供熱式汽輪機

供熱用的背壓式汽輪機用于驅(qū)動發(fā)電機時，發(fā)電量取決于供熱所需的蒸汽量；用于驅(qū)動泵、鼓風機等機械時，則供熱的蒸汽量取決于被驅(qū)動機械的功耗。背壓式汽輪機應(yīng)用的局限性是不能同時滿足熱、電（或動力）負荷變動的要求。因此，用背壓式汽輪機驅(qū)動發(fā)電機時，常與其他類的汽輪機并列運行或并入電網(wǎng)，以滿足電負荷變化的需要。用它驅(qū)動泵、鼓風機時則由其他汽源來滿足熱負荷變化的需要。抽汽式汽輪機可按熱、電（或動力）負荷變化的要求進行調(diào)整，同時滿足供熱和供電（或供動力）的需要，因而應(yīng)用范圍較廣。

背壓式汽輪機共有兩種機型，一種為435℃進汽式，另一種為470℃進汽式。兩種汽輪機均由單缸、中溫、高次壓、沖動式、背壓汽輪機與鍋爐、發(fā)電機及其它附屬設(shè)備組成。

由于節(jié)能問題日益受到重視，供熱式汽輪機發(fā)展很快。供熱式機組的單機功率不斷增大，20世紀70年代已投入運行的最大機組容量達 300兆瓦。蒸汽初參數(shù)也不斷提高，有的已經(jīng)采用亞臨界、超臨界壓力和中間再熱。另外，為了充分地利用各類工業(yè)企業(yè)中的蒸汽余熱，多品種的小功率供熱式汽輪機的應(yīng)用和發(fā)展也日益受到重視。

供熱式汽輪機的應(yīng)用對節(jié)約能源具有重大意義。按照工程熱力學對熱力循環(huán)的分析，工質(zhì)從熱源所吸收的熱量不可能全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Γ渲杏幸徊糠植豢杀苊獾匾獋鹘o冷源而成為冷源損失。

火力發(fā)電廠能量平衡中可以看出凝汽式汽輪機的排汽在凝汽器中凝結(jié)時被冷卻水帶走大量熱量,這種能量損失稱凝汽損失。凝汽式汽輪機的排汽在凝汽器中凝結(jié)時被冷卻水帶走大量熱量，這種能量損失稱凝汽損失。凝汽式汽輪機電站中燃料化學能轉(zhuǎn)換為電能的熱效率最高只有40%左右。背壓式汽輪機的排汽用于供熱，原來損失掉的排汽熱能就被利用，凝汽損失為零，熱能利用率顯著提高，達80%左右。抽汽式汽輪機的抽汽用于供熱，這部分抽汽量不進入凝汽器，因此也可減少由冷卻水帶走的熱量損失。當抽汽量為零時，抽汽式汽輪機就等于一臺凝汽式汽輪機，它的熱效率與凝汽式汽輪機的相近。抽汽式汽輪機熱能利用率隨著抽汽量的增加而增大。因此發(fā)展城市區(qū)域性的中心熱電站和發(fā)展集中供熱，是節(jié)約能源的重要措施。應(yīng)用供熱式汽輪機能滿足生產(chǎn)和生活用熱、節(jié)約大量燃料；此外，由于用高效率的大型鍋爐代替了分散的低效率小鍋爐，還能改善城市的煙塵污染和電站冷卻水對環(huán)境的熱污染，并有利于集中管理。

1.研究方法

研究方法有2種：供熱式汽輪機熱力性能試驗方法和利用汽輪機制造廠提供的工況圖進行分析的方法。

熱力性能試驗方法是運用供熱式汽輪機組的熱力性能試驗，針對特定的供熱機組，通過調(diào)整機組的熱、電負荷，從而得出機組在各種外界熱負荷下所能承擔的最大、最小電負荷。該方法真實可靠，適用于沒有工況圖的供熱式汽輪機。

在有制造廠提供的工況圖的情況下，可以利用供熱式汽輪機的工況圖進行分析，依據(jù)工況圖上提供的熱、電負荷關(guān)系曲線，確定各種熱負荷下電負荷的可調(diào)范圍，該方法需要的試驗工作量較小，現(xiàn)場使用起來方便快捷。

2.存在的問題

熱力性能試驗雖可得到準確可靠的熱、電負荷關(guān)系，但是需要的工作量較大，耗費的時間較長。同時由于試驗期間需要不斷調(diào)整熱、電負荷，將對外界的熱用戶和電網(wǎng)調(diào)度產(chǎn)生一定的影響。

由于工況圖的熱、電負荷關(guān)系是在設(shè)計工況下得出的，如果考慮到汽輪機及其熱力系統(tǒng)的實際運行狀態(tài)，如汽輪機的實際效率與設(shè)計值有偏差，低于設(shè)計值會造成汽輪機的進汽流量增大。同時熱力系統(tǒng)的運行狀態(tài)如加熱器的焓升、端差偏離設(shè)計值，會造成非調(diào)整抽汽流量與設(shè)計流量的偏差。以上這些因素的存在會造成通過工況圖得出的結(jié)論與供熱汽輪機的實際調(diào)峰特性產(chǎn)生一定的偏差。

3.可行性方法

在對2種方法分析研究的基礎(chǔ)上，可以利用工況圖對供熱汽輪機的熱電負荷特性進行初步分析后，再利用熱力試驗根據(jù)供熱汽輪機的實際運行狀態(tài)，對通過工況圖得出的結(jié)論進行適當?shù)钠钚拚?，這種偏差修正在實際應(yīng)用時可以通過少量的現(xiàn)場熱力試驗得到，以下將利用這種方法，以一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機為例，對供熱汽輪機組的熱、電負荷特性進行分析，以使供熱汽輪機在保證熱負荷穩(wěn)定的前提下，安全靈活的上、下調(diào)整其輸出功率。