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背压式汽轮机运行中排汽温度升高的原因分析及建议闵峰

发表时间：2021/8/9 来源：《中国科技信息》2021年9月中作者：闵峰

[导读] 对于电力、钢铁、石油工业、自备电站等企业，背压式汽轮机的排汽温度较高，为了提高其运行安全性，本文对高排气温度进行了比较。其结果是系统地考虑了设计、运行、技术调整等高效解决排气温度高问题的方法，提高其安全性。

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摘要：对于电力、钢铁、石油工业、自备电站等企业，背压式汽轮机的排汽温度较高，为了提高其运行安全性，本文对高排气温度进行了比较。其结果是系统地考虑了设计、运行、技术调整等高效解决排气温度高问题的方法，提高其安全性。
关键词：背压式汽轮机；排汽温度分析
        背压式汽轮机是主要的供热机组，应用于电力、钢铁、石油工业等领域。但在运行中，不匹配的热负荷与排汽流量，尤其是当排汽流量过低而温度过高时，影响其安全运行。为此分析了一种典型机组，它限制了机组的载荷，根据实际载荷调整了设计载荷，降低了排汽温度，控制了排气温度，更换转子材料等技术措施保证了机组的安全，提高了机组的经济性。
        一、背压式汽轮机在使用中的局限性
        1.不适用于低负荷。与具有相同性能的相比凝汽式机组，背压式汽轮机的焓降低，蒸汽量较大，以致锅炉所配用送风、引风、磨煤机、水泵等辅助设的容量和更高的能耗。尽管泵的能耗有所下降，但用电率仍然很高。在低负荷的情况下，这些辅机只消耗很少的能量，因此全厂的热效率非常低。此外，汽轮机轴封泄漏量较大，基本上是常数，在负荷较低时也降低了机组的效率。向外供汽管道的热损失基本上是恒定的，当负荷较低时，管道效率会大大降低。所有这些因素使得压力蒸汽轮组在负载较低时效率较低。为避免供汽能力不足，我国部分背压式汽轮机电站在实际运行时倾向于选择较大的机组容量和较小的供汽量，这使得热值和经济性非常低，无法在后期运行因此，在选择背压式时，务必要学会避免低负荷运行。
        2.补给水用背压排汽加热是不经济的。目前，国内外生产的背压式汽涡轮机只考虑到经济方面和安全，但发电厂必须考虑到加热的经济方法。在我国发电厂外供汽时，冷凝水回流量很低，因此背压式汽轮机组在运行过程中经常需要加热大量的低温化学补给水；由于机组的通流面积及传热面不足，无法使用低压回热系统加热压力蒸汽轮组的低温充水。为了保证机组的安全，不能增加多余的回热抽汽。通常只有补给水直接导入除氧器，并由机组排汽加热。由于除氧器中的补给水由锅炉排汽来加热，因此同等水量的水需要较少的加热，因此必须专门设计除氧器。这种补水加热用汽量消耗相当大，占排汽量的20%至25%。如果这些蒸汽可以首先分配给低压类别，则功率可以产生更，但现在只能用于补给水加热，这是热损失和经济损失。轴封蒸汽泄漏量大，系统较大。由于没有低压等级，背压汽轮机前后接头的最小外部压力差是回压与大气压力的差，压差较大。减少漏汽量是通过增加轴封齿数减少漏汽量，结构尺寸和制造成本限制。另一方面，如果你有更多的轴封齿数，增加齿数以减少蒸汽泄漏的影响逐渐减小。因此，轴封齿数增加的方法是有限的。相比凝汽轮组轴封，相比，而且低压回热抽系统也没有，无法充分利用轴封中的漏汽，漏汽量向外减少，将轴套冷却器安装在汽轮机组。
        二、背压式汽轮机运行中排汽温度偏高现象分析
        某背压式汽轮机设计和运行参数见表1至表2。

         如表2所示，发电厂汽轮机背压式的参数运行为:进气压力为0.65Mpa，温度为318℃，排气压力为0.13mpa，温度为210℃，极限温度接近213℃本设计考虑了背压汽轮机相对于排汽流的热载荷，但有两种不一致:①过大排汽流量，可通过降低机组电负荷来解决。②排气电流过低会对小鼓风的安全产生不利影响。
        三、背压式汽轮机运行中排汽温度偏高原因
        1.鼓风机理及特点。背压式汽轮机在运行中，排气温度高的主要原因是汽轮机内蒸汽流量过低。汽轮机的吹风机理和特点如下：汽轮机的鼓风工况，汽轮机的级有三种工况：当通过级的体积流量减小时，压力级理想焓降ΔHT和轴功等效焓降Δ当体积流量降低到一定值时，ΔHu=0，轴效率η当u=0时，工况一般称为过渡工况；相应的将Δhu>0，ηu>0的条件称为工况；当涡轮级的体积流量进一步减小时，ΔHu<0，而一阶ΔHT的理想焓降可能大于零，但蒸汽膨胀并不能推动转子做功，相反，由于通过转子叶栅的蒸汽流速太小，对转子有制动作用。此时的工况就像鼓风机将蒸汽压过转子叶栅Δ，Hu<0的工况称为吹风工况。
        2.鼓风原因。分析了温度高的背压式汽轮机排汽原因，分析了不同的运行方式，比较了汽轮机的排汽流量和额定电压，特别是制造厂允许的最低流量，以及历史运行方式，并分析了原因以采取措施分析了后压汽轮机蒸汽温度高的主要原因，发现蒸汽流量大大低于固定设计流量，造成了摩擦造成的热损失和鼓风损失，导致温度升高
        四、背压式汽轮机运行中排汽温度偏高解决措施
        对于偏高排汽温高的技术问题，需要采取不同的技术措施来对付不同的现象，特别是新机组的配置必须充分说明理由，及时分析机组汽温高的问题，采取措施具体措施如下:
        1.设计热荷载与实际加热荷载之间的对应关系。加热与排气荷载设计应尽可能符合实际需求，并考虑到主汽流量和排气流量之间的对应关系，以避免主汽流量低和排气温度高，特别是预测准确性热负荷。
        2背压式机组设计用于与抽汽凝汽式汽轮机配合使用。自备发电厂一般与背压和抽汽冷凝汽轮机结合使用，优化的热负荷调节和安全经济运行。这种配置较好，但对纯蒸汽涡轮机的经济产生影响。
        3.控制背压式汽轮机控制不得低于额定负荷的40%。当背压汽轮机负荷低时，禁止让排气压力下降太多，可能导致轴向推力增大。当排气温度较高时，组负荷应限制在额定负荷的至少40%。更重要的是，如果热载荷较低，背压式汽轮机切除。
        4.背压式轮机采用机组回热系统。一般设计用于背压汽轮机和冷凝汽轮机回热系统作为背压式汽轮机的备用排汽通道，实现背压式汽轮机的灵活性和可靠性。
        5.降低进汽温度，控制排气温度。如果达到最低排气加热温度要求，可以适当降低进气温度，进气温度降低10℃，排气温度降低10℃，排气温度降低10℃。
        6.更换末几级转子材料。如果热负荷与蒸汽负荷不匹配，很难长时间改变，排汽温度仍然很高，可以在更换抽汽隔板升级汽轮机动叶片和隔板的材料，以满足排汽温度要求，从而解决末级和次末级叶片鼓风问题。
        7.提高和再使用排汽蒸汽。以锅炉主蒸汽为动力，采用蒸汽喷射器抽吸排汽蒸汽升压至相应的中压蒸汽压力，应通过热力计算准确确定。因此，有必要增加锅炉的热负荷，以缓解排气不足的问题。该方法是今后工业供热技术发展的方向之一，实现了发动机和锅炉的耦合。
        背压式汽轮机是主要的工业供热装置，广泛应用于电力、钢铁、石油化工等电厂。但是，在实际操作中，背压汽轮机通常会遇到热负荷与排气电流不相符的问题。特别是当排气流量太小，而且在调节峰值时蒸汽排气温度过高时，它可以避免采取技术措施分析得出的技术结果也有一个用于控制背压气机高排气温度的参考值这很重要。
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