供熱式汽輪機(jī)意義

供熱式汽輪機(jī)的應(yīng)用對(duì)節(jié)約能源具有重大意義。按照工程熱力學(xué)對(duì)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?，其中有一部分不可避免地要傳給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(jī)的排汽在凝汽器中凝結(jié)時(shí)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(jī)的排汽在凝汽器中凝結(jié)時(shí)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(jī)電站中燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)換為電能的熱效率最高只有40%左右。背壓式汽輪機(jī)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(dá)80%左右。抽汽式汽輪機(jī)的抽汽用于供熱，這部分抽汽量不進(jìn)入凝汽器，因此也可減少由冷卻水帶走的熱量損失。當(dāng)抽汽量為零時(shí)，抽汽式汽輪機(jī)就等于一臺(tái)凝汽式汽輪機(jī)，它的熱效率與凝汽式汽輪機(jī)的相近。抽汽式汽輪機(jī)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(jī)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(duì)環(huán)境的熱污染，并有利于集中管理。

供熱用的背壓式汽輪機(jī)用于驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，發(fā)電量取決于供熱所需的蒸汽量；用于驅(qū)動(dòng)泵、鼓風(fēng)機(jī)等機(jī)械時(shí)，則供熱的蒸汽量取決于被驅(qū)動(dòng)機(jī)械的功耗。背壓式汽輪機(jī)應(yīng)用的局限性是不能同時(shí)滿足熱、電（或動(dòng)力）負(fù)荷變動(dòng)的要求。因此，用背壓式汽輪機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)時(shí)，常與其他類的汽輪機(jī)并列運(yùn)行或并入電網(wǎng)，以滿足電負(fù)荷變化的需要。用它驅(qū)動(dòng)泵、鼓風(fēng)機(jī)時(shí)則由其他汽源來滿足熱負(fù)荷變化的需要。抽汽式汽輪機(jī)可按熱、電（或動(dòng)力）負(fù)荷變化的要求進(jìn)行調(diào)整，同時(shí)滿足供熱和供電（或供動(dòng)力）的需要，因而應(yīng)用范圍較廣。

背壓式汽輪機(jī)共有兩種機(jī)型，一種為435℃進(jìn)汽式，另一種為470℃進(jìn)汽式。兩種汽輪機(jī)均由單缸、中溫、高次壓、沖動(dòng)式、背壓汽輪機(jī)與鍋爐、發(fā)電機(jī)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(jī)發(fā)展很快。供熱式機(jī)組的單機(jī)功率不斷增大，20世紀(jì)70年代已投入運(yùn)行的最大機(jī)組容量達(dá) 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(jī)的應(yīng)用和發(fā)展也日益受到重視。

1.研究方法

研究方法有2種：供熱式汽輪機(jī)熱力性能試驗(yàn)方法和利用汽輪機(jī)制造廠提供的工況圖進(jìn)行分析的方法。

熱力性能試驗(yàn)方法是運(yùn)用供熱式汽輪機(jī)組的熱力性能試驗(yàn)，針對(duì)特定的供熱機(jī)組，通過調(diào)整機(jī)組的熱、電負(fù)荷，從而得出機(jī)組在各種外界熱負(fù)荷下所能承擔(dān)的最大、最小電負(fù)荷。該方法真實(shí)可靠，適用于沒有工況圖的供熱式汽輪機(jī)。

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(jī)的工況圖進(jìn)行分析，依據(jù)工況圖上提供的熱、電負(fù)荷關(guān)系曲線，確定各種熱負(fù)荷下電負(fù)荷的可調(diào)范圍，該方法需要的試驗(yàn)工作量較小，現(xiàn)場(chǎng)使用起來方便快捷。

2.存在的問題

熱力性能試驗(yàn)雖可得到準(zhǔn)確可靠的熱、電負(fù)荷關(guān)系，但是需要的工作量較大，耗費(fèi)的時(shí)間較長(zhǎng)。同時(shí)由于試驗(yàn)期間需要不斷調(diào)整熱、電負(fù)荷，將對(duì)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(fù)荷關(guān)系是在設(shè)計(jì)工況下得出的，如果考慮到汽輪機(jī)及其熱力系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，如汽輪機(jī)的實(shí)際效率與設(shè)計(jì)值有偏差，低于設(shè)計(jì)值會(huì)造成汽輪機(jī)的進(jìn)汽流量增大。同時(shí)熱力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)如加熱器的焓升、端差偏離設(shè)計(jì)值，會(huì)造成非調(diào)整抽汽流量與設(shè)計(jì)流量的偏差。以上這些因素的存在會(huì)造成通過工況圖得出的結(jié)論與供熱汽輪機(jī)的實(shí)際調(diào)峰特性產(chǎn)生一定的偏差。

3.可行性方法

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