循环水温度对汽轮机组效率的影响

循环水温度对汽轮机组效率的影响

摘要:汽轮机组真空对汽轮机的热效率影响重大,但影响汽轮机组真空因素很多,本文从循环水的温度和凝汽器性能对真空的影响进行分析,从而从总体能耗的角度找出循环水运行的最佳温度,提高真空度,提高机组热效率,降低凉水塔水耗.

关键词:真空,汽轮机效率,能耗,循环水温度

1 引言

凝汽器设备是对汽轮机乃至火电厂运行经济性影响最大、最关键的设备之一。凝汽器设备运行经济性的总指标是凝汽器真空度（汽轮机背压、凝汽器真空、排汽温度），凝汽器真空度的影响因素很多，但所有的影响因素都反映在凝汽器循环水入口温度、凝汽器循环水温升、凝汽器端差等3个可定量分析的指标上。凝汽器真空度每降低1%，约使发电煤耗率升高3g/kwh。凝汽器循环水入口温度、凝汽器循环水温升、凝汽器端差每升高1℃，都使发电煤耗率升高1g/kwh以上。在夏季，由于凝汽器真空度降低而出现影响机组限制负荷，得不到额定出力时，凝汽器循环水入口温度、凝汽器循环水温升、凝汽器端差每升高1℃，约使发电煤耗率升高3.5g/kwh。

凝汽器真空度、排汽温度、汽轮机背压、凝汽器真空等4个指标都是表达凝汽器设备运行经济性的同一个指标，只是表达方式不同、形态参数不同而已。排汽温度、凝汽器真空在机组运行中由热工测量表计直接显示，为运行操作、调整提供依据；汽轮机背压是机组设计计算用参数；凝汽器真空度是汽轮机运行经济性的表述参数指标。

2 数据分析

2.1 不同循环水温对汽轮机组汽耗的影响

为了进一步分析凝汽器真空对机组效率的影响，我们选取在2013年与2016年不同真空下机组汽耗率进行对比，具体如下：

表1 2013年与2016年运行情况

1月（冬季）8月（冬季）

2013年循环水温度℃25 32 真空kpa -93.5 -90.1 汽耗率kg/kwh 4.18 4.21

2016年循环水温度℃29 33 真空kpa -91 -89.7 汽耗率kg/kwh 4.96 4.38

由上述可知，循环水温直接影响凝汽器的真空，随着真空的提高，单位电量下的耗汽也就越大。

2.2、单位发电量下凉水塔的耗水

我们选取2012年、2013年与2015年、2016年11月、12月（冬季）耗水情况进行对比，具体情况如下：

表2 移交前与移交后冬季CFB单位发电耗水量

月份总耗水量

（t）

总发电量

（kwh）

单位发电耗工业水

t/kwh

2012年11月44553.6 1638.1 0.00272 12月52963.3 2006.7 0.00259

2013年11月22246.2 887.6 0.00251 12月57242.9 2252.8 0.00253

2015年11月9464+47879 1580.2 0.0036

12月7329+35163 1083.9 0.0039

2016年11月7191+57736 2041.5 0.0032 12月1857+43905 1745.4 0.00262

注：总耗水量主要为凉水塔的工业水补水量。

因夏季凉水塔的处理能力问题，我厂凉水塔满负荷运行，无需对比。总上述对比可知，2012年、2013年凉水塔我作业部单位发电耗水低于2015年、2016年，2012、2013年凉水塔温度冬季控制较低，一般在24℃左右，单位发电耗水较低；2015年、2016年冬季由水务作业部管理运行，循环水温控制在29℃，则单位发电耗水较大。

3 技术协议对循环水温的具体要求

在我厂汽轮机组的技术协议中，冷却水的协议值为25℃。

图 1 汽轮机组技术协议截图

4 外厂循环水的运行情况

目前CFB凉水塔属于我厂水务作业部管理，指标按照≤30℃指标控制，循环水的温度不仅只是影响凝汽器换热效率，还关系到真空泵的运行能力，我厂冬季真空才91点多，外厂一般都95以上，最高都100，夏天因气温较热，无法控制温度，只能尽凉水塔的能力控制，保证安全生产即可。我们以岳化为例，循环水温度控制下机组的运行情况：

表3 2016年岳化循环水运行情况

8月12月

凝汽器循环水进水温度

（℃）

28 25

真空度94 99

机组汽耗率（g/kwh） 4.05 3.86

供电标煤耗（g/kwh）308 296

5 凝汽器性能特性曲线

图2 凝汽器特性性能曲线