背压变化对汽轮机功率影响的计算修正
林 湖 周兰欣 胡学武 姚雅秋 郭锦鹏
林 湖 男 1978年生 硕士研究生 研究方向为能量系统分析与节能技术
周兰欣 华北电力大学 动力教研室
河北省 保定市 071003
电话 0312－7522541 13001875342 E-mail zhou－lanxin@163.com
摘 要 在汽轮机设计和运行中，通常在不计排汽缸损失和凝汽器喉部阻力的条件下，可认为凝汽器压力是汽轮机背压。与汽轮机进汽压力相比，背压变化对机组的功率有较大的影响。本文把机组变工况和热力系统变工况理论结合起来，对系统进行分析计算，确定背压变化对机组功率的影响。在此基础上对现有的汽轮机背压变化通用曲线（汽轮机生产厂家提高）进行修正，提出有效的修正系数和修正公式，提高计算的实用性和精确度，扩大计算的适应范围，以指导现场运行调节及节能运行，提高机组运行的经济性能和调节性能。所得结果能适应不同系统结构及负荷变化的需要，具有一定的实用价值。
关键词 背压 汽轮机功率影响 修正
中图分类号TK264

1 引言
在汽轮机运行过程中，运行的初、终参数变化对机组功率的影响经常是通过对运行小指标的管理来确定，以便调整运行参数,提高汽轮机的运行效率。理论和实际都表明：背压变化对机组功率的影响要比初压大得多。如何准确地确定出背压变化或凝汽器压力变化对机组功率的影响，在机组运行过程中有很重要的现实意义。
2 背压变化对机组功率的影响
通常人们都是根据汽轮机真空变化通用曲线来确定背压变化对机组功率的影响，该曲线是汽轮机厂根据变工况理论逐级计算并绘制出来的，在理论上有较高精确度，但在实际运行中，局部参数复杂变化，该曲线就显得不是特别精确了，因而有必要对通用曲线进行修正，以适应实际运行的要求。
本文根据热力学原理，以末级动叶出口相对速度达到临界值为界，把背压变化过程分成由临界压力增压和由临界压力减压两种情况，推导背压变化与功率变化之间的关系。
2.1 理论依据【1】
热力系统变工况是指系统的工况偏离设计工况或者偏离某一基准工况。工况变动的原因是十分复杂的，它是机组负荷变化，热系统及设备发生变动以及主、再热参数发生变化等多方面因素的综合。任何有关机组及热力系统经济性的深入分析研究都离不开变工况计算。热力系统计算只需计算某工况下各抽汽口热力参数，不必了解各级运行中的详细工况。因而可以采用简便的按抽汽口划分级组的近似热力计算来确定热力系统变工况计算所需的汽轮机变工况数据。而汽轮机变工况计算是热力系统计算的基础，因此，本文把汽轮机变工况理论和热力系统变工况理论结合起来，全面考虑热力系统中的各种因素，进行分析计算，以此为理论依据，使结果更加精确，有更广的适应性。
2.2 背压变化与功率变化之间的关系[1][2]
在变工况计算中，通常认为调节级和末级变化较大，而其它压力级组在工况变化不大时，效率基本不变；但当调节阀开度不变，调节级通流面积不变时，可认为调节级相对内效率基本不变,也就是说，背压变化将主要影响末级相对内效率，因而只核算末级工况变化引起机组功率变化就足够了，而流量及级干度等的变化引入修正系数进行修正便能符合要求。对凝汽式汽轮机，背压微小变化时，末级相对内效率的变化主要是由于末级余速损失的变化引起的，其它损失较小可以忽略。
当背压由末级动叶临界压力p2c上升至p2即在亚临界工况下运行时，由于全机理想比焓降 △（△htmac）和末级动叶余速动能减小△(δhc2)引起内功率变化△Pi，则
△Pi＝G[△（△htmac）ηi’－△(δhc2)]xmχ （1）
式中G为低压缸的蒸汽流量；ηi’ 为背压从p2膨胀到p2c过程的相对内效率（未扣除湿汽损失和余速损失）；χ 为背压升高和凝结水温升高使最低一级回热抽汽量减少、功率增加的系数，χ＞1 ；xm 为△（△htmac）这段比焓降的平均干度。
背压由p2c升至p2时，理想比焓降改变量△（△htmac）为

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