火电机组优化运行的微变工况分析

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1、'''火电机组优化运行的微变工况分析发表时间:2004-7-20作者：王超1余泽选1陈波2刘宇1沈杏登3周宇阳3摘要：一、引言   针对热力系统中的主要单元设备汽轮机和加热器，取模型内部特性参数的元素为汽轮机级组相对内效率、中间级组前后压力比以及加热器端差。工况微变过程分析的目的是以为对象，研究它们在工况微变时的变化规律。   已知入口蒸汽热力学状态和出口蒸汽压力数值，再辅以级组相对内效率，就可以确定出口蒸汽热力学状态。根据通流各部分微变工况的不同特点，将的变化分为汽轮机调节级、各中间级组以及末级级组考虑。为叙述方便，将调节级

2、也视为级组。二、中间级组前后压力比   微变工况时，各抽汽口蒸气的压力均发生变化。将以某级组开始的全部非调节级视为一个级组，其级前状态满足Flugel公式：                        不计各级组前温度的变化，且考虑到设计工况下大型凝汽式级组的末级均为临界工况，上式可以简写成。工况变动时，如流量增加，末级前压力随之按比例增大，末级背压保持不变或者按一定比例升高（取决于凝汽器特性，一般升高幅度小于末级前压力），因而末级总是处于临界状态。若流量减少，理论上可能出现末级由临界向亚临界转变的情况，而计算表明这一般发生

3、在0.3G以下工况，已超出实用变工况范围。可知，级组的压力与流量关系为线性，且线性函数的截矩为零。   对于某一级组以及其后一级组，运用以上关系列出方程式：                 其中，P0、P1分别为某级组的级前压力及后一级组的级前压力，G0为主蒸气流量，K0、K2为比例常数。   当G01=G02=G0，上式可以写作：                   P2可以看作某一级组的级后压力，K为常数，称为级组压比系数，因而可以知道对任意某一中间级组，其前后压力比为一常数，通过这个结论，当因主汽压力、再热压损等引起的工

4、况微变时，我们就可以根据微变前的基准工况时求取的值，逐级应用比例关系，求得工况微变后的级组后压力，即各抽汽压力。   推导(1)式的一个简化前提是不考虑各级组前蒸气温度变化，实际上微变工况时汽温的改变会改变中间各级流量与压力所保持的正比关系。通过大量的计算实践可知，由于温度变化造成各级G～p曲线对线性函数线的偏移从相对值来看是基本相同的，这使得相邻级组的G～p曲线微观上仍保持辐射线斜率之间的比例关系，只不过辐射原点偏离原原点，因而仍可以适用系数求各抽汽口压力值。三、级组的相对内效率   已知入口蒸汽热力学状态和出口蒸汽压力值，

5、再辅以级组相对内效率，就可以确定出口蒸汽热力学状态。根据通流各部分微变工况的不同特点，将的变化分为汽轮机调节级、各中间级组以及末级级组考虑。为叙述方便，将调节级也视为级组。3.1中间级组相对内效率变化对热耗率变化的影响   由于承担的焓降、设计相对内效率（或实时基准工况下的相对内效率）以及通过的流量不同，使得微变工况时级组相对内效率的变化引起热耗率的变化各不相同。                    等式两边取对数，然后微分，得                    其中： Pel系统输出功率           Ne汽轮机

6、内功率           Q0系统吸热量，            Qc广义冷源损失，是所有进入系统的热量与返回锅炉热量之差值式中：Dk、Dc、Dfw一各抽汽、凝汽及给水流量,  kg/s、hk、hc、hfw一各抽汽、凝汽及给水焓值, kj/kg   假设系统机械与电机效率不变，则分析汽轮机内功率的表达式：               其中：Di—第i级组流量          Hsi—第i级组等熵焓降           ηri,j—第i级组相对内效率   研究第j级组，当ηri发生变化时，，对冷源损失Qc的变化作如下分析,

7、变化后的冷源损失              以整个回热系统为热平衡对象，可知         从而有，代入式(2)得           记， ，   对于中低压缸级组，   对于高压缸级组，由于排汽进入再热器，没有直接造成冷源损失，             根据(3)、(4)式，选取125MW机组两种设计基准工况的热力计算数据计算δηri对δq的影响系数，如表1所示。               3.2基于设计基准工况的级组相对内效率   级组的相对内效率ηri是级组内各级相对内效率ηsri以级理想等熵焓降HJS为权的加权平

8、均：                     mJvi为级组所包含的级数   由微变工况导致的调节级后蒸气状态的改变，使汽流在中间级组内各级的流动损失发生变化，进而影响到级组的相对内效率。例如主汽压力P0提高时，比容V0减小，汽机高压缸各级组通流部分间隙的漏汽损失相对增加，使