴段受热后则使转子伸长。汽封供热对转子伸长值的影响是由供汽温度来决定的，但加热时间也有影响。所以，冷态启动时均压箱的压力不宜过高，一般应保持在0.03MPA以下，而温度则应在200℃左右。当抽气系统投入并开始抽真空后，如果胀差向正值变化过快，可以采取降低均压箱压力或适当提升凝汽器真空的方法，因为通过提升真空可以减少蒸汽在汽封中的滞留时间。总体上来说，冷态开机，汽封来汽温度和压力应该低一些，真空应该提升的快一点，在确保安全的前提下尽早达到冲转的条件。正胀差值过大原因启动暖机时间不足，升速或增负荷过快。汽缸夹层加热装置气温太低或流量较小引起加热不足。进汽温度升高。轴封供汽量过多供汽温度升高。真空降低，引起进入汽轮机的蒸汽量增大。转速降低。调节门开度增加节流作用减小。滑销系统或轴承台板滑动卡涉，汽缸胀不出。轴承油温太高。推力轴承工作面非工作面受力增大并摩擦轴向位移变化。汽缸保温脱落或有穿堂冷风双层缸夹层中流入冷汽或冷风。胀差指示不准或频率电压变化影响。负胀差过大的原因负荷下降速度过快或甩负荷。汽温急剧下降。水