李 鹏
内蒙古上都发电有限责任公司， 内蒙古 锡盟 027200
摘 要：采用能级效率法对６００ＭＷ亚临界汽轮机热力系统的汽轮机热耗验收（ＴＨＡ）工况进行了能损分析，获得了该工况下热力系统的各能级效率和能损，验证了能级效率法的精度和易用性，并进一步计算分析了给水泵汽轮机效率提升对６００ＭＷ亚临界汽轮机热耗的影响。
关键词：给水泵汽轮机；热力系统；热耗；能级效率
前 言：想真正保证电厂电动机的正常安全运行，就必须进一步完善和加强机组的安装和检查。通过分析问题产生的原因，更好地对问题进行相应的整改。在整改维护过程中，要求技术人员具有良好的业务素质和较强的责任心。在日常工作中，他们可以控制机器运行的每一个环节。只有这样，才能真正促进电厂送电的稳定性，保证机组安全高效连续运行。基于回路做功能力原理的热力系统矩阵分析方法———能级效率法，具有计算精度高、物理意义明确、模板定制性强、易于编程等特点，在热力系统能损分析、热经济性分析和汽轮机组热力性能试验结果分析等领域有较广泛的应用前景。笔者采用能级效率法对６００ＭＷ亚临界汽轮机（简称主汽轮机）的汽轮机热耗验收（ＴＨＡ）工况的热耗和能损进行了分析研究，并以此为依据，得到了给水泵汽轮机（简称小汽轮机）效率提升对主汽轮机热耗影响的计算方法。
1 能级效率法的计算原理
根据回路做功能力原理，１ｋｇ工质在热力系统中沿任何一个闭合路径运动后回到初始位置，其在热力系统中的做功能力保持不变。工质在热力系统中的实际做功能力，由其所携带的能量和在热力系统中的作用位置决定，与具体做功路径无关。热量对热力系统的作用不仅与热量的多少有关，还与热量进出热力系统的位置有关，不同的位置具有不同的能级，具有不同的能量品质，即热功转化的能力不同。
2 汽轮机能损计算
本次选取汽轮机型号NZK600-16.67/538/538。汽轮机型式为亚临界、一次中间再热、单轴、三缸四排汽直接空冷凝汽式汽轮机。给水系统为一期一台100%容量的汽动变速给水泵，一台汽泵运行，两台电泵备用，二期:三台50%容量的电动变速给水泵，两台运行一台备用。制造厂商是东方汽轮机厂，与哈尔滨锅炉厂生产的HG-2070/17.5-HM8锅炉相配套。主汽轮机热力系统的基本循环由３个高压加热器、１个除氧器、４个低压加热器组成。根据热力系统的特点，整理出高压主蒸汽进汽腔室漏汽（辅汽Ａ、Ｂ）、调节级后夹层漏汽至高压缸排汽（简称高排）漏汽（辅汽Ｃ）、高压缸进汽侧各段汽封漏汽（辅汽Ｌ１、Ｍ１、Ｎ１）、高压缸排汽侧各段汽封漏汽（辅汽Ｌ２、Ｍ２、Ｒ２）、高排去中压缸进口漏汽（辅汽Ｊ），中压缸进口去３段抽汽的漏汽（辅汽Ｋ），中压缸排汽侧各段汽封漏汽（辅汽Ｐ３、Ｐ４、Ｒ３、Ｒ４）、低压缸排汽侧各段汽封漏汽（辅汽Ｓ５、Ｒ５、Ｓ６、Ｒ６）、轴封均压箱疏水（辅汽Ｗ）、小汽轮机的用汽（辅汽Ｘ）等辅助汽水和纯热量（给水泵给水焓升、凝结水泵水焓升）的损失和回收位置并归类。根据热力系统结构特点，填写基本循环的结构矩阵Ａ。若已知第ｋ种外部因素的焓矩阵为ａｋ，其对热力系统做功能力的影响矩阵φｋ为：
φｋ＝ａｋη （1）
根据辅助汽水和纯热量在热力系统中进出的位置，计算主汽轮机ＴＨＡ工况下辅助汽水和纯热量对热力系统造成的各种能损或回收。
与厂家提供的平衡图热耗相比，ＴＨＡ工况的热耗偏差为１.２７ｋＪ／（ｋＷ·ｈ），热耗相对偏差为０.０１３％，完全能满足热力系统能损分析的精度要求。
辅汽Ｘ质量流量为６５２４５ｋｇ／ｈ，从主汽轮机的中压缸排汽处抽出，经过小汽轮机做功后再排入主汽轮机的凝汽器。这部分的蒸汽对主汽轮机而言是出热力系统的汽水损失，造成主汽轮机的热耗增加了１７７.３６ｋＪ／（ｋＷ·ｈ）。小汽轮机长期运行后，性能劣化较严重，采用新的叶型和通流技术对小汽轮机进行通流部分技术改造后，可提高其通流部分效率，降低蒸汽需求，从而降低主汽轮机的能损，降低主汽轮机的热耗。可以利用第２.３节的计算分析结果评估小汽轮机的效率提高对主汽轮机热耗的影响。第２.３节的计算分析将小汽轮机和主汽轮机进行了解耦，小汽轮机的效率变化对主汽轮机而言，仅仅是辅汽Ｘ造成的能损。由于小汽轮机提效前后，辅汽Ｘ的进出主汽轮机热力系统的位置不发生变化，单位质量辅汽Ｘ的能损不发生变化，该能损仅仅是与辅汽Ｘ的流量成线性关系。小汽轮机的提效对主汽轮机的热耗影响计算就是保持小汽轮机所需蒸汽的能量一致。在小汽轮机效率提升后，核算出所需要的蒸汽流量。按线性比例关系折算出主汽轮机的能损，小汽轮机提效前后主汽轮机的能损差值，就是小汽轮机的效率提高造成主汽轮机的热耗降低值。汽轮机的效率从８１.２９％提升到８５.００％后，如保持有效能量不变，则小汽轮机所需的蒸汽质量流量从６５２４５ｋｇ／ｈ下降到６２３９８ｋｇ／ｈ，使主汽轮机的能损从１７７.３６ｋＪ／（ｋＷ·ｈ）下降到１６９.６２ｋＪ／（ｋＷ·ｈ），降低了７.７４ｋＪ／（ｋＷ·ｈ）。进一步可以得出，小汽轮机的效率每提高１百分点，主汽轮机的热耗降低２.１ｋＪ／（ｋＷ·ｈ）。
3 综合运行管理
电厂能有效确保电力资源在生产以及输送等各个方面顺利进行，并且有着非常重要的作用。电厂在运行期间如何降低各种废弃物品的排放，尽可能保护生态环境是现阶段我国电厂所要面临并且解决的问题。从很多实践中可以看出，电厂在生产运行过程中最重要的组成部分之一就是电厂汽机，若该设备运行良好，电厂工作效率有所提升，既能将各类资源的损耗降低，提升工作效率，使电厂又能获得很大经济效益，从而达到很好的环境保护水平。由于我国开始广泛倡导环境保护政策，并且对该设备机组运转过程中所出现的问题进行探究，为了响应国家环保号召，所以需要对该设备开展优化设计工作，该设备运转过程中能够符合这项规定，并且还能适应目前的经济发展形式，有效将电厂运转效率进行提升。众所周知，汽轮机组在正常运转过程中此状态是最佳组合，并且这种状况下可以满足各个组件之间的更好配合，而各个组件为了能够实现这种配合所表现出来的数据参数，通常都会在一定的参数范围之内出现变化，这个范畴之内就是使其能够正常稳定运转的重要依据。当全部参数指标都在这个范畴之内，汽轮机组运转过程中就会稳固，若其超过这个规定范，这种稳定状况就会被突破，并且给该机组运转过程中造成很大威胁。因此，汽轮机组在运转期间，企业要将安全生产意识灌输给全体工作人员，使其能将自身安全意识不断加强，并且还要委派大量工作人员对该设备开展巡视检查工作。身为操作工作人员，需要对安全生产有非常高的思想觉悟，并且要严格遵照有关管理制度，将检测以及检查工作做好，最好设备在生产过程中出现问题和故障时，能够快速找寻有效的解决对策，以免问题逐渐扩散。
结 语：
能级效率法的计算精度高、实用性强，特别适合用于对热力系统能量回收和能损进行定量计算分析，可应用于计算分析小汽轮机的提效对主汽轮机的热耗影响。小汽轮机的效率在８０％～８５％时，小汽轮机的效率每提高１百分点，主汽轮机的热耗可降低２.１ｋＪ／（ｋＷ·ｈ）。
参考文献：
[1]刘岩，杨宇.６６０ＭＷ超超临界汽轮机能级效率计算分析［Ｊ］.热力透平，２０１２，４１（３）：２０５－２０８.
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[4]闫水保，闫留保.电厂热力系统节能分析原理及应用［Ｍ］.郑州：黄河水利出版社，２０００.