背壓機組

背壓機組

背壓機組是以熱負荷來調整發電負荷的發電機組,也就是說發電量跟著外界供蒸汽的多少來變化的,汽輪機進多少汽機組排多少汽。所以背壓汽輪機的經濟性較好,而抽汽汽輪機可以純發電也可以通過抽氣向外界供熱,它的電熱相互調整性比較好,一般熱電單位都裝有兩台汽輪機,單位可以根據外界負荷的變化作出相應的調整,保證機組經濟運行。

主要特點

背壓機組 是熱電聯合生產(熱電聯產)運行的機組,熱電聯產使能源得到合理利用,是節約能源的一項重要措施。在眾多的汽輪發電機組中,背壓機由於消除了凝汽器的冷源損失,在熱力循環效率方面是最高的,從而降低了發電煤耗、節約能源,故而得以廣泛套用。

然而,背壓機亦有下述缺點:它對負荷變化的適應性差,機組發電量受制於熱負荷變化。當低熱負荷時,汽輪機效率下降,從而使經濟效益降低。

容量確定

參數設定

背壓機組初參數的確定

從熱力學理論上講,初參數越高,熱電站的循環效率也越高。但對具體某一工程來說,並不是初參數越高越好,要看汽機的容量大小,鍋爐效率的高低,汽輪機的內效率及電站初投資,運行維護要求等多種因素比較,選擇合理的初參數。

對於背壓汽輪機來說,當背壓和流量確定後,其作功能力取決於汽輪機的內效率和進汽參數。進汽參數越高,如初壓和初溫越高,蒸汽的絕熱焓降Δi越大,其作功能越大,汽耗率d越小,經濟效益也越高。

對於背壓機的內效率而言,在容積流量相對較小的情況下初壓的提高是不利的,因為增大了葉片高度和部分進汽損失。初溫的提高;增大了葉片高度,提高內效率。流量的增大對內效率的提高亦是有益的。

結論

綜上所述,當汽輪機的流量(較大時)和背壓確定之後,要提高出力,又要使汽輪機的內效率不致下降,這就需要在提高初壓的同時提高初溫。

對於化工、造紙等中型企業的自備熱電站而言,究竟提高多少為最佳進汽參數,應經過綜合技術經濟比較而定。

機組選擇

如何選擇

NG型背壓式汽輪機 NG型背壓式汽輪機

關於供熱機組的選擇,要貫徹以熱定電的原則,要視企業的工藝用熱情況而定。企業是用一種參數的蒸汽,還是兩種參數的蒸汽;是常年供熱,還是間斷供熱;冬、夏用汽量的大小及參數有何不同;是用熱為主,還是熱電並重,熱負荷是否穩定等。

例如,化肥廠需1.5-1.7MPa和0.25MPa的蒸汽;造紙、製糖廠需0.3-1.3MPa蒸汽;制鹼廠需1.3MPa和0.5MPa的蒸汽;化纖廠需3.9-4.1MPa和0.5MPa蒸汽等,對於北方和南方的企業還有採暖用汽與否的區別,故爾北方企業冬夏用汽量的差別甚大,也影響了機組的選型。

相關問題

在我國的中型化工、造紙企業中,企業用汽有下述問題:

一是用汽的參數一般有二種,且冬、夏低壓蒸汽的用量差別很大。

二是一些用熱設備瞬間用汽造成很大的波動性,給汽輪機的安全、經濟運行帶來諸多不利。

因此,在上述企業採用背壓式汽輪機供熱或利用高位蒸汽的裕壓發電時,為確保背壓機組的安全經濟運行,除了認真準確地確定背壓機的進汽量,初參數,保證背壓機在額定工況下運行外,在熱力系統設計時,還必須考慮以下三個因素:

①在背壓機組檢修時,能保證企業不允許間斷的用汽設備的供熱。

②為適應熱負荷的變化,發電機應併入電網運行。

③根據負荷及參數,採用背壓機組和適當抽汽機組並列運行的方案;如果條件允許,亦可採用和適當抽背壓機組並列運行的方案。

統一看法

對於機組的選型,比較統一的看法是:

對於常年用熱在6000小時或以上,且只有一種參數的穩定的熱用戶,選用背壓式機組是最理想的。因此,它廣泛用於化工、造紙等企業中作為帶基本熱負荷的機組或作為工業裕壓發電的機組。

對於需要二種蒸汽參數,且常年較穩定的熱用戶,以選抽汽背壓式機組為宜;對既用熱又用電,且熱負荷變化較頻繁的熱用戶,則選用抽汽冷凝式機組較為合適。

當然,以上只是一般的原則,選用何種機組還要根據準確的熱負荷及參數,經過詳細的技術經濟比較而定。

套用舉例

以具有代表性的35t/h鍋爐,三種蒸汽參數即:3.9MPa/450℃,5.2MPa/485℃和6.4MPa/500℃為例,通過技術經濟比較認為:配35t/h鍋爐的熱電站其蒸汽參數以5.2MPa/485℃為佳,可從以下四點說明:

①就發電效率而言,一台35t/h鍋爐壓力從3.9MPa提高到5.2MPa可多發電645kW;再從5.2MPa提高到6.4MPa多發電僅為239kW。

從節煤方面看,壓力由3.9MPa提高到5.2MPa每年可多節煤1181.8t;從5.2MPa提高到6.4MPa每年可多節煤僅421.6t。

從發電煤耗上說,3.9MPa時發電煤耗為172.6克/度,5.2MPa時發電煤耗為170克/度,6.4MPa時亦為170克/度。

由以上數據可見:由3.9MPa提高到5.2MPa時,經濟效果是顯著的,若繼續提高,效益則顯然減少,汽輪機的內效率也明顯降低。初壓力以5.2MPa最為合適。

②從機組使用的材料來看,5.2MPa/485℃的初參數也是經濟的。因為上述參數機爐使用的材料仍採用中壓參數的材料,僅過熱器材料提高了等級。而6.4MPa/500℃時,汽輪機則要跳級使用耐高溫,高強度的材料,材料消耗增加且工藝性變差,機爐成本增大。可見從機爐材料的角度看,5.2MPa/485℃的初參數亦是經濟的。

③蒸汽參數超過5.2MPa,485℃次高壓這一檔,使各自熱電站的安全性下降;而5.2MPa,485℃的參數經運行考驗證明是完全可靠的。

④根據幾個電力設計院的核算資料,次高壓在整個電站的投資比中壓參數的電站僅增加5%-7%,但電增加25%-30%,投資回收年限縮短半年,從節能及投資的角度上看5.2MPa/485℃的初參數也是最合適的。

綜上所述,對於中小型背壓機組的熱電站,蒸汽初參數不應低於3.9MPa,450℃,最好是5.2MPa,485℃,功率不應低於3000kW;對於用汽量在100t/h以上的熱電站,以選6000kW至12000kW的供熱式汽輪機組為宜,如熱負荷穩定,以首選背壓式汽輪機為宜。

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