有干熄焦大砌塊的干熄爐產(chǎn)生的蒸汽用來發(fā)電,實行熱電聯(lián)產(chǎn)是比較好的熱能利用方式。目前全世界大部分有干熄焦大砌塊的干熄爐干熄焦裝置均采用這一方式,即通過汽輪發(fā)電機將蒸汽的部分熱能轉(zhuǎn)化為電能,同時提供低壓蒸汽供化產(chǎn)工序或其他用戶使用。一般當(dāng)有干熄焦大砌塊的干熄爐干熄焦穩(wěn)定運行后即可投入發(fā)電機組的運行。
由于干熄焦自動化程度比較高,裝置的連鎖與保護多,有時很小的一個問題就可能導(dǎo)致干熄焦裝置停產(chǎn),因此,干熄焦蒸汽存在著不穩(wěn)定因素。為了消除這些不穩(wěn)定因素,除了保障干熄焦裝置建設(shè)的水平和日常維護保障水平之外,還可以采用多套干熄焦供一套發(fā)電裝置或提供外部熱態(tài)備用汽源等方法。
目前干熄焦熱一電聯(lián)產(chǎn)的汽輪發(fā)電機組通常采用的汽機形式有背壓式(B型、CB型)和抽汽式(C型、CC型)兩種。
背壓式利用排汽直接向外供熱,熱能利用率高,結(jié)構(gòu)簡單,價格便宜。背壓機組的運行方式通常是按熱負(fù)荷運行,即熱負(fù)荷保持排汽壓力不變,提供穩(wěn)定的蒸汽壓力保證。而電負(fù)荷則不能保證,即發(fā)電的多少取決于熱負(fù)荷的變化。背壓機組的缺點是:電和熱不能獨立調(diào)節(jié),不能同時滿足供熱和供電的需要。另外,由于背壓存在機組焓降小,因此對工況變化的適應(yīng)力相對較差,背壓波動(即熱負(fù)荷波動)會導(dǎo)致供電的大幅波動,使電網(wǎng)的補償容量大幅增加。因此使用背壓機組必須確保有穩(wěn)定可靠的熱負(fù)荷。CB型抽汽背壓式與B型背壓式相比多了一路抽汽供熱,可以提供兩種不同參數(shù)的熱負(fù)荷。
抽汽式的特點是電負(fù)荷和熱負(fù)荷可以獨立調(diào)節(jié)。即當(dāng)熱負(fù)荷為零時可按電負(fù)荷運行,也可同時保證供熱供電,運行方式靈活,適應(yīng)波動能力強。C型為一次調(diào)節(jié)抽汽。CC型為兩次調(diào)節(jié)抽汽,可提供兩種壓力的蒸汽。抽汽式的不足:設(shè)備相對復(fù)雜,費用稍高,抽汽隔板存在節(jié)流損失,機組內(nèi)效率比非抽汽式的低。
汽輪發(fā)電機組的開機和停機應(yīng)嚴(yán)格遵循相應(yīng)的操作規(guī)程。
汽輪發(fā)電機組的進汽溫度和排汽壓力不變時,進汽壓力升高使蒸汽的做功能力增強,會使耗汽量下降。但進汽壓力升高導(dǎo)致蒸汽的露點升高,從而可能導(dǎo)致末級的蒸汽及排汽濕度上升,對末級葉片以及后面的設(shè)備不利。進汽壓力降低的影響大體與前者相反。
進汽溫度升高,可使功率增加,排汽濕度降低,效率有所上升;但會使機組零部件熱應(yīng)力增大,有可能使材料發(fā)生蠕變,由此引起高壓端零件松動或失去密封性能和漏汽等。進汽溫度降低則會使機組經(jīng)濟性下降,效率降低,此外還會導(dǎo)致汽輪機軸向推力增加。如進汽溫度降低過大過快,易導(dǎo)致蒸汽結(jié)露,引發(fā)水擊,影響設(shè)備壽命與安全。因此,進汽溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在規(guī)定的范圍內(nèi),若超出范圍應(yīng)考慮降低負(fù)荷或停機。
汽輪發(fā)電機組的負(fù)荷對汽輪機的經(jīng)濟性有影響。負(fù)荷偏離設(shè)計工況時,汽輪發(fā)電機組的效率會下降。假定效率變化忽略不計時,則負(fù)荷與蒸氣耗量成正比。因此汽輪發(fā)電機組在設(shè)計工況下工作是最經(jīng)濟的。
排汽壓力變化對汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟性和功率影響很大。排汽壓力升高,流量不變則功率下降。如保持功率不變則流量上升,可能導(dǎo)致葉片過負(fù)荷,軸向推力增加。排汽壓力降低而流量不變時則功率上升,如保持功率不變則耗汽率減少。但由于蒸汽熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的比例增加,會使溫度下降,濕度上升,軸向推力增大,且易產(chǎn)生水蝕,對設(shè)備不利。
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