第４３卷第２期 ２０１４年６月 热力透平 ＴＨＥＲＭＡＬ ＴＵＲＢｌＮＥ Ｖｏ１．４３ Ｎｏ．２ Ｊｕｎ．２０１４ 文章编号：１６７２—５５４９（２０１４）０２—０１１１—０３ 垃圾焚烧发电厂汔轮栅特点及热力系统优化 刘俊峰 ，陈 坤 ，刘 超 ，裴 胜 ，孙海滨 ，张文成 （１．西安热工研究院有限公司，西安７１００３２；２．大唐渭河热电厂，成阳７１０００４） 摘要：基于宝安垃圾焚烧发电厂，分析了垃圾焚烧发电厂汽轮机及其热力系统的技术特点，并对该厂汽轮 机选型的合理性进行了计算，针对调试期间出现的问题提出了可行的解决方案。对于同类型垃圾焚烧发电厂 具有一定的借鉴意义。 关键词：垃圾焚烧发电厂；汽轮机选型；旁路系统；优化 中图分类号：ＴＫ４７１ 文献标识码：Ａ ｄｏｉ：１０．１３７０７／ｊ．ｃｎｋｉ．３１—１９２２／ｔｈ．２０１４．０２．００５ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ａｎｄ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｓｔｅａｍ Ｔｕｒｂｉｎｅ ｏｆ Ｗａｓｔｅ Ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｎｇ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ ＬＩＵＪｕｎ－ｆｅｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｋｕｎ ，ＬＩＵＣｋａｏ ，ＰＥＪ Ｓｈｅｎｇ ，ＳＵＮ Ｈａｌ—ｂｉｎ ，ＺＨＡＮＧ Ｗｅｎ—ｃｈｅｎｇ。 （１．Ｘｉ’ａｎ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｘｉ’ａｎ ７１００３２，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｄａｔａｎｇ Ｗｅｉｈｅ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｐｌａｎｔ，Ｘｉａｎｙａｎｇ ７１０００４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｗａｓｔｅ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ ｉｎ Ｂａｏａｎ，ｔｈｅ ｓｔｅａｍ ｔｕｒｂｉｎｅ ａｎｄ ｉｔｓ ｔｈｅｒｍａｌ ｓｙｓｔｅｍ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ｔｈｅ ｔｕｒｂｉｎｅ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｗａｓ ｐｒｏｐｏｓｅｄ ｔｏ ｓｏｌｖｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｄｕｒｉｎｇ ｃｏｍｍｉｓｓｉｏｎｉｎｇ．Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｉｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｙｐｅ ｏｆ ｗａｓｔｅ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｏｎ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｗａｓｔｅ ｉｎｃｉｎｅｒａｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｐｌａｎｔ；ｔｕｒｂｉｎｅ ｔｙｐｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ；ｂｙｐａｓｓ ｓｙｓｔｅｍ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ 与常规火电厂不同，垃圾焚烧发电厂以垃圾 处理为主，发电为辅。受垃圾总产量及垃圾热值 不高的限制（相对于标煤热量），垃圾焚烧发电厂 均配置小功率的汽轮机组，采用定压启动的运行 方式，同时不参与调频。相配套的垃圾焚烧锅炉 蒸汽参数均为中温中压工况（４．０ ＭＰａ，４００ ℃）［１－２３，仅有少数垃圾焚烧电厂采用了中温次高 压工况（６．４ ＭＰａ，４５０℃）［３］。因垃圾热值会随季 节波动，导致锅炉主蒸汽流量和参数变化幅度也 相当大，所以首选具有较强变工况运行能力的汽 轮机机组＿４］。本文结合垃圾焚烧发电厂汽轮机机 组及其热力系统的技术特点，对汽轮机的选型合 理性进行了计算分析，同时针对国内典型垃圾焚 烧发电厂汽轮机机组热力系统方面存在的问题， 给出了合理的优化措施，其分析结论适用于同类 型机组。 １ 汽轮机及其相关热力系统特点分 析 １．１汽轮机技术特点 如前所述，垃圾焚烧发电厂常选择低压段抗 水蚀能力强、变工况能力强的中压或次高压凝汽 式汽轮机。宝安垃圾焚烧发电厂二期工程配置４ 台比利时西格斯的焚烧炉，形式为多级倾斜式往 复排炉，单台焚烧炉日处理垃圾量为７５０ ｔ，日处 理能力可达４ ２００ ｔ，垃圾低位热值设计值为７ １１８ ｋＪ／ｋｇ。配套的２台汽轮机由南京汽轮电机有限 责任公司制造，为中压、单缸、抽汽、凝汽式汽轮 机，型号为Ｃ３０—３．８／１．７／３９５型，配套２×３２ Ｍｗ的发电机组。采用定压启停方式。汽轮机 相关技术数据见表１。
汽机主要知识点
题型：概念题（5题）、判断题（5题）、简答题（4题）、绘图题（1题）
第一章
级的概念和分类，反动度的概念
纯冲动级，反动级，冲动级，复速级的特点和比较
速度三角形的绘制，其中各项的意义
热力过程线的绘制，其中各项的意义
临界速度、临界压力、临界压比
蒸汽在喷嘴斜切部分的膨胀（不同条件下的压力变化）
轮周效率，速比与最佳速比，余速损失，动叶损失，喷嘴损失
叶栅损失、级内损失（各项损失的机理、影响因素，减小方法，判断损失是否存在）
汽轮机级的相对内效率
冲动级的实际热力过程线各项意义及绘制
第二章
重热现象与重热系数
多级汽轮机各级段的特点
汽轮机装置的评价指标、汽耗率、热耗率与煤耗率的定义及用途
轴向推力产生的原因、平衡方法
第三章
汽轮机的设计工况和变工况
节流配汽、喷嘴配汽的定义，主要优缺点
定压运行与滑压运行的定义，滑压运行机组的安全性与灵活性
第四章
凝汽设备示意图，凝汽设备的作用及任务
凝汽器内主凝结区、空气冷却区的作用
凝汽器的最佳真空与极限真空
凝结水的过冷度及过冷度过大的危害
凝汽器的冷却倍率
抽气器的作用及分类
第六章
调节系统的速度变动率、迟缓率
一次调频和二次调频的区别
合理静态特性曲线的形状、原因
对调节系统动态特性的要求
中国电力教育 ２Ｏ１ Ｏ年管理论丛与技术研究专刊
核电站与火电厂汽轮机参数及热力系统的比较分析
王晗丁 周 涛
（华北电力大学核热工安全与标准化研究所，北京１０２２０６）
摘要；通过对核电站与火电厂各自的再热郎肯循环，汽轮机的主蒸汽的压力、温度、湿度、流量等参数的比较，分
析了在汽轮机设计及结构上，如气缸设置、级效率、末级叶片长度和通流部分冲蚀等的不同点。并分析比较了核电站与火
电厂各自的热力系统，且归纳出不同点，提出了在借鉴常规火电热力系统计算时存在的难点，结合火电厂热经济性指标给
出核电站发电能力评价指标。为提高核电汽轮机运行效率及核电厂发电效率提供借鉴。 关键词：核电站；火电厂；汽轮机；热力系统；发电效率
基金项目：本文系国家“９７３”计划项目（项目编号：２００７ＣＢ２０９８００），横向研究课题的研究成果。
从能量转化角度看，核电站与火电厂都是将热能转
换成电能，但核电站是利用反应堆所产生的核裂变能产生
热能，这点与火电厂的锅炉不同。核电站一回路维持约 １６ＭＰａ的压力，反应堆出口冷却剂温度通常不超过３３０℃，
在这样的冷却剂温度下，在蒸汽发生器中产生压力约６ＭＰａ 的饱和蒸汽。而火电厂中的锅炉则是在过热器中加热主蒸
汽的，蒸汽都处于过热状态，温度达５４０℃，其压力更是高
于核电饱和蒸汽压力，从而使得核电站二回中的汽轮机主
蒸汽参数较火电厂要低很多。虽然核电站的汽轮机、凝汽器、 加热器等设备与火电厂基本相同，但由于主蒸汽参数等的
差异，其汽轮机参数、热力系统及运行方式与火电厂都存 在较大差异。
一、热力循环比较
大型火电站都采用蒸汽中间再热系统，其主要目的在 于提高中、低压缸前蒸汽参数，从而提高大容量机组的热
经济性；而对于压水堆核电站而言，采用再热的主要目的
是提高蒸汽在汽轮机中膨胀终点的干度。汽水分离再热器 的主要作用是除去高压缸排汽中的水分，并加热高压缸排
汽，提高低压缸进汽的温度，使其具有一定的过热度，若 不采取任何措施，当蒸汽膨胀至０．Ｏ０４９ＭＰａ时，其湿度将
探析汽机热力系统运行的优化
引言
我国目前使用的汽轮机组仍以煤炭为主要能源，不仅能源消耗居高不下，而且污染物的排放量大，机组能效有限，这与当下的社会需求不符。产生这种情况的主要原因是我国目前使用的汽轮机组中有相当一部分过于老旧，热力系统运行故障频发，令原本就不高的机组性能更难以发挥。因此，就需要对汽机的热力系统进行优化。
一、汽机热力系统的运行优化
1、优化改进汽机本体
（1）冷却蒸汽管的优化改进
汽机的高中压缸之间存在冷却蒸汽管， 但前人的试验已经证实， 该管段没有实际作用， 反而会导致不必要的能量损失，较新出厂的汽轮机组已经取消了该构件，但旧式的汽轮机组中该构件依然存在。因此，有必要在优化改进时取消该蒸汽管，降低工质能量损失，这样一来不仅提高能效，而且对上下缸的运行温差有很明显的改善作用。
（2）放汽管的优化改进
在1号和2号两个高压导汽管之间存在放汽管，但是由于这两个高压导汽管的距离非常近，所以内部并不会积聚其太多的蒸汽，即使主汽门关闭，高压缸调节级的后面也安有疏水阀，可以将这少量蒸汽及时排除出去。因此，该放汽管同样可以取消，以抑制阀门内漏，降低蒸汽损失。
（3）汽封间隙的优化改进
调节级动叶的叶根和叶顶存在汽封间隙，在传统的机组里，该汽封间隙为2.
5毫米左右，为了进一步令调节级的效率得到提升，该间隙可缩短为1. 2毫米。不过汽封间隙减小，动静摩擦的发生几率有增高的可能，但实测可知该改进措施未对机组的正常运作产生危害，所以可以实行。
（4）阻汽片间隙的优化改进 高压缸的内外缸夹层部位安有挡汽环，此处镶嵌有径向的阻汽片，为了优化汽机，该阻汽片的间隙需要严格控制。具体来说应控制在4毫米，上下波动区间不得超过0.5毫米， 这样才能控制夹层部位的蒸汽流动。
2、机组能效的优化
在进行汽机热力系统机组的能效优化时，可以通过删减设备疏水管和缩小汽封间隙和阻汽间隙进行优化改进。首先，在汽机的多个高压导汽管之间存在着一定数量的疏水管。但是， 由于系统高压导汽管距离较近， 内部几乎不会聚集大量蒸汽。而即使存有少量的蒸汽，也可以通过高压缸调节级后面的疏水阀排出。因此，可以进行这些疏水管的取消，以便进行蒸汽损失的降低。其次，为了避免机组设备发生动静摩擦，一些机组设备的气封间隙可达 2. 5 毫米。但就实际情况而言，在机组可以正常运行的条件下，该间隙可缩小至 1. 2毫米，从而进行机组工作效率的提升。此外，在进行汽机热力系统优化时，应该进行阻汽片间隙夹层部位的蒸汽流动的控制。而想要达成这一目标，则需要严格进行阻汽片间隙的控制。
