浅析抽汽背压机组高压部分与低压部分的相互影响及功率变化规律

盘锦辽东湾丰源热力股份有限公司辽宁盘锦 124000

打开文本图片集

摘要：在作为供工业用汽为主的抽汽背压式汽轮机组运行过程中，抽汽端供热用户会存在负荷频繁波动的现象存在，抽汽高压段与排汽低压段在负荷波动的过程中会产生相互的影响，将抽汽背压式汽轮机看作一台高背压机和另一台低背压机并列运行，以原理图和热力过程线的方式，把运行原理和状态变化直观地表示出来，对其过程进行分析，得出简单的高低压部分之间的关系，和功率的变化趋势。

关键词：抽汽背压;高压配汽系统;低压配汽系统;内效率;理想焓降;功率

抽汽背压式汽轮机是指将做过功的一部分蒸汽从汽轮机中间抽出供给热用户，其余的蒸汽继续膨胀做功，最后从低压端排出，供给低压用户。辽东湾丰源热电项目配备两台 CB25-9.81/4.5/1.7 抽汽背压式汽轮机组，从名称代号可以看出，该机组抽汽压力为 4.5MPa ，排汽压力为 1.7MPa，从效果上看，这就相当于一台高背压和另一台背压汽轮机并列运行（如图-1），可同时满足两种压力等级需求，抽汽端压力由调压系统控制不变，相比纯背压机组，

调整更为灵活。

来自锅炉的新蒸汽，分别通过两个电动隔离汽门、两个电动主汽门至自动主汽门;自动主汽门内装有滤网; 自动主汽门后的四根导汽管分别将蒸汽引入汽缸的四只蒸汽室，蒸汽在汽轮机内膨胀作功后，经供汽电动门送至热用户。

本机共有 7 级，高压部分为 1 个单列调节级和 1 个压力级，低压部分为 1 个单列调节级和 4 个压力级。主蒸汽经自动主汽门、高压调节汽门后进入汽缸内高压部分做功在第一个压力级后有 4.5MPa（a）抽出一部分工业用汽后再进入汽缸内低压部分做功，最后 1.7MPa（a）从排汽口排出。

汽轮机高压缸第二级后排汽分两路：一路经抽汽管道与中压抽汽母管（4.5MPa）连接; 另一路经单列级继续通向后汽缸作功。为了分配此两路的蒸汽量及调节工业抽汽压力，高调门采用凸轮配汽机构，按预设凸轮偏心，均匀分配进汽，中调门采用提板阀门配汽方式，未采用可能因为结垢导致卡涩的旋转隔板，效率的方式提高稳定性。

抽背式汽轮机的调节过程中，当抽汽量频繁变化时，相比背压式汽轮机，其对负荷变化的适应性较差，要了解高压部分与低压部分的相互影响，根据机组蒸汽参数和负荷变化规律，及时做出调整，保证下游装置的稳定运行。

调整抽汽汽轮机把机组分成高低压两部分，来自锅炉的蒸汽 G，经高压配汽系统 m 进入汽轮机的高压部分，初参数为 p，t 的新蒸汽在高压部分膨胀做功，做功后当其参数降到pc，tc，根据用户用量要求从该级后进行抽汽，剩余的蒸汽 G’’经低压调节阀组进入低压部分继续膨胀做功，按机组的设计，达到 pp，tp，经低压排汽管路排出，供低压用户使用。在机组运行的过程中，由 m、n 配汽系统共同作用以实现转速和压力达到所需，来满足外界热用户的需求。当抽汽端负荷减为零时，锅炉减负荷运行，所有蒸汽全部流向低压部分，在纯背压工况下运行，可继续维持低压热用户的要求。而当低压排汽热用户负荷减为零，锅炉减负荷运行，抽汽端仍可满足热用户的要求，低压排汽保持一定量供除氧器运行，同时要保留低压外供管路一定的蒸汽冷却流量。在抽汽与排汽负荷交互调节的过程中，两种蒸汽参数会发生相应的变化，也同时对机组的功率带来相应得变化。

一次调节抽汽背压式汽轮机高压部分相当于一台高压背机，低压部分相当于一台低压背机，其热力过程如图-2 所示，两部分的内功率分别为

式中给出了进汽量 G、功率 Ni 和抽汽量 G’之间的关系，我们把高压部分和低压部分看成两个独立部分，但实际上二者是互相影响的。

低压部分对高压部分的影响

调整抽汽的高压配汽系统 m 是按照最大流量设计的，而低压配汽系统 n 则是为了减小调阀尺寸，通常在阀门全开时给定设计值，若想达到最大排气量就要增加低压配汽阀前压力。

因此，当低压部分流量逐渐大于设计值，阀前压力 pc 逐渐升高，高压部分理想焓降Δ Hi Ⅰ下降。当低压部分流量小于设计流量时，pc 保持不变，这时低压部分工况对高压部分没有影响。换句话说，将 n 阀调小，阀前压力 pc 逐渐升高，理想焓降Δ Hi Ⅰ下降，抽汽温度也就随之升高了，功率 NiⅠ 降低。

高压部分对低压部分的影响

随着进汽量的改变，高压部分的内效率发生变化，高压部分出口的焓值发生变化，汽轮机的高压部分出口蒸汽状态就是低压部分的进汽状态，因此，低压部分的理想焓降Δ HiⅡ 也随之改变。如图-2 中， o’点为非设计流量时的高压部分排汽点，Δ HiⅡ’>Δ HiⅡ ，低压部分的功率受高压部分工况的影响。

总结：为了直观体现高压部分与低压部分的影响，将（式-3）表达式改写成

参考文献：

1.王乃宁、张志刚编著.汽轮机热力设计.北京：水利电力出版社， 1987

2.靳智平主编.电厂汽轮机原理及系统.北京：中国电力出版社， 2006

*本文暂不支持打印功能