日本免费精品视频,男人的天堂在线免费视频,成人久久久精品乱码一区二区三区,高清成人爽a毛片免费网站

第1章緒論

1.1汽輪機(jī)熱經(jīng)濟(jì)性影響因素及節(jié)能潛力分析

隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，資源和能源的短缺日益明顯，節(jié)能已成為全世界關(guān)注的問(wèn)題。我國(guó)是以火力發(fā)電廠為主體的電力生產(chǎn)、供應(yīng)國(guó)，發(fā)電廠既是能源生產(chǎn)大戶，也是能源消耗大戶。每年全國(guó)大大小小的火電廠耗煤量占到全國(guó)煤炭流通總量的60%以上。截至2013年年底，全國(guó)發(fā)電總裝機(jī)容量突破12億千瓦，達(dá)到12.47億千瓦，超過(guò)美國(guó)，居世界及時(shí)。到"十二五"末我國(guó)規(guī)劃發(fā)電總裝機(jī)容量將突破14.63億千瓦。在火力發(fā)電廠和核電廠中，這些電能是由汽輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的。汽輪機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備，作為電力生產(chǎn)的核心，提高大型汽輪機(jī)組的熱效率不僅可以充分利用有限能源，提高經(jīng)濟(jì)效益，還可以減少污染物質(zhì)的排放，保護(hù)人類賴以生存的環(huán)境。因此，提高汽輪機(jī)效率的相關(guān)研究具有極其深遠(yuǎn)的意義。另外，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力能源的需求也不斷增加，大容量機(jī)組不斷投入運(yùn)行，提高機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性也受到越來(lái)越多研究者的重視。如何實(shí)現(xiàn)節(jié)能，如何根據(jù)我國(guó)電廠的實(shí)際情況找到機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方面、管理方面、設(shè)備缺陷方面的主要能損根源，即對(duì)機(jī)組進(jìn)行安全性、經(jīng)濟(jì)性分析，將成為一個(gè)非常有實(shí)際意義和價(jià)值的課題。

1.1.1汽輪機(jī)熱經(jīng)濟(jì)性影響因素分析

衡量汽輪機(jī)整體運(yùn)行經(jīng)濟(jì)情況好壞的指標(biāo)是熱耗率。所謂熱耗率偏高，是指汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行的熱耗率值高于其相應(yīng)的應(yīng)達(dá)值。汽輪機(jī)熱耗率高于其相應(yīng)應(yīng)達(dá)值的原因主要是汽輪機(jī)初、終參數(shù)和再熱蒸汽參數(shù)偏離其應(yīng)達(dá)值，汽輪機(jī)通流部分狀態(tài)如間隙、葉片表面光潔度等偏離其設(shè)計(jì)狀態(tài)以及汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)狀態(tài)偏離應(yīng)達(dá)值［1］。當(dāng)這些參數(shù)偏離設(shè)計(jì)值或應(yīng)達(dá)值時(shí)，使理想循環(huán)熱效率和汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率偏離應(yīng)達(dá)值，從而影響汽輪機(jī)的熱耗率［2］。下面，從這四個(gè)方面來(lái)分析汽輪機(jī)熱經(jīng)濟(jì)性的影響因素。

1. 汽輪機(jī)初參數(shù)及再熱蒸汽參數(shù)在設(shè)計(jì)工況下，汽輪機(jī)在某一設(shè)計(jì)的初參數(shù)及再熱蒸汽參數(shù)下運(yùn)行。為了保持汽輪機(jī)熱耗率達(dá)到設(shè)計(jì)值，汽輪機(jī)初參數(shù)及再熱蒸汽參數(shù)應(yīng)該保持在設(shè)計(jì)值。運(yùn)行中，當(dāng)這些參數(shù)降低時(shí)，汽輪機(jī)偏離其設(shè)計(jì)工況，必然導(dǎo)致汽輪機(jī)熱耗率增大。

1) 主蒸汽溫度從熱力學(xué)的角度看，提高初參數(shù)，有利于提高系統(tǒng)的理想循環(huán)熱效率。運(yùn)行中，主蒸汽溫度降低時(shí)，必然導(dǎo)致蒸汽動(dòng)力循環(huán)吸熱過(guò)程的平均吸熱溫度降低，引起理想循環(huán)熱效率降低。同時(shí)，當(dāng)主蒸汽溫度在正常范圍內(nèi)降低時(shí)，對(duì)中間再熱汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率的影響較小。因此，主蒸汽溫度降低對(duì)汽輪機(jī)熱耗率的影響，主要是通過(guò)引起理想循環(huán)熱效率降低體現(xiàn)出來(lái)的。對(duì)于300MW汽輪機(jī)，其主蒸汽溫度降低1℃，汽輪機(jī)熱耗率約增大0.024%，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率增大0.07g/(kW h)，按每年滿負(fù)荷運(yùn)行6000h計(jì)算，全年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤127.1t。

2) 主蒸汽壓力運(yùn)行中，主蒸汽壓力降低時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致蒸汽動(dòng)力循環(huán)吸熱過(guò)程的平均吸熱溫度降低，引起理想循環(huán)熱效率降低。同時(shí)，當(dāng)主蒸汽壓力在正常范圍內(nèi)降低時(shí)，若保持調(diào)節(jié)汽門開(kāi)度不變，則除了少數(shù)低壓級(jí)，大多數(shù)級(jí)內(nèi)蒸汽的理想焓降基本不變，故汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率變化較小。若保持汽輪機(jī)電功率不變，則主蒸汽壓力降低，汽輪機(jī)調(diào)節(jié)汽門開(kāi)度增大，節(jié)流損失減小，汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率略有增大。因此，主蒸汽壓力降低對(duì)汽輪機(jī)熱耗率的影響，也主要是通過(guò)引起理想循環(huán)熱效率降低體現(xiàn)出來(lái)的。對(duì)于300MW汽輪機(jī)，其主蒸汽壓力降低0.1MPa，汽輪機(jī)熱耗率約增大0.045%，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率增大0.13g/(kW h)，按每年滿負(fù)荷運(yùn)行6000h計(jì)算，全年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤238.3t。

3) 再熱蒸汽溫度汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)再熱蒸汽溫度降低時(shí)，也導(dǎo)致蒸汽動(dòng)力循環(huán)吸熱過(guò)程的平均吸熱溫度降低，引起理想循環(huán)熱效率降低。同時(shí)，當(dāng)再熱蒸汽溫度降低時(shí)，導(dǎo)致汽輪機(jī)排汽濕度增大，汽輪機(jī)中低壓缸的相對(duì)內(nèi)效率降低。因此，再熱蒸汽溫度降低對(duì)汽輪機(jī)熱耗率的影響，是通過(guò)引起理想循環(huán)熱效率和汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率降低綜合體現(xiàn)出來(lái)的。對(duì)于300MW汽輪機(jī)，其再熱蒸汽溫度降低1℃，汽輪機(jī)熱耗率約增大0.022%，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率增大0.065g/(kW h)，按每年滿負(fù)荷運(yùn)行6000h計(jì)算，全年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤116.5t。

4) 再熱蒸汽壓損汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)蒸汽在再熱器內(nèi)的流動(dòng)阻力增大時(shí)，在高壓缸排汽壓力一定的條件下，引起再熱蒸汽壓力降低。也導(dǎo)致蒸汽動(dòng)力循環(huán)吸熱過(guò)程的平均吸熱溫度降低，引起理想循環(huán)熱效率降低。同時(shí)，當(dāng)再熱蒸汽壓力降低時(shí)，導(dǎo)致汽輪機(jī)排汽濕度減小，汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率略有提高。因此，再熱蒸汽壓損增大對(duì)汽輪機(jī)熱耗率的影響，也主要是通過(guò)引起理想循環(huán)熱效率體現(xiàn)出來(lái)的。對(duì)于300MW汽輪機(jī)，其再熱蒸汽壓損每增大0.1%，汽輪機(jī)熱耗率約增大0.009%，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率增大0.026g/(kW h)，按每年滿負(fù)荷運(yùn)行6000h計(jì)算，全年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤47.7t。

2. 汽輪機(jī)排汽壓力汽輪機(jī)排汽壓力由汽輪機(jī)排汽量、凝汽器冷卻水流量、冷卻水溫度、凝汽器和抽氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)共同決定。在設(shè)計(jì)工況下，汽輪機(jī)均在某一設(shè)計(jì)的排汽壓力下運(yùn)行。為了保持汽輪機(jī)熱耗率達(dá)到設(shè)計(jì)值，汽輪機(jī)排汽壓力應(yīng)該保持在設(shè)計(jì)值。運(yùn)行中，當(dāng)汽輪機(jī)排汽壓力升高時(shí)，汽輪機(jī)運(yùn)行偏離其設(shè)計(jì)工況，必然導(dǎo)致汽輪機(jī)熱耗率增大。當(dāng)汽輪機(jī)排汽壓力升高時(shí)，蒸汽動(dòng)力循環(huán)放熱過(guò)程的平均溫度升高，理想循環(huán)熱效率降低。同時(shí)，隨著汽輪機(jī)排汽壓力的升高，汽輪機(jī)排汽濕度減小，濕汽損失減小。而且，隨著汽輪機(jī)排汽壓力的升高，汽輪機(jī)排汽容積流量減少，排汽余速損失也會(huì)減小，使汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率提高。因此，汽輪機(jī)排汽壓力升高對(duì)熱耗率的影響，是通過(guò)使理想循環(huán)熱效率降低和汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率提高二者綜合作用體現(xiàn)出來(lái)的。一般地，當(dāng)汽輪機(jī)排汽壓力由設(shè)計(jì)值升高時(shí)，理想循環(huán)熱效率的相對(duì)降低值總是大于相對(duì)內(nèi)效率的相對(duì)提高值，因此，導(dǎo)致汽輪機(jī)熱耗率增大。對(duì)于300MW汽輪機(jī)，在其排汽流量為設(shè)計(jì)值的條件下，排汽壓力升高0.1kPa，汽輪機(jī)熱耗率升高約1.7%，發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率增大5.0g/(kW h)，按每年滿負(fù)荷運(yùn)行6000h計(jì)算，全年多消耗標(biāo)準(zhǔn)煤9002.7t。

3. 汽輪機(jī)通流部分1) 汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢隨著火電機(jī)組單機(jī)功率逐漸提高，火電機(jī)組中超臨界參數(shù)機(jī)組的比例也在逐漸增大。機(jī)組初參數(shù)提高，對(duì)于提高火力發(fā)電廠的循環(huán)熱效率具有重要的作用。但同時(shí)也發(fā)現(xiàn)，隨著火電機(jī)組向高參數(shù)大容量方向發(fā)展，尤其是大容量直流鍋爐以及超(超)臨界機(jī)組的投入運(yùn)行，對(duì)鍋爐給水品質(zhì)提出了更高的要求。由于直流鍋爐沒(méi)有汽包，不能夠采用常規(guī)的汽水分離、蒸汽清洗等鍋內(nèi)凈化措施來(lái)控制蒸汽品質(zhì)。同時(shí)，超(超)臨界機(jī)組由于蒸汽壓力的提高，鹽類在蒸汽中的溶解度增大，進(jìn)一步增加了鍋爐除鹽的難度，導(dǎo)致蒸汽含鹽是不可避免的［3～5］。當(dāng)含鹽蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)做功后，隨著蒸汽壓力的降低，蒸汽溶鹽能力降低，蒸汽中所溶的鹽被析出，沉積在汽輪機(jī)葉柵上，造成葉片表面光潔度變差、蒸汽流道形狀改變，影響葉片的氣動(dòng)特性，使汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率降低，帶來(lái)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。例如，某汽輪機(jī)由于其葉柵表面鹽沉積嚴(yán)重，造成汽輪機(jī)電功率降低20%。而且，積鹽厚度每增加0.1mm，將使汽輪機(jī)級(jí)效率降低3%～4%［2］。對(duì)于某400MW汽輪機(jī)，由于汽輪機(jī)葉柵鹽沉積，及時(shí)個(gè)月就會(huì)使汽輪機(jī)電功率降低5%，六個(gè)月就可以使汽輪機(jī)電功率降低10%［5］。同時(shí)，鹽沉積在葉片上，還會(huì)造成汽輪機(jī)葉片自振頻率的改變、軸向推力增大。此外，某些具有侵蝕性的積垢對(duì)葉片的耐高溫性能會(huì)產(chǎn)生很大影響，影響汽輪機(jī)的安全性。由于汽輪機(jī)葉柵表面鹽沉積機(jī)理的復(fù)雜性，人們對(duì)葉柵表面鹽沉積的機(jī)理認(rèn)識(shí)得還不夠深入，從而不能很好地對(duì)汽輪機(jī)運(yùn)行過(guò)程中鹽沉積的處理進(jìn)行指導(dǎo)。目前，汽輪機(jī)葉柵表面鹽沉積的處理方法主要是采用停機(jī)揭缸對(duì)葉片進(jìn)行打磨、噴砂等方法。但該方法又對(duì)葉柵表面造成了一定的損傷。實(shí)現(xiàn)對(duì)汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢的早期診斷并及時(shí)處理，對(duì)于提高汽輪機(jī)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性具有重要的意義。

2) 汽輪機(jī)通流部分間隙增大汽輪機(jī)是一種大型高速轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械，汽輪機(jī)通流部分間隙對(duì)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率及發(fā)電量均產(chǎn)生較大的影響。為了提高汽輪機(jī)的運(yùn)行效率，汽輪機(jī)通流部分的設(shè)計(jì)間隙一般都比較小，通常在0.5mm左右。但是，隨著電網(wǎng)峰谷差的逐漸增大，大容量汽輪機(jī)也要參與調(diào)峰運(yùn)行，汽輪機(jī)產(chǎn)生的電功率要隨著電網(wǎng)對(duì)負(fù)荷需求的變化而變化。汽輪機(jī)頻繁啟停或頻繁變負(fù)荷，往往由于氣缸和轉(zhuǎn)子的膨脹程度不同而造成汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)部件和靜止部件發(fā)生碰摩，使汽封損壞，從而造成汽輪機(jī)通流部分的間隙增大，影響汽輪機(jī)的電功率和效率，最終影響電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。目前，國(guó)產(chǎn)300MW、600MW汽輪機(jī)普遍存在通流部分間隙增大的現(xiàn)象，嚴(yán)重影響汽輪機(jī)和火電廠的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。但是，由于目前尚無(wú)較成熟的汽輪機(jī)通流部分間隙變化的監(jiān)測(cè)方法，汽輪機(jī)通流部分間隙的變化往往只有在檢修過(guò)程中根據(jù)動(dòng)、靜部件之間有明顯的擦傷痕跡才能發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致汽輪機(jī)長(zhǎng)期低效率運(yùn)行。通過(guò)檢修發(fā)現(xiàn)，汽輪機(jī)均有不同程度的通流部分間隙增大的情況，嚴(yán)重影響了汽輪機(jī)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。運(yùn)行部門迫切需要有一種能對(duì)汽輪機(jī)通流部分間隙變化早期發(fā)現(xiàn)的監(jiān)測(cè)方法［6，7］。無(wú)論是汽輪機(jī)通流部分結(jié)垢還是間隙增大，其對(duì)理想循環(huán)熱效率幾乎沒(méi)有影響，但卻導(dǎo)致汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率降低，最終引起汽輪機(jī)熱耗率增大。

3) 汽輪機(jī)通流部分流動(dòng)效率低供電煤耗是影響發(fā)電成本的最主要因素，火電廠熱經(jīng)濟(jì)性分析表明，電廠能耗偏高的一個(gè)重要原因是汽輪機(jī)通流部分效率低。我國(guó)早期設(shè)計(jì)制造的汽輪機(jī)組由于當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)水平有限，制造工藝落后，運(yùn)行設(shè)備老化等，汽輪機(jī)內(nèi)效率低、熱耗率高，造成很大的能源浪費(fèi)和環(huán)境污染。經(jīng)過(guò)近20年的發(fā)展，圍繞提高效率和效益、改善環(huán)境、降低成本，各汽輪機(jī)制造廠紛紛引進(jìn)和消化國(guó)外的、成熟的三維氣動(dòng)熱力設(shè)計(jì)技術(shù)，開(kāi)始有計(jì)劃、有規(guī)模地實(shí)施舊機(jī)組通流部分改造，以增加出力、降低能耗。汽輪機(jī)通流部分改造已證實(shí)是提高機(jī)組效率的有力措施。總體來(lái)看，整機(jī)改造后機(jī)組效率可提高2.5%以上，熱耗率下降200kJ/(kW h)以上，出力可增加10%，經(jīng)濟(jì)效益顯著［8］。

4. 汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)是汽輪機(jī)最重要的輔助系統(tǒng)，現(xiàn)代汽輪機(jī)幾乎無(wú)一例外地均采用回?zé)嵯到y(tǒng)，以便減少汽輪機(jī)的排汽冷源損失，提高理想循環(huán)熱效率。但是，當(dāng)汽輪機(jī)回?zé)峒訜崞鞯亩瞬睢⒒責(zé)岢槠麎毫p失增大等原因出現(xiàn)時(shí)，汽輪機(jī)回?zé)岢槠繙p少，排汽量增大，冷源損失增大，引起理想循環(huán)熱效率降低，最終導(dǎo)致汽輪機(jī)熱耗率增大。同時(shí)，當(dāng)回?zé)嵯到y(tǒng)的運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，例如，高壓加熱器(簡(jiǎn)稱"高加")泄漏而切除運(yùn)行、高壓加熱器疏水不能引入除氧器而引入低壓加熱器(簡(jiǎn)稱"低加")等不正常運(yùn)行方式，也會(huì)引起汽輪機(jī)冷源損失增大，理想循環(huán)熱效率降低。此外，再熱器噴水減溫的投入，也會(huì)引起汽輪機(jī)理想循環(huán)熱效率的降低。回?zé)嵯到y(tǒng)運(yùn)行方式或回?zé)嵯到y(tǒng)狀態(tài)變化，對(duì)汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率影響很小，但對(duì)理想循環(huán)熱效率卻產(chǎn)生很大的影響，從而造成汽輪機(jī)熱耗率的增大［9］。

1.1.2汽輪機(jī)的節(jié)能潛力

分析反映火力發(fā)電廠運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性的綜合指標(biāo)是發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，其大小又主要取決于鍋爐效率和汽輪機(jī)的循環(huán)熱效率或熱耗率。某火力發(fā)電廠各機(jī)組的主要運(yùn)行和設(shè)計(jì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總見(jiàn)表1-1。由表1-1可見(jiàn)，該廠發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率為327.4g/(kW h)，高于各臺(tái)機(jī)組設(shè)計(jì)發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率的加權(quán)平均值，具有較大的節(jié)能潛力。

表1-1某發(fā)電廠各臺(tái)機(jī)組的主要運(yùn)行經(jīng)濟(jì)指標(biāo)匯總

由于影響火電機(jī)組煤耗率的因素主要有鍋爐熱效率、汽輪機(jī)熱耗率或汽輪機(jī)循環(huán)熱效率，由表1-1可見(jiàn)，該廠各機(jī)組鍋爐效率均接近于其設(shè)計(jì)值，而汽輪機(jī)熱耗率、汽耗率均比設(shè)計(jì)值高，因此，可認(rèn)為機(jī)組煤耗率高于其設(shè)計(jì)值主要是汽輪機(jī)方面的原因引起的。綜上所述，該廠鍋爐效率方面已經(jīng)達(dá)到了其較大潛力，再進(jìn)一步提高的潛力比較小。因此，該廠應(yīng)該努力在提高汽輪機(jī)循環(huán)熱效率，降低汽輪機(jī)熱耗率或汽耗率方面挖掘節(jié)能潛力，降低機(jī)組的發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率。而影響汽輪機(jī)熱耗率或循環(huán)熱效率的主要因素有三個(gè)方面，即汽輪機(jī)運(yùn)行初終參數(shù)、汽輪機(jī)本體相對(duì)內(nèi)效率和汽輪機(jī)熱力系統(tǒng)狀態(tài)。

……