火电厂优化运行中汽轮机能损分析问题的讨论

摘 要：汽轮机能损分析是火电厂优化运行的重要依据，也是一种重要的定量分析过程。文章以青海华电大通发电有限公司为例，首先阐述了青海华电大通发电有限公司汽轮机情况，其次，分析了一些主要运行参数的准确测量，同时，重点探讨了动态过程中汽轮机能损分析问题，具有一定的参考价值。

关键词：动态过程；汽轮机；能损分析；火电厂；优化运行

前言

汽轮机能损分析是火电厂优化运行的重要依据，也是一种重要的定量分析过程。我国有些火电厂的汽轮机能损分析只能对某些热力指标引起的热损失及偏差予以明确，但还不能指导操作人员如何采取相应的措施来消除不稳定工况，如何对对比工况予以优化等，存在着较多的问题。文章以青海华电大通发电有限公司为例，就火电厂优化运行中汽轮机能损分析问题进行讨论。

1 青海华电大通发电有限公司汽轮机情况

青海华电大通发电有限公司共装有两台上海汽轮机有限公司设计制造，型号为N300-16.7/538/538/H156型汽轮机，机型为亚临界、一次中间再热、单轴、双缸、双排气、一次中间再热、冷凝式汽轮机。此型机组是上海汽轮机厂引进美国西屋公司技术制造的。#1汽轮发电机组于2006年2月11日投产，#2汽轮发电机组于2006年12月27日投产发电。该汽轮机本体由转动和静止两大部分组成，转动部分包括叶栅、叶轮、主轴、联轴器及其紧固件，静止部分包括汽缸喷咀室、静叶持环（隔板套）、汽封、轴承、轴承座、滑销系统、机座、有关紧固件组成。机组整个通流部分由高压、中压和低压三部分组成。高压汽缸内有一个部分进汽调节的冲动级，和十一个反动式的压力级，中压缸有九个反动式的压力级，低压部分为两分流式，每一流由七个反动式压力级组成，全机共35级。高压蒸汽经两个高压联合汽门后，由高压上缸三根和下缸三根进汽导管连接到高压缸的喷咀室，蒸汽在高压缸内做完功，通过高压外下缸的一个排汽口流到锅炉再热器，蒸汽再热后，通过两个中压联合汽门从中压缸下部进入中压缸的进汽室，蒸汽流经中压叶片做功后，通过连通管到低压缸，经低压进汽导流环分流经调阀端及电机端各7级叶片后排入凝汽器。

2 一些主要运行参数的准确测量

2.1 主蒸汽流量与再热蒸汽流量

再热蒸汽流量及主蒸汽流量是传统确定N300-16.7/538/538/H156型汽轮机之类大型汽轮机各段抽汽压力、工作效率、监视通流状况的主要参数。但是由于再热蒸汽管道管径大、数量多，检修维护困难，设备投资大等原因而使得不装流量测量装置的现象日益增多。

由于大型汽轮机组都没有了再热流量装置，因此，再热流量=新汽流量+再热汽减温水量-高压缸回热抽汽量-高压缸前后轴封漏汽量。但值得注意的是，锅炉通常都会存在着排污现象，锅炉产生的新汽量不等于给水量。对于那些无主蒸汽流量的汽轮机组，主蒸汽流量只能基于给水流量来进行计算。另外，产生的蒸汽中通常视为不带盐，也不带水，可基于锅炉水的盐平衡来求得锅炉的排污量，进而得出主蒸汽量。因主蒸汽流量测量误差远远大于给水测量误差，因此，给水测量误差可被接受。

2.2 新传感器的研究

国外学者通常会利用研制传感器及相应软件来推进火电厂的优化运行，如监测空气泄漏、凝汽器循环水流量、凝水不明泄漏，如连续检测润滑油中含有粉末颗粒的大小、成份等，如直接测量排汽湿度，如检测轴承状态等。此外，还开发出了诸如真空变坏原因分析、处理措施、变化趋势等提示性能监测诊断的软件。

2.3 轴封漏汽量

轴封漏汽量问题是汽轮机能损分析的难点问题，主要原因在于很大一部份轴封漏汽量都会与主汽流、回热抽汽相互混合，进而改变这些汽流的温度，对各相应段的工作效率会造成较大的影响，从而使得在试验后亦很难计算热力循环、画出正确的汽态线。正由于很难精确地测出轴封漏汽量，因此，汽轮机制造厂应考虑留有必要的测点位置。

3 动态过程中汽轮机能损分析

3.1 动态问题

汽轮机能损分析还存在着动态过程问题，主要原因在于有较大的中间容积存在于热力系统中，会在动态过程中存在着较为明显的时间滞后现象，不能基于此来对能损进行分析计算。

3.2 待稳态时方才计算

等稳定后再算是一种我国电力行业常用的一种处理动态滞后问题的方法，不稳定则不进行汽轮机能损分析计算，只要稳定下来之后才会进行汽轮机能损分析计算。但是值得注意的是，稳定不是绝对的，而是相对的。在动态扰动后，如真空、给水温度等参数通常需要较长时间才能达到稳定，而在这段时间内，又有可能其他的参数会出现扰动，因此，待稳态时方才计算的方法实际应用较为困难。

3.3 考虑动态过程影响

为了克服中间容积惯性在所受扰动后所造成的影响，务必要确定一些主要的中间容积参数。通常较易确定抽汽量、高加出水温度、除氧器出水温度、凝汽器真空等参数，那么可基于这些参数在单位时间内的变化情况来推导出此容积中储存蒸汽量的变化，进而对汽缸内各段流量进行准确地计算，进而完成能损分析。还有一种方法，就是考虑动态过程影响，可以在计算中建立动态仿真模型来予以调用，而动态模型精度可结合实测数据、扰动时参数变化等来计算。

4 结束语

总之，火电厂优化运行中汽轮机能损分析问题的讨论极为重要，能够为确保汽轮机组的全面经济、安全运行发挥出较大的作用。

参考文献

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[2]张建，曹祖庆.中间再热式汽轮机热耗率在线监测的动态误差分析[J].中国电机工程学报，2012，34（1）：115-119.

[3]严俊杰.汽轮机组经济性诊断理论研究及应用[D].西安交大，1998.

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