背压变化对汽轮机热耗影响的理论计算与试验结果对比分析.docx

背压变化对汽轮机热耗影响的理论计算与试验结果对比分析赫广迅;刘鑫【摘要】汽轮机实际运行中的负荷、循环水流量、循环水入口温度等参数都是不断变化的，这些参数的变化都会对背压产生影响而背压又是影响热耗的重要参数之一，不同长度的末级叶片背压修正率也有所区别，制造厂会通过理论计算提供给电厂背压修正曲线，但修正率的大小一直以来是各方争论的焦点，文中以某电厂1040mm末级叶片为例，从试验的角度对理论计算修正率的大小进行验证,并给出末级叶片选型应该考虑的主要因素. 【期刊名称】《机械工程师》【年(卷)，期】2017(000)010【总页数】2页(P92-93)【关键词】背压;热耗;末级叶片;修正率【作者】赫广迅;刘鑫【作者单位】哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046;哈尔滨汽轮机厂有限责任公司,哈尔滨150046【正文语种】中文【中图分类】TK269汽轮机组在实际运行中，初、终参数不可避免地会与设计参数存在偏差，而这些参数中，背压是对机组热耗影响较大的参数之一，无论从理论推导还是实际工程应用中都会得出背压的变化对机组热耗的影响要比初压大得多的结论［1］。汽轮机实际运行中，由于受机组负荷、循环水流量、循环水入口温度等诸多因素的影响，背压经常与设计值发生偏离，对机组经济性产生较大的影响，并且在机组进行热力性能考核试验时，试验单位一般以制造厂提供的修正曲线为准，但对于理论计算的修正率是否合理、修正率大小又如何界定一直以来都是各方争论的焦点［2］，本文以某电厂1040mm末级叶片为例，从理论计算与试验结果两方面入手进行背压对热耗修正率的对比。 除了攻角、速比、反动度等三元流场特性外，电厂一般以额定负荷、设计背压作为汽轮机设计的依据，同时，设计背压下的最佳余速损失又是末级叶片选择的基本原则：余速损失DHC=轴向余速损失C2a+切向余速损失C2u，由于C2a=排汽容积流量GV-叶片的排汽面积Fa，因此，叶片的排汽面积越大，轴向余速损失越小，当气流轴向排汽时，切向余速损失C2u最小应等于零［3］。根据速度三角形原理，要使C2u为零必然有对应的叶片喉部面积Fa?sin2,如图1所示。同时，背压的变化又会引起低压缸排汽容积流量的变化，对于根据设计状态选定好的一款末级叶片来讲，容积流量的变化势必使得余速损失与最佳余速损失发生偏离，进而将对低压缸效率产生影响，即会对热耗产生影响，图2中曲线表示额定负荷、设计背压下机组的余速损失，两侧的偏离均意味着余速损失的增大［4］。 对于设计背压469kPa、机组额定出力600MW的纯凝机组来讲，选择三缸四排汽的1040mm末级叶片比较合适，余速损失如图2中的曲线所示［5］。在末级叶片选定后，理论计算额定负荷下变背压工况，得出背压对热耗的修正曲线，背压上升1kPa,热耗上升量约0692%，如图3所示。 额定工况下的变背压试验在汽轮机背压分别为4693kPa、6637kPa、7633kPa和9645kPa下进行。由表1可以得出，对应于排汽压力为4693kPa、6637kPa、7633kPa和9645kPa时的低压缸排汽容积流量（单侧）分别为203767m3/s、160763m3/s、142265m3/s和114865m3/s，不同排汽容积流量下的低压缸效率分别为90646%、90673%、90639%和89663%，机组的热耗率因背压的升高而分别升高了13664kJ/(kW?h)、20960kJ/(kW-h)和36162kJ/(kW?h)，相对变化量分别为1674%、2666%和4660%。 从变背压试验结果来看，当背压升高1kPa，对应的热耗率上升量约为1%，略大于理论计算值0692%，修正率的过大会导致汽轮机在高背压工况运行时热耗率上升变快［6］。鉴于背压变化对热耗的修正量较大，所以低压缸末级叶片的选型不应一味地追求设计工况的最佳经济性，还应综合考虑变背压、变负荷，以及各负荷在1a中的运行小时数占比等多方面因素［7］。 本文以某电厂1040mm末级叶片为例，对变背压工况下热耗的理论计算与试验结果进行对比，经计算，此款末级叶片理论计算背压对热耗修正率与试验结果基本吻合，并建议新建机组、改造机组在末级叶片选型时要将机组负荷率、变背压运行等条件提供给汽轮机制造厂，让厂家综合多方面因素选取末级叶片，以达到全年运行最优。 【相关文献】［1］李勇6背压变化对汽轮机热经济性的影响［J］6汽轮机技术,1998(3):167-1696［2］刘凯6汽轮机试验［M］6北京:中国电力出版社,20056［3］苑丽伟，谢磊，黄新元6大型火电机组热力系统变工况经济性分析［J］6能源工程,2007(4):29-326［4］曹祖庆6汽轮机变工况特性［M］6北京:水利电力出版社,19916［5］李海涛，宁国睿6背压变化对国产600MW汽轮机组经济性与安