目前，在许多火电机组的实际运行中，机组带部分负荷运行的情况较多，从而导致机组实际运行中能耗较高。各发电集团公司提出非额定工况高效机组技术概念，有针对性的提出给水泵汽轮机等主要辅机选型在100%负荷下高效的基础上，采取各项可行的措施降低100%负荷~50%负荷区间的能耗指标，实现从100%负荷~50%负荷的宽负荷高效运行，进一步提高机组实际运行的经济性。
下面结合给水泵汽轮机多负荷工况参数条件，对给水泵汽轮机三种进汽技术方案进行对比分析（参考技术参数对比表）。
一、技术经济分析
1. 方案一
采用常规节流进汽+高压备用汽方案（VWO工况主汽调阀全开），在VWO、TRL及THA工况下均采用四段抽汽作为正常工作汽源，VWO工况和TRL工况下效率最高为84.0%，THA工况下效率能达到82.5%，90%THA工况下效率能达到79.2%。
2. 方案二
采用常规节流进汽+高压备用汽方案（100%THA工况主汽调阀全开，冷段汽既作为备用汽源，也作为补充汽源），以100%THA工况作为设计点，在VWO、TRL工况下冷段进汽作为补充，以保证给水泵出力，其余工况采用四段抽汽作为工作汽源。
此方案在VWO、TRL工况下蒸汽需由冷段汽压力经节流阀减压至10公斤左右，再进入汽轮机做功，节流损失很大，整体通流效率较差。但THA工况下主汽调阀全开，效率能达到83.5%，90%THA工况下效率能达到80.2%。
3. 方案三
采用四抽进汽+五抽补汽阀方案（90%THA工况主汽调阀全开），由于100%THA工况功率和最大点工况（VWO、TRL）功率相差不大，按90%THA工况作为设计点，在VWO、TRL、THA工况补汽。由于给水泵转速降低，相应会影响小机的通流效率，此时90%THA工况下效率为81.7%，相比其他两个方案，此方案90%THA工况小机效率最高。
4.技术经济比较
方案三采用四抽进汽+五抽补汽方案，在满足各个负荷出力情况下，90%THA及以下工况效率最高，75%THA工况下要高于方案一3.2个百分点。小机效率每提高1个百分点，将会有5 kJ/kW•h的收益，相当于节约煤耗0.5 g/kW•h。按照机组利用小时4200小时，入炉煤标煤单价380元/吨，采用方案三将每年节约运行费用105.3万元，有较高的经济性。
二、补汽阀调节与控制
1.双分流形式汽轮机，在结构上适合补汽方式。补汽口汽流与进汽口汽流均向汽轮机两侧分流，轴向推力相互平衡。
2.小汽轮机采用节流调节方式，调阀全开时汽轮机内效率最高，
变工况时内效率递减，75%～100%THA时内效率不理想。如果采用补汽方式，可以调整汽轮机进汽调阀全开工况点的设定，在最大容积流量工况比时开启补汽阀。这样可以提升THA、75%THA工况内效率。
3.补汽汽源的选择，补汽汽源可以采用工作汽源或低一级蒸汽。一般采用低一级蒸汽对小汽机通流更为合理，也提高蒸汽效用价值。补汽汽流通过内、外缸之间的流道进入转子通流，利用有限元分析，补汽汽源采用主机四段汽，补汽阀开启，混合蒸汽导致的温升<50℃，不会形成热冲击。补汽控制的保证进汽与补汽之间设有压差保护，确保补汽级的蒸汽压力低于前级蒸汽压力。同时为确保小汽机运行的稳定性，补汽调阀与进汽调阀之间保持一定的重叠度。
4.补汽调阀采用液动调节形式，具备快速关闭功能。工作原理：补汽调阀与进汽调阀一样均受MEH控制，根据转速信号的变化，在进汽调阀全部开启后仍不能满足给水泵的出力要求后，补汽调阀打开，并根据转速信号改变调阀开度，调整进汽流量，满足给水泵所需的功率。
三、结论
目前许多机组的负荷情况是经常运行在80%~90%额定负荷和50~60%额定负荷两个工况区间，方案三在上述两个工况区会有相对较高的效率和收益，推荐给水泵汽轮机进汽方式采用方案三：四抽进汽+五抽补汽方式。
论文作者:赵永亮
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/26
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