崔冰

（保定电力职业技术学院 河北保定 071051）

100MW机组低真空供热可行性分析

崔冰

（保定电力职业技术学院 河北保定 071051）

本文对某电厂采用低真空循环水供热改造可行性进行分析，对采用低真空方式运行后的机组安全性和经济性进行讨论，提出改造方案，解决凝汽器在低循环水量的运行方式下运行问题。在供热负荷较大的情况下，合理投入热网加热器。

汽轮机；供热；低真空；循环水

1 汽轮机低真空供热原理

汽轮机低真空供热是降低凝汽器真空度，从而提高汽轮机的排汽温度，利用汽轮机排汽来加热循环水，并利用循环水对外进行供热的运行方式。

汽轮机的低真空运行方式能够将汽轮机的冷源损失充分利用起来，从而提高整个热力循环的效率。但是低真空供热属于汽轮机在一种较恶劣工况下的运行方式，因此对于汽轮机本身的经济性和安全性均会产生一定的影响。所以要从经济性和安全性两方面进行讨论，为其低真空方式运行提供理论依据。

某厂2台CC100-8.83/0.981/0.196型双抽凝汽式汽轮机计划在冬季供暖时采用低真空方式进行供热，本文着重对其低真空供热方式的可行性进行讨论，并对其改造方案提出理论依据。汽轮机主要参数见下表。

表1 汽轮机主要参数

2 汽轮机低真空运行工况的计算

2.1 汽轮机通流部分热力计算

在通流部分变工况计算前，首先要确定机组结构尺寸、蒸汽初参数p0、t0、汽轮机排汽压力pc以及蒸汽流量G。第一先假定汽机通流部分的效率ηi，然后由ΔHi=ΔHi·ηi（ΔHt为机组的理想焓降）得到机组有效焓降ΔHi，以及排汽点1（见图1），并从这点开始计算。在逐级计算中，后一级的级前实际蒸汽状态，就是前一级的级后蒸汽状态，这样逐级计算的结果，可以完成所有压力级的详细计算，并得到调节级汽室的蒸汽参数。在第一次倒推计算中，各压力级（除了第一压力级外）入口的蒸汽动能是未知的，它们要在前一级计算后才能确定，所以第一次要用假定值代入，并且在第二次计算中由第一次计算的数值代入，再算一遍。如此，可以得到调节级汽室的状态点，然后进行调节级的详细计算，反馈回调节级汽室的状态点用表示。显然，Z1与Z不一定互相重合，也不一定接近到允许的误差范围内，因此需要适当调整汽轮机的排汽点1，从而移动Z1，并重新计算调节级得到新的Z点，这个工作要进行到Z1与Z接近到允许误差范围以内为止。此时可以得到汽轮机在低真空方式运行工况下的相对内效率及各级前参数。

2.2 凝汽器的热力计算

2.2.1 冷却水在凝汽器中的温升

冷却水在凝汽器内吸收蒸汽凝结所放出的热量，使其出口温度高于入口温度。冷却水在凝汽器内的温升可以根据凝汽器的热平衡来确定。

其中，Dc、Dw分别为汽轮机的排汽量和冷却水流量；hc、h′c分别为汽轮机排汽焓和凝结水的焓；tw1、tw2分别为冷却水的进、出口温度。同时，考虑到1kg蒸汽在凝汽器内凝结一般放出约2250kJ的热量。则，冷却水在凝汽器内的温升为：

2.2.2 凝汽器的传热端差

在凝汽器总体传热系数计算中，我国目前广泛使用前苏联全苏热工研究所别尔曼公式，其表达式为：

式中，K0为凝汽器的总体传热系数，单位为kW/m2℃；φ为凝汽器冷却面积清洁程度修正系数，φw为冷却水流速和管径修正系数，φt为冷却水温度修正系数，φz为冷却水流程数z的修正系数，φd为凝汽器单位负荷修正系数。

凝汽器的传热端差可以表示为：

式中，Ac为凝汽器冷却水管外表面的总面积。2.2.3汽轮机的排汽温度

汽轮机的排汽温度可以表示为：

与汽轮机排汽温度对应的凝汽器压力为饱和压力，即为凝汽器的压力。

3 机组改造低真空供热具体实施步骤

为了保证汽轮机低真空供热后凝汽器内冷却水的流速，防止凝汽器冷却水管堵塞，应该将凝汽器由原来的双面运行改为半面运行。该电厂凝汽器冷却水量为19000t/h，改为半面运行后，在冷却水流量为9000t/h的条件下，凝汽器冷却管内的流速变化不大。

为了保证低真空供热的冷却水出口温度，建议主蒸汽流量由原运行方式的430t/h提高到460t/h。