非调整抽汽汽轮机的供热优化设计研究

摘要

现役凝汽式汽轮发电机组的供热改造,不仅可有效提高能源利用率和运行经济性。而且还可减少环境污染,因此,火力发电厂已将抽汽供热改造列为节能减排的重要内容。本文针对现役非调整抽汽凝汽式汽轮机组的抽汽供热改造,以最大可能利用高压蒸汽资源、节省高压蒸汽消耗为目标,研究、探讨适用于纯凝式汽轮机变工况运行的抽汽供热优化设计方法,保证发电与供热协调运行。
　　 本文针对基于蒸汽喷射器的凝汽式汽轮机抽汽供热方案,重点研究机组变工况、供热流量变化时,蒸汽喷射器抽汽供热的变工况适应性,探讨充分利用高压蒸汽的压力能压缩低压蒸汽供热的优化设计方法。本文采用计算流体力学软件,研究了蒸汽喷嘴器在不同压缩比、不同膨胀比工况下的流场分布和喷射系数,揭示影响蒸汽喷射器效能与运行及结构因素的关系。通过建立蒸汽喷嘴器集总参数设计与变工况分析计算模型,探讨了汽轮机变负荷、供热系统变流量时的效率变化和适应性。结果显示:结构参数确定的蒸汽喷射器,在汽轮机变负荷和供热流量偏离设计值时,其喷嘴系数和效率变化很大,很难保证机组发电与供热的协调运行。因此,在机组负荷变动较大时,应采用多台蒸汽喷射器单独控制供热,增强对机组负荷变动的适应性；当机组负荷相对稳定、但供热流量变化较大时,应采用顺序阀开启的多喷嘴蒸汽喷射器,保证综合喷射系数维持在较高水平。
　　 本文进一步探讨了既能适应凝汽式汽轮机变工况、又可满足供热流量变动的抽汽供热技术途径,提出补汽式背压供热方案,保证机组负荷及流量变动时排汽压力与流量的稳定,不但增强了供热系统对运行工况变动的适应性,有效节约了能源,并可为供热系统长期运行带来非常显著的经济效益。