凝汽器最佳真空确定方法的改进
凝汽器最佳真空确定方法的改进【1】
摘 要：凝汽器作为汽轮机辅机的重要组成，其合理的运行模式对机组运行的经济性具有较大的影响。
当前对凝汽器最佳真空进行确定的方法忽略了循环水产生的花费而产生一定的误差，同时在对其真空变化曲线进行绘制时所采用方法的不同使所得结果也不同，不能保证经济性达到最优。
本文针对双背压凝汽器最佳真空的传统定义加以改进，将循环水费用考虑在内，具有一定的指导意义。
关键词：凝汽器;最佳真空;循环水费用
1 引言
随着国内电力市场中企业结构的逐步转型，增强汽轮机发电机组工作的经济性已成为提高市场竞争力的重要内容，而凝汽器作为主要的汽轮机辅机，其结构参数的合理选择对于提高机组运行的经济性至关重要。
近年来双背压凝气式汽轮机凭借其独特的优越性被广泛的投入运行，因结构上和单背压凝汽器存在差异，工作参数也有所不同，因此对于最佳真空的计算也有区别。
从实际应用来看，有必要对两种结构的凝汽器确定最佳真空的方法进行比较研究，为进一步指导实践。
循环水系统对其最佳真空的计算影响显著，也是火力发电厂耗电量耗水量最多的设备，对其进行合理优化有利于提升机组运行经济性。
2 真空通用曲线绘制方法改进
汽轮机真空通用曲线反映了单位排汽量汽轮机的功率与背压之间的关系，其指导性作用在于让电厂操作人员可以定量预测由于凝汽设备变工况工作所产生的电功率的变化以便及时调节适当的输出功率。
凝汽设备工作条件发生变化时，会对汽轮机背压及功率产生重大影响。
通常采用背压的方法对汽轮机功率的分析计算时采用的算法包括热力学模型、回热系统平衡法、汽轮机原理法及等效热降法。
其中热力学模型的不足之处在于未考虑将机组热力系统的负荷特性及加热器的抽汽量的多少对做功的影响考虑在内，因而采用这种方法的误差比较大。
回热系统平衡法虽然计算的精准度有了大幅提升，但是因考虑的变量过多导致计算复杂，有时会因缺乏原始资料而不能继续计算。
汽轮机原理法在计算时运用较多与汽轮机热力系统结构相关的数据，一旦设备发生过度磨损、老化等现象就会产生较大的偏差。
等效热降法的计算过程较为简便，不过因无法计算低压缸的焓降而导致结果误差的偏大。
所以通常利用试验的方法进行真空通用曲线的绘制，该方法实用简便且不会产生较大的误差。
通用曲线的绘制是利用变工况条件下所记录数据经一定的处理获得，而在实际应用中，如果数据折算起点发生变化，会导致真空通用曲线的规律性改变，所以要将通用曲线改进为参考标准以便于工作人员快速高效的进行数据变换。
为保证绘制出的真空通用曲线对一台汽轮机的通用性，第一次选功率改变的临界点时，按照汽轮机的额定排汽量下相应的额定压力按正比例关系求出。
再将不同排汽压力下对应的功率与该点的功率作差以求出不同背压下功率的改变值。
由此可获得在一定流量下各工况点的单位比压力以及单位比功率的变化情况，再进行汽轮机常用曲线的绘制。
由于对临界点的选取进行限制，由此所得的通用曲线对一台汽轮机来说仅有一条，同时所获得的背压变化时功率的变化值是相对额定工况而言的，也就保证了其通用价值。
3 双背压凝汽器最佳真空确定方法
3.1 传统方法
随同真空度的提高，汽轮机的功率和循环水泵的功率的增加值之差发生变化，当该值达到最大时对应的真空为最佳真空，也叫最有利真空。
提高凝汽器真空能够提高汽轮机的可用焓以提升输出的电功率。
由于循环泵产生很大的功耗，因此在凝汽器运行时的真空要取最佳的数值。
凝汽器的真空与循环水入口温度、排气量及水流量相关。
而入口温度无法进行人为调整，排汽量与汽轮机额定功率相关也无法调整，只有改变循环水流量加以调整。
水流量的增大能够促进真空，不过水泵所消耗的功率也会增大。
传统确定最佳真空的方法包含下面的步骤：计算凝汽器的排汽压力;绘制汽轮机真空通用曲线;比较循环水泵各种情况下凝汽器真空的最高值;最后将所有的循环水泵工作状况进行综合衡量以保证最佳真空。
该方法对真空的优化只考虑了水泵工况的影响，忽略了实际运行时循环水费用的因素，以上方法计算出的真空并不能作为真正的最佳真空。
3.2 凝汽器确定最佳真空的改进方法
将循环水所产生的费用考虑在内进行分析时，需要对上述步骤中比较循环水泵各个工况下凝汽器真空的最优值进行修正，此时汽轮机运行过程中单位时间产生的效益：
式中Rd为电阻， ?驻P为汽轮机功率增加值，?驻Pp为冷却水泵功率增加值; a为冷却水补水系数;?驻Dw为冷却水流量改变值;Rw为冷却水价。
要使工作净效益达到最大值就需要达到下式：
将循环水产生的费用折算为功耗后，可定义广义的'循环水泵功耗：
当 时，进行冷却水泵工况转换之前的凝汽器真空为最佳真空。
4 结束语
通常采用的绘制汽轮机真空通用曲线的方法均有一定的弊端，为保证曲线的通用价值，提出了基于额定工况进行数据处理的方法。
为提高汽轮机机组工作的经济性同时对水资源进行有力的保护，在传统凝汽器最佳真空定义的基础上考虑了循环水所产生的费用带来的影响，具有一定的现实意义。
参考文献
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凝汽器真空下降的原因分析及处理【2】
[摘要]本文针对电厂汽轮机组正常运行中凝汽器真空各种下降的原因进行了较为详细的分析，并提出了相应的处理及预防措施。
[关键词]真空;下降;原因;处理
凝汽器真空是汽轮机组运行中监视的一个重要指标，保持汽轮机运行时的合理真空是汽轮机安全运行的重要参数之一。
凝汽器真空下降不但影响机组的负荷，还会直接影响汽轮机的安全与经济运行。
真空每降低1%，将使汽轮机的汽耗量平均增加1%～2%，使煤耗增0.1%～0.15%，并直接威胁汽轮机转子尾部叶片的寿命。
在汽轮机运行的各种故障检查及排除中，真空下降故障也是较难判断解决的。
本人根据多年汽轮机运行实践经验，针对电厂中真空下降的原因进行了分析，描述并提出相应处理方法。
一、概况
汽轮机凝汽设备主要由凝汽器、循环水泵、抽气器、凝结水泵等组成。
凝汽器的构造主要分为：外壳、水室端盖、管板、冷却水管、排汽进口、热水井、抽气管口、冷却水进出口、水窒隔板、汽侧隔板、汽空间、空气冷却区、进水、中间及出水三个水室。
真空的形成是汽轮机的排汽进入凝汽器汽侧，循环水泵不间断地把冷却水送入凝汽器水侧铜管内，通过钢管把排汽的热量带走，使排汽凝结成水，其比容急剧减少(约减少到原来的三万分之一)，因此，原为蒸汽所占的空间便形成了真空，真空建立后是靠主抽气器来维持，它是从专用射水泵来的具有一定压力的工作水，经水室进入喷嘴，喷嘴将压力能变为速度能，水流以高速从喷嘴射出，在混合室内产生高度真空，抽出凝汽器内的汽、气混合物，一起进入扩散管，速度降低，压力升高，最后略高于大气压力，排出扩散管。