鄧佳，許朋江，居文平，馬汀山

（西安熱工研究院有限公司，陜西 西安 710054）

隨著我國(guó)電力產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷調(diào)整及優(yōu)化，火力發(fā)電廠單一依靠發(fā)電擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)收益受到了一定的限制，許多電廠發(fā)展工業(yè)供汽，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)[1-4]。火電廠的能源利用率僅為40%左右，而熱電廠是一種既產(chǎn)電又產(chǎn)熱的先進(jìn)能源利用形式，既節(jié)約了能源，又可替代分散供熱的小鍋爐以改善環(huán)境質(zhì)量，其熱效率一般都在45%以上[5-7]。

冷段再熱蒸汽抽汽（冷再）和熱段再熱蒸汽抽汽（熱再）是常見(jiàn)且重要的工業(yè)供汽方式，機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性與抽汽參數(shù)合理性緊密相關(guān)[8-10]。為制定經(jīng)濟(jì)合理的工業(yè)供汽改造方案，學(xué)者分別研究了熱泵、背壓汽輪機(jī)排汽、減溫減壓器、壓力匹配器等不同供工業(yè)蒸汽方案，對(duì)同類(lèi)型機(jī)組供熱改造具有一定借鑒意義[11-13]。為進(jìn)一步提高熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性，已有學(xué)者分別從減少二次換熱器?損耗、提高乏汽余熱利用、減少抽汽節(jié)流損失等方面進(jìn)行了研究，提出了串并聯(lián)耦合吸收式熱泵、優(yōu)化背壓的新型多熱源梯級(jí)供熱、增加背壓機(jī)等改進(jìn)方案，優(yōu)化后系統(tǒng)綜合能效和經(jīng)濟(jì)性得到改善[14-15]。為優(yōu)化熱電聯(lián)合系統(tǒng)的微電網(wǎng)協(xié)調(diào)調(diào)度并降低運(yùn)行成本，相關(guān)學(xué)者分別通過(guò)蒙特卡洛實(shí)驗(yàn)比對(duì)、改進(jìn)混沌粒子群優(yōu)化算法、分層優(yōu)化調(diào)度等方式對(duì)微電網(wǎng)進(jìn)行研究[16-19]。然而實(shí)際生產(chǎn)中，有些工業(yè)供汽的抽汽位置選取不合理或運(yùn)行控制不合理，工業(yè)供汽反而引起機(jī)組能耗升高，機(jī)組運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性變差，統(tǒng)計(jì)煤耗和計(jì)算煤耗嚴(yán)重不一致，導(dǎo)致電廠生產(chǎn)虧煤，造成經(jīng)營(yíng)困局。目前對(duì)于熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組工業(yè)供汽熱經(jīng)濟(jì)性方面研究較少[20]，尤其是工業(yè)供汽優(yōu)化控制機(jī)理研究更少[21]。

針對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組工業(yè)供汽引起機(jī)組能耗大幅升高、運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性變差的問(wèn)題，本文以某電廠310 MW 真機(jī)為研究對(duì)象，采用EBSILON 平臺(tái)，對(duì)冷再和熱再2 種抽汽汽源、不同抽汽參數(shù)、不同電負(fù)荷工況下汽輪機(jī)組的運(yùn)行狀況進(jìn)行了靜態(tài)模擬，分析了機(jī)組?損耗特性、能耗臨界特性等，得到了工業(yè)供汽優(yōu)化控制機(jī)理，掌握了工業(yè)供汽對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性影響規(guī)律。

1 計(jì)算模型及方法

1.1 機(jī)組計(jì)算模型

本文汽輪機(jī)計(jì)算模型為上海電氣集團(tuán)股份有限公司N310-16.7/538/538 型純凝式機(jī)組。額定蒸汽流量929.4 t/h，熱耗率7 850.3 kJ/(kW·h)，背壓4.9 kPa。

1.2 邊界條件及求解方法

采用EBSILON 平臺(tái)進(jìn)行建模。計(jì)算邊界包括：汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、凝汽器、凝結(jié)水泵組、低壓加熱器（低加）、除氧器、汽動(dòng)給水泵組、高壓加熱器（高加）、鍋爐及汽水管道等。汽輪機(jī)組變工況運(yùn)行方式為滑壓運(yùn)行，以汽輪機(jī)組高壓缸進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥全開(kāi)工況熱平衡特性為計(jì)算基準(zhǔn)，分別模擬以冷再和熱再作為抽汽汽源、2.0 MPa/2.5 MPa/3.0 MPa 3 種抽汽壓力、不同負(fù)荷工況機(jī)組運(yùn)行狀況。根據(jù)Flügel 公式，以各級(jí)段流量變化，計(jì)算變工況后的壓力和抽汽焓[22-23]。圖1a)和圖1b)分別為冷再和熱再工業(yè)抽汽EBSILON 平臺(tái)計(jì)算模型。

圖1 EBSILON 平臺(tái)計(jì)算模型Fig.1 Calculation model of EBSILON platform

1.3 ?損耗計(jì)算

對(duì)該模型機(jī)組建立?分析模型，對(duì)工業(yè)供汽系統(tǒng)進(jìn)行?損耗分析。汽輪機(jī)任意抽汽點(diǎn)相對(duì)于排汽狀態(tài)的?值[24-25]可表示為：

式中：ex為單位質(zhì)量蒸汽相對(duì)于排汽狀態(tài)的?值，kJ/kg；h為蒸汽焓，kJ/kg；h0為排汽焓，kJ/kg；s為單位質(zhì)量蒸汽的熵，kJ/(kg·K)；s0為排汽熵，kJ/(kg·K)；T0為排汽的環(huán)境溫度，等于低壓缸排汽溫度，也等于凝汽器內(nèi)汽側(cè)溫度，K。

冷再/熱再蒸汽壓力較低時(shí)，采用中壓缸進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥節(jié)流憋壓，閥前壓力升高以滿(mǎn)足工業(yè)供汽壓力需求，閥后壓力下降產(chǎn)生節(jié)流損失。?損耗Δex計(jì)算見(jiàn)式(2)。

式中：下標(biāo)1 為中壓缸進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥前蒸汽狀態(tài)參數(shù)；下標(biāo)2 為中壓缸進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥后蒸汽狀態(tài)參數(shù)。

1.4 臨界經(jīng)濟(jì)流量計(jì)算

熱耗率r是指汽輪發(fā)電機(jī)組每生產(chǎn)1 kW·h 的電能所需要的熱量，反映了發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，是發(fā)電廠重要的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)之一[25]。機(jī)組不對(duì)外供熱時(shí)的熱耗率，即純凝工況機(jī)組熱耗率rcn，計(jì)算見(jiàn)式(3)。機(jī)組對(duì)外工業(yè)供汽時(shí)的熱耗率，即工業(yè)供汽工況機(jī)組熱耗率rgy，計(jì)算見(jiàn)式(4)。同一電負(fù)荷工況，當(dāng)純凝工況機(jī)組熱耗率與工業(yè)供汽工況機(jī)組熱耗率相等時(shí)，機(jī)組對(duì)外工業(yè)供汽流量定義為機(jī)組臨界經(jīng)濟(jì)流量mc（mc＞0），計(jì)算見(jiàn)式(5)?？梢酝ㄟ^(guò)純凝工況和工業(yè)供汽工況機(jī)組熱耗率指標(biāo)的對(duì)比，來(lái)判定該工業(yè)供汽是否有利于機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性提高。

式中：rcn為純凝工況機(jī)組熱耗率，kJ/(kW·h)；rgy為工業(yè)供汽工況機(jī)組熱耗率，kJ/(kW·h)；Qcn為純凝工況介質(zhì)的鍋爐吸熱量，kJ/h；Qgy為工業(yè)供汽工況介質(zhì)的鍋爐吸熱量，kJ/h；P為機(jī)組發(fā)電功率，kW；m為機(jī)組對(duì)外工業(yè)供汽流量，kg/h；mc為機(jī)組臨界經(jīng)濟(jì)流量，kg/h；h1為工業(yè)抽汽焓值，kJ/kg；h2為工業(yè)供汽回水焓值，kJ/kg。

2 模型驗(yàn)證

為驗(yàn)證本文所進(jìn)行的EBSILON 靜態(tài)模擬的計(jì)算結(jié)果有效，對(duì)模型機(jī)組的真機(jī)在330、300、250、190、140 MW 工況下進(jìn)行性能試驗(yàn)，測(cè)定機(jī)組熱耗率。同時(shí)采用EBSILON 平臺(tái)對(duì)該機(jī)組在330、310、230、190、155、124 MW 純凝工況下的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行了靜態(tài)模擬，預(yù)測(cè)機(jī)組熱耗率。試驗(yàn)和模擬結(jié)果如圖2 所示。

圖2 純凝工況機(jī)組熱耗率的試驗(yàn)值和模擬值Fig.2 Experimental value and simulation value of heat consumption of unit under pure condensing conditions

從圖2 可知，機(jī)組熱耗率試驗(yàn)值和模擬值在趨勢(shì)上有很高的一致性，且試驗(yàn)熱耗率比模擬值略高。330 MW 負(fù)荷工況時(shí)，試驗(yàn)值比模擬值高2.0%；140 MW 負(fù)荷工況時(shí)，試驗(yàn)值比模擬值高3.5%。本文模型機(jī)組的EBSILON 模擬結(jié)果與真機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果比較相近，對(duì)比結(jié)果表明EBSILON 平臺(tái)的模擬結(jié)果具有較高的可靠性。

3 工業(yè)抽汽熱經(jīng)濟(jì)性分析

3.1 不同汽源機(jī)組熱耗率特性分析

通過(guò)EBSILON 軟件模擬出機(jī)組分別以冷再和熱再蒸汽作為抽汽汽源、3.0 MPa 抽汽壓力下機(jī)組的熱耗率特性曲線如圖3 所示。

圖3 不同汽源工業(yè)抽汽壓力3.0 MPa 機(jī)組熱耗率特性曲線Fig.3 Heat consumption characteristic of unit under 3.0 MPa industrial steam extraction pressure of different steam sources

從圖3 可知，3.0 MPa 工業(yè)抽汽壓力下，同一抽汽流量下，以冷再和熱再分別作為抽汽汽源，機(jī)組熱耗率存在微小差異。隨著機(jī)組負(fù)荷的減小，冷再和熱再2 種抽汽汽源的熱耗率差異逐漸增大。該機(jī)組再熱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓損為高壓缸排汽壓力的7.5%，熱再蒸汽壓力比冷再蒸汽壓力低。同一抽汽壓力、流量工況下，如果冷再和熱再的蒸汽壓力均可以滿(mǎn)足工業(yè)用汽需求，則2 種抽汽汽源機(jī)組的熱耗率相等；如果冷再或熱再的抽汽壓力不能滿(mǎn)足工業(yè)用汽需求，需要憋壓節(jié)流以提高蒸汽壓力滿(mǎn)足工業(yè)抽汽需求，憋壓節(jié)流會(huì)產(chǎn)生一定能損，對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性有害。熱再蒸汽壓力需要提升的幅度大于冷再，熱再蒸汽節(jié)流損失大于冷再，因此熱再工業(yè)抽汽工況機(jī)組熱耗率大于冷再工業(yè)抽汽工況機(jī)組熱耗率。熱耗率驗(yàn)收（turbine heat acceptance，THA）工況下，冷再和熱再蒸汽壓力均大于3 MPa，2 種抽汽汽源機(jī)組熱耗率相等。75%THA～30%THA 工況，機(jī)組冷再和熱再蒸汽壓力均低于3 MPa，均需要憋壓節(jié)流以滿(mǎn)足工業(yè)抽汽需求，熱再抽汽工況機(jī)組節(jié)流損失更大，因此機(jī)組熱耗率更大。75%THA、60%THA、50%THA、40%THA、30%THA 工況，熱耗率偏差分別為 0.45%～0.68%、0.56%～1%、0.58%～1.26%、0.63%～1.29%、0.61%～1.49%。

3.2 同一汽源機(jī)組熱耗率特性分析

以冷再作為抽汽汽源，工業(yè)抽汽壓力分別為2.0 MPa 和2.5 MPa 時(shí)，計(jì)算機(jī)組不同工況下的熱耗率特性曲線如圖4 所示。從圖3—圖4 可知：以冷再作為抽汽汽源，同一工業(yè)抽汽壓力，隨抽汽流量不斷增大，機(jī)組熱耗率整體變化趨勢(shì)是逐漸減??；電負(fù)荷越低，熱耗率變化率越大，熱耗率特性曲線斜率絕對(duì)值越大；電負(fù)荷高、抽汽流量小或電負(fù)荷低、抽汽流量大的工業(yè)供汽工況機(jī)組熱耗率相對(duì)較低。工業(yè)抽汽壓力3.0MPa，75%THA、60%THA、40%THA 工況，100 t/h 抽汽流量時(shí)熱耗率分別為7 750、7 959、8 272 kJ/(kW·h)；320 t/h 抽汽流量時(shí)熱耗率分別為6 832、6 828、6 722 kJ/(kW·h)。

圖4 不同冷再抽汽壓力下機(jī)組熱耗率特性曲線Fig.4 Heat consumption characteristic of unit under different industrial steam extraction pressure

3.3 工業(yè)抽汽憋壓臨界特性分析

圖5 為冷再汽源、2.0 MPa/3.0 MPa 工業(yè)抽汽壓力、不同電負(fù)荷工況下，工業(yè)供汽帶節(jié)流（圖中簡(jiǎn)稱(chēng)供汽）和抽汽不節(jié)流（圖中簡(jiǎn)稱(chēng)不節(jié)）時(shí)理論計(jì)算抽汽流量與抽汽壓力特性曲線。

圖5 不同冷再抽汽壓力時(shí)抽汽流量-壓力特性Fig.5 Characteristic of extraction steam flow-pressure under different cold reheat extraction pressure

表1 為冷再汽源、3.0 MPa 工業(yè)抽汽壓力、不同電負(fù)荷工況下，純凝工況和工業(yè)供汽工況開(kāi)始（工業(yè)抽汽帶節(jié)流）時(shí)高壓缸排汽壓力。

表1 冷再3.0 MPa 抽汽壓力時(shí)不同工況高壓缸排汽壓力Tab.1 Extraction pressure of different conditions at under cold reheat extraction pressure of 3.0 MPa

從圖5 可知，同一抽汽壓力、同一電負(fù)荷工況下，隨著工業(yè)抽汽流量增大，高壓缸排汽壓力逐漸減小。當(dāng)高壓缸排汽壓力小于工業(yè)抽汽的用汽壓力時(shí)，通過(guò)中壓缸進(jìn)汽調(diào)閥憋壓節(jié)流以滿(mǎn)足工業(yè)抽汽需求，憋壓節(jié)流會(huì)產(chǎn)生一定的壓損，對(duì)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性有害。本文將開(kāi)始憋壓節(jié)流的抽汽流量稱(chēng)為抽汽憋壓臨界點(diǎn)mp。

從圖5a)可知，2.0 MPa 工業(yè)抽汽壓力下，THA抽汽不節(jié)流工況高壓缸排汽壓力大于2.0 MPa，工業(yè)供汽不需要憋壓節(jié)流。75%THA 和60%THA 工況抽汽憋壓臨界點(diǎn)分別為366 t/h 和115 t/h，當(dāng)抽汽流量小于該臨界值時(shí)，抽汽不節(jié)流工況高壓缸排汽壓力大于2.0 MPa，此時(shí)供汽工況抽汽壓力等于抽汽不節(jié)流工況；當(dāng)抽汽流量大于該臨界值時(shí)，需要通過(guò)憋壓使供汽壓力提高至2.0 MPa。50%THA、40%THA、30%THA 抽汽不節(jié)流工況高壓缸排汽壓力小于2.0 MPa，為滿(mǎn)足工業(yè)用戶(hù)用汽需求，開(kāi)始抽汽時(shí)即需憋壓至2.0 MPa。

從圖5b)和表1 可知，3.0 MPa 工業(yè)抽汽壓力時(shí)，除THA 抽汽不節(jié)流工況以外，其他抽汽不節(jié)流工況高壓缸的排汽壓力均小于3.0 MPa，抽汽憋壓臨界點(diǎn)均為0，所以其他工況均需憋壓節(jié)流至3.0 MPa 以滿(mǎn)足工業(yè)供汽壓力需求。

對(duì)比圖5a)和圖5b)可知，同一電負(fù)荷，同一抽汽流量工況下，抽汽壓力越高，抽汽憋壓臨界點(diǎn)越小，需要憋壓節(jié)流的工況越多，相應(yīng)節(jié)流損失也越多，所以日常運(yùn)行中，應(yīng)盡量降低工業(yè)供汽壓力，以減少節(jié)流損失，提高機(jī)組運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。

3.4 局部?損耗分析

以熱再供汽為例，通過(guò)式(2)計(jì)算抽汽壓力2.5 MPa 時(shí)，不同電負(fù)荷工況下抽汽流量-?損耗曲線，結(jié)果如圖6 所示。

圖6 中調(diào)門(mén)憋壓節(jié)流?損耗變化Fig.6 Throttling loss of medium pressure regulating valve

從圖6 可知，為滿(mǎn)足工業(yè)供汽壓力需求，中壓缸進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥憋壓節(jié)流產(chǎn)生的?損耗隨著抽汽流量的增加或電負(fù)荷的減小逐漸增大。當(dāng)工業(yè)抽汽在汽輪機(jī)內(nèi)做功的有益貢獻(xiàn)不能抵消中壓缸進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥憋壓節(jié)流產(chǎn)生的?損耗以及汽輪機(jī)中壓缸進(jìn)汽循環(huán)熱效率降低所產(chǎn)生的不利效果時(shí)，就表現(xiàn)為工業(yè)供熱能耗升高。中壓缸進(jìn)汽調(diào)節(jié)閥憋壓節(jié)流?損耗隨著抽汽流量的增加而增長(zhǎng)的速度較為平緩，但隨著電負(fù)荷的減小而快速增大。75%THA 負(fù)荷時(shí)影響量約33 kJ/kg 以?xún)?nèi)，50%THA 時(shí)迅速增長(zhǎng)到70 kJ/kg 左右。因此，一般工業(yè)供汽產(chǎn)生負(fù)節(jié)能效果的作用往往在低負(fù)荷小供汽量工況。

3.5 工業(yè)供汽能耗臨界特性分析

機(jī)組進(jìn)行工業(yè)供汽可以減少冷源損失，以期降低機(jī)組熱耗率，提高機(jī)組運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性。然而當(dāng)工業(yè)供汽壓力高于高壓缸排汽壓力時(shí)，需要通過(guò)中壓缸進(jìn)汽調(diào)閥憋壓節(jié)流，以滿(mǎn)足工業(yè)用戶(hù)用汽參數(shù)需求，憋壓節(jié)流產(chǎn)生能損，導(dǎo)致機(jī)組能耗增加。因此，工業(yè)供汽分?jǐn)傄鹉芎慕档团c憋壓節(jié)流導(dǎo)致能耗增加間存在一個(gè)能耗平衡臨界值，使得電負(fù)荷相同時(shí)工業(yè)供汽工況與純凝工況熱耗率相等。把不同電負(fù)荷工況下臨界值連接起來(lái)，即為機(jī)組工業(yè)供汽能耗臨界特性曲線。圖7 為冷再汽源、工業(yè)抽汽壓力分別為2.0 MPa/2.5 MPa/3.0 MPa 時(shí)理論計(jì)算得到的機(jī)組工業(yè)供汽能耗臨界特性曲線。從圖7 可知，隨著工業(yè)抽汽流量逐漸增大，熱耗率先急劇增大然后逐漸減小。開(kāi)始抽汽時(shí)流量較小，憋壓節(jié)流導(dǎo)致的能耗增加起主導(dǎo)作用，機(jī)組工業(yè)供汽工況熱耗率急劇增大；隨著工業(yè)抽汽流量逐漸增大，工業(yè)供汽分?jǐn)傄鸬臒岷穆式档妥饔弥饾u顯現(xiàn)，當(dāng)達(dá)到臨界值mc時(shí)，機(jī)組工業(yè)供汽工況熱耗率與純凝工況相等；隨著工業(yè)抽汽流量的進(jìn)一步增大，熱耗率逐漸減小至抽汽量為0 時(shí)的水平后繼續(xù)減小，即機(jī)組抽汽量大于臨界值mc后，機(jī)組工業(yè)供汽工況熱耗率相比于純凝工況才是減小的，工業(yè)抽汽才對(duì)提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性有益。表2 為模型機(jī)組工業(yè)供汽臨界經(jīng)濟(jì)流量mc。

圖7 不同抽汽壓力下工業(yè)供汽能耗臨界特性曲線Fig.7 Critical characteristic curve of industrial steam supply energy consumption with different extraction pressure

表2 工業(yè)供汽臨界經(jīng)濟(jì)流量mcTab.2 Critical economic flow mc of industrial steam supply

從表2 可知，工業(yè)抽汽壓力越低，機(jī)組工業(yè)供汽臨界經(jīng)濟(jì)流量越小。THA 工況高壓缸排汽可以滿(mǎn)足工業(yè)用戶(hù)需求，無(wú)憋壓節(jié)流能量損失，各抽汽壓力下的供汽臨界經(jīng)濟(jì)流量均為0。75%THA 工況，2.0 MPa/2.5 MPa/3.0 MPa 3 種工業(yè)抽汽壓力下，機(jī)組工業(yè)供汽臨界經(jīng)濟(jì)流量分別為0、0、11 t/h，即2.0 MPa 和2.5 MPa 工業(yè)抽汽壓力下，高壓缸排汽可以滿(mǎn)足工業(yè)用戶(hù)用汽壓力需求，只要開(kāi)始抽汽，工業(yè)抽汽就對(duì)降低機(jī)組能耗水平有益；在3.0 MPa工業(yè)抽汽壓力下，只有當(dāng)機(jī)組工業(yè)供汽流量大于11 t/h 時(shí)，工業(yè)供汽分?jǐn)傄鸬臒岷穆式档筒耪贾鲗?dǎo)作用，機(jī)組工業(yè)供汽工況熱耗率小于純凝工況，工業(yè)供汽才對(duì)降低機(jī)組能耗水平有益。由此可見(jiàn)，并不是只要機(jī)組進(jìn)行了工業(yè)供汽改造，機(jī)組能耗水平就一定會(huì)降低。

機(jī)組在工業(yè)供汽能耗臨界特性曲線左側(cè)區(qū)域工況運(yùn)行時(shí)，工業(yè)供汽工況熱耗率大于純凝工況，工業(yè)供汽熱經(jīng)濟(jì)收益為負(fù)；機(jī)組在工業(yè)供汽能耗臨界特性曲線上運(yùn)行時(shí)，機(jī)組工業(yè)供汽工況熱耗率等于純凝工況熱耗率，工業(yè)供汽熱經(jīng)濟(jì)收益為0；機(jī)組在工業(yè)供汽能耗臨界特性曲線右側(cè)區(qū)域工況運(yùn)行時(shí)，機(jī)組工業(yè)供汽工況熱耗率小于純凝工況熱耗率，工業(yè)供汽熱經(jīng)濟(jì)收益為正，工業(yè)供汽有益于降低機(jī)組能耗水平。從圖5a)和圖7a)可知，抽汽壓力不變，隨著電負(fù)荷減小，工業(yè)供汽臨界經(jīng)濟(jì)流量逐漸增大。工業(yè)抽汽壓力2.0 MPa 時(shí)，THA、75%THA、60%THA、50%THA、40%THA 和30%THA 工況機(jī)組工業(yè)供汽臨界經(jīng)濟(jì)流量分別為0、0、0、7、26、40 t/h。THA、75%THA、60%THA 工況，無(wú)需節(jié)流。50%THA 工況，當(dāng)抽汽流量大于0 時(shí)，需要憋壓節(jié)流以滿(mǎn)足工業(yè)用汽壓力需求；當(dāng)供汽流量大于7 t/h后，工業(yè)供汽分?jǐn)傄鸬哪芎慕档推鹬饕饔?，憋壓?jié)流導(dǎo)致的能耗增加被平衡掉，因此工業(yè)供汽臨界經(jīng)濟(jì)流量為7 t/h。40%THA 和30%THA 工況與50%THA 工況同理，工業(yè)抽汽壓力2.5 MPa 和3.0 MPa 工況也與工業(yè)抽汽壓力2.0 MPa 工況同理。

熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組在某些工況下，工業(yè)供汽梯級(jí)利用會(huì)適當(dāng)增大高壓缸的排汽壓力，造成工業(yè)供汽臨界經(jīng)濟(jì)流量增大。如果機(jī)組的工業(yè)抽汽流量不變，則能損增加；如果工業(yè)抽汽梯級(jí)利用引起能耗降低的正向作用不能平衡掉這一能損，則梯級(jí)利用很可能導(dǎo)致機(jī)組能耗增加。基于這一特性，工業(yè)抽汽梯級(jí)利用相關(guān)改造，尤其是對(duì)于工業(yè)抽汽流量較小或電負(fù)荷較低的機(jī)組，很有必要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性論證。

4 結(jié)論

針對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組工業(yè)供汽引起機(jī)組能耗大幅升高、導(dǎo)致電廠生產(chǎn)熱經(jīng)濟(jì)性下降的問(wèn)題，本文以某310 MW 機(jī)組為研究對(duì)象，通過(guò)模擬和試驗(yàn)研究，分析了機(jī)組不同汽源熱耗率特性、?損耗特性和能耗臨界特性等，得到了工業(yè)供汽優(yōu)化控制機(jī)理，掌握了工業(yè)供汽對(duì)熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組運(yùn)行熱經(jīng)濟(jì)性影響規(guī)律。研究總結(jié)如下：

1）同一抽汽參數(shù)，以冷再和熱再分別作為抽汽汽源，機(jī)組熱耗率存在微小差異，隨著機(jī)組負(fù)荷的減小，2 種抽汽汽源的熱耗率差異逐漸增大。

2）工業(yè)抽汽分?jǐn)傄鹉芎慕档驼蜃饔门c憋壓節(jié)流導(dǎo)致能耗增加負(fù)面作用間存在一條能耗臨界特性曲線，能耗臨界特性曲線對(duì)于工業(yè)供汽機(jī)組經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。只有當(dāng)機(jī)組在該曲線右側(cè)區(qū)域工況運(yùn)行時(shí)，工業(yè)供汽工況熱耗率才小于純凝工況熱耗率，工業(yè)供汽對(duì)降低能耗水平有益，機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性提高；在該曲線上運(yùn)行時(shí)，工業(yè)供汽熱耗率等于純凝工況熱耗率，工業(yè)供汽對(duì)提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性沒(méi)有貢獻(xiàn)；在該曲線左側(cè)區(qū)域運(yùn)行時(shí)，工業(yè)供汽反而會(huì)引起機(jī)組整體煤耗水平升高，機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性變差。

3）建議熱電廠工業(yè)供汽改造時(shí)，合理規(guī)劃各機(jī)組間供汽及汽源參數(shù)，尤其是對(duì)于工業(yè)抽汽流量較小或電負(fù)荷較低的機(jī)組，很有必要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性論證，以使單臺(tái)機(jī)組盡量運(yùn)行在能耗臨界特性曲線的右側(cè)區(qū)域。