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[摘 要]汽轮机的工作原理是指在机械运行的过程中将蒸汽能量进一步转换为动能，汽轮机可以驱动风机、船舶螺旋桨、压缩机和各种泵等，在生活应用和生产供热方面使用汽轮机能够满足基本的排汽需要和功能需求。汽轮机在应用过程中通过凝汽余热完成基本的动能供热，达到提供高热源动力的目的，本篇文章在此基础上，主要对汽轮机高背压供热方式中能耗情况进行研究与分析。
[关键词]汽轮机 高背压 供热方式 能耗 分析
中图分类号：R982 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）26-0388-01
高背压供热方式在热电联产的供热系统中的应用能够完成凝汽余热的回收，并在机械能的转换中完成热能供应，因而使用高背压供热方式需要在升高一次网回水温度的过程中，应用双背压技术互换双转子，并且集中改造凝汽器和低压缸的构造，改变换轴结构后完成高背压热能供应。而在降低一次网回水温度时需要直接转换凝汽器背压热能转换形式。针对高背压供热方式的热能转换和供应形式变换，需要展开技术分析。
一、汽轮机高背压供热方式应用必要性及背景
汽轮机在生产生活中的应用通过凝汽余热的回收和利用能够完成基本的供热操作，有效的提高了热源的供热能力，同时这种热源处理方式极大的减少了能源资源的过度消耗。回收和利用凝汽余热主要有直接换热和吸收式热泵两种形式。其中在电厂工作中应用吸收式热泵技术较多，但是这种技术类型容易受到乏汽压力和抽汽压力的影响，同时受一次热网水温的影响也较大。热电联产属于常规的供热系统，将一次网的回水温度控制在六十摄氏度左右，抽汽压力可以达到0.2～0.4MPa，但是乏汽压力比较低。并且电厂的湿冷背压在10kPa以下直接限制了吸收式热泵的升温幅度，在这些参数内容基础上，电厂凝汽余热难以实现全部的回收利用。汽轮机在运行过程中受到严寒天气影响，供热需求加大，但是过高的一次网回水温度降低了吸收式热泵的总体使用性能，减少了余热量的回收。[1]因而使用汽轮机直接换热增加高背压容易使低压缸中的容积流量受限制。一次网回水温度不降低的前提下，已经受到限制的背压调节幅度，也进一步导致了凝汽器的换热率。针对这种情况，需要积极改进汽轮机的换热形式，应用高背压供热方式实现双背压技术中的双转子互换，改造汽轮机中的凝汽器和低压缸构造，通过汽轮机换轴改造实现高背压的提高，使凝汽器能够在汽轮机运行过程中实现直接换热。但是这种换热形式具有较高的运行背压，直接影响了后期的发电量，在初寒期和末寒期减小热负荷，难以全部回收凝汽余热，导致汽轮机的冷端损失较大。评估汽轮机采暖季运行的供热方式和能耗情况，可对热源能耗情况进行分析。[2]
二、关于热源能耗
热电联产在供热过程中应用的热源类型主要包括乏汽热源和抽汽热源，但是较低的乏汽压力在工作运行中主要需要承担基础性的加热负荷，而较高压的抽汽压力在尖峰加热中应用较多。另外，一次网在热水热能换热过程中，热源温度不同，传热中产生的热损失情况也不同，一次网的回水温度在不改变的情况下，实现改造换轴仅能够将一台汽轮机机组的凝汽余热进行回收利用。与抽汽供热不同，改造换轴后基础性加热负荷工作由凝汽器承担，热网水和抽汽之间的换热端差有明显的减少，但是汽轮机中的乏汽温度在改造换轴后仍旧偏高，增大了凝汽器入口中的侧换热端差，机组运行过程中产生的热损失仍旧比加大。[3]在这种情况下，需要集中考虑应用多级串联等形式减少机组传热过程中形成的不可逆热损失。一般情况下，串联两台汽轮机后明显增加了凝汽器中的热流量，背压降低，这就进一步导致一次网中的水换热端差和不同级凝汽器入口处侧热端差较少。[4]但是从空冷机的角度分析，调节的背压幅度过大，能够促使背压运行速率的提高；而湿冷机组调节的背压幅度偏小，却升高一次网的回水温度，需要对两台汽轮机进行换轴改造，降低一次网回水温度，并且同步降低背压运行速率，也能够降低供热能耗。
汽轮机在应用过程中采用高背压供热方式，一次网的回水温度和基本的供水情况保持稳定时，需要控制好凝汽器的出口温度以及相关参数。凝汽器的出口温度较高，乏汽侧产生的热损失较大，加大其供热能耗。降低凝汽器出口温度，抽汽侧产生的热损失较大，能耗也较大。因此汽轮机凝汽器出口处的温度具有最优值，控制好凝汽器出口处温度的最优值将能够使供热能耗降到最低。
三、高背压供热方式改造应用要点
汽轮机在应用过程中仅仅改造一台机组，一次网的热水热能回收利用效率较低，同步实现两台机组的改造应用，能够减少发电机组在发电量等方面受到的不利影响，而凝汽余热在回收利用工程中则能够进一步实现梯级递增。串联形式下的一次网热水供应在凝汽器升温的过程中，热源梯次加热明显。高背压供热方式下，升高一次网回水温度，背压运行较高，假设高背压能在一定范围内满足规律性的设计值变化，汽轮机运行中的基础性供热负荷由采暖季的凝汽器承担；当一次网中的回水温度从六十摄氏度降低到二十五摄氏度时，凝汽器运行的背压降低明显，并且凝汽器入口侧处产生的不可逆性热损失也同步降低，增大了尖峰加热器的温度升高幅度。[5]严寒期凝汽器承担的热负荷减少，需要优化机组的尖峰供热效率，保证机组中的凝汽余热能够在冷却塔中得到释放；尖峰供热退出以后，需要减低机组中凝汽余热的回收率，使机组中更多的排汽能够在冷却塔中得到释放。
结语
汽輪机在高背压供热方式的应用过程中，一次网回水温度降低后将进一步导致煤耗在热源供应中的能耗降低，因而需要对汽轮机机组和换轴进行结构改造，保证其能够承担基本的供热负荷，灵活调节汽轮机机组的热负荷。汽轮机高背压供热方式应用中凝汽余热回收会受到不同程度的限制，这将导致热源供热能力难以得到充分发挥。改造汽轮机换轴，提高热源供热效率，在升高一次网回水温度的同时，控制煤耗和凝汽余热的回收率，保证汽轮机高背压供热方式在应用过程中既满足基本的供热需求，又實现能源资源的节约。
参考文献
[1] 李文涛，袁卫星，付林，孙健.汽轮机高背压供热方式能耗分析[J].区域供热，2015，04：10-17.
[2] 万燕，孙诗梦，戈志华，何坚忍.大型热电联产机组高背压供热改造全工况热经济分析[J].电力建设，2016，04：131-137.
[3] 郭强，孙苗青，张龙英，李庆华，张学镭.回收乏汽余热的高背压供热方式性能分析[J].电力科学与工程，2016，04：54-59.
[4] 毛楠.调整抽汽式机组高背压供热技术经济性分析[J].长春工程学院学报（自然科学版），2016，02：51-55.
[5] 孙晓东，李国浦，郭民臣，随家宝.直接空冷机组不同供热方式的热经济性分析[J].内蒙古电力技术，2016，03：16-20.
[关键词]汽轮机 高背压 供热方式 能耗 分析
中图分类号：R982 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）26-0388-01
高背压供热方式在热电联产的供热系统中的应用能够完成凝汽余热的回收，并在机械能的转换中完成热能供应，因而使用高背压供热方式需要在升高一次网回水温度的过程中，应用双背压技术互换双转子，并且集中改造凝汽器和低压缸的构造，改变换轴结构后完成高背压热能供应。而在降低一次网回水温度时需要直接转换凝汽器背压热能转换形式。针对高背压供热方式的热能转换和供应形式变换，需要展开技术分析。
一、汽轮机高背压供热方式应用必要性及背景
汽轮机在生产生活中的应用通过凝汽余热的回收和利用能够完成基本的供热操作，有效的提高了热源的供热能力，同时这种热源处理方式极大的减少了能源资源的过度消耗。回收和利用凝汽余热主要有直接换热和吸收式热泵两种形式。其中在电厂工作中应用吸收式热泵技术较多，但是这种技术类型容易受到乏汽压力和抽汽压力的影响，同时受一次热网水温的影响也较大。热电联产属于常规的供热系统，将一次网的回水温度控制在六十摄氏度左右，抽汽压力可以达到0.2～0.4MPa，但是乏汽压力比较低。并且电厂的湿冷背压在10kPa以下直接限制了吸收式热泵的升温幅度，在这些参数内容基础上，电厂凝汽余热难以实现全部的回收利用。汽轮机在运行过程中受到严寒天气影响，供热需求加大，但是过高的一次网回水温度降低了吸收式热泵的总体使用性能，减少了余热量的回收。[1]因而使用汽轮机直接换热增加高背压容易使低压缸中的容积流量受限制。一次网回水温度不降低的前提下，已经受到限制的背压调节幅度，也进一步导致了凝汽器的换热率。针对这种情况，需要积极改进汽轮机的换热形式，应用高背压供热方式实现双背压技术中的双转子互换，改造汽轮机中的凝汽器和低压缸构造，通过汽轮机换轴改造实现高背压的提高，使凝汽器能够在汽轮机运行过程中实现直接换热。但是这种换热形式具有较高的运行背压，直接影响了后期的发电量，在初寒期和末寒期减小热负荷，难以全部回收凝汽余热，导致汽轮机的冷端损失较大。评估汽轮机采暖季运行的供热方式和能耗情况，可对热源能耗情况进行分析。[2]
二、关于热源能耗
热电联产在供热过程中应用的热源类型主要包括乏汽热源和抽汽热源，但是较低的乏汽压力在工作运行中主要需要承担基础性的加热负荷，而较高压的抽汽压力在尖峰加热中应用较多。另外，一次网在热水热能换热过程中，热源温度不同，传热中产生的热损失情况也不同，一次网的回水温度在不改变的情况下，实现改造换轴仅能够将一台汽轮机机组的凝汽余热进行回收利用。与抽汽供热不同，改造换轴后基础性加热负荷工作由凝汽器承担，热网水和抽汽之间的换热端差有明显的减少，但是汽轮机中的乏汽温度在改造换轴后仍旧偏高，增大了凝汽器入口中的侧换热端差，机组运行过程中产生的热损失仍旧比加大。[3]在这种情况下，需要集中考虑应用多级串联等形式减少机组传热过程中形成的不可逆热损失。一般情况下，串联两台汽轮机后明显增加了凝汽器中的热流量，背压降低，这就进一步导致一次网中的水换热端差和不同级凝汽器入口处侧热端差较少。[4]但是从空冷机的角度分析，调节的背压幅度过大，能够促使背压运行速率的提高；而湿冷机组调节的背压幅度偏小，却升高一次网的回水温度，需要对两台汽轮机进行换轴改造，降低一次网回水温度，并且同步降低背压运行速率，也能够降低供热能耗。
汽轮机在应用过程中采用高背压供热方式，一次网的回水温度和基本的供水情况保持稳定时，需要控制好凝汽器的出口温度以及相关参数。凝汽器的出口温度较高，乏汽侧产生的热损失较大，加大其供热能耗。降低凝汽器出口温度，抽汽侧产生的热损失较大，能耗也较大。因此汽轮机凝汽器出口处的温度具有最优值，控制好凝汽器出口处温度的最优值将能够使供热能耗降到最低。
三、高背压供热方式改造应用要点
汽轮机在应用过程中仅仅改造一台机组，一次网的热水热能回收利用效率较低，同步实现两台机组的改造应用，能够减少发电机组在发电量等方面受到的不利影响，而凝汽余热在回收利用工程中则能够进一步实现梯级递增。串联形式下的一次网热水供应在凝汽器升温的过程中，热源梯次加热明显。高背压供热方式下，升高一次网回水温度，背压运行较高，假设高背压能在一定范围内满足规律性的设计值变化，汽轮机运行中的基础性供热负荷由采暖季的凝汽器承担；当一次网中的回水温度从六十摄氏度降低到二十五摄氏度时，凝汽器运行的背压降低明显，并且凝汽器入口侧处产生的不可逆性热损失也同步降低，增大了尖峰加热器的温度升高幅度。[5]严寒期凝汽器承担的热负荷减少，需要优化机组的尖峰供热效率，保证机组中的凝汽余热能够在冷却塔中得到释放；尖峰供热退出以后，需要减低机组中凝汽余热的回收率，使机组中更多的排汽能够在冷却塔中得到释放。
结语
汽輪机在高背压供热方式的应用过程中，一次网回水温度降低后将进一步导致煤耗在热源供应中的能耗降低，因而需要对汽轮机机组和换轴进行结构改造，保证其能够承担基本的供热负荷，灵活调节汽轮机机组的热负荷。汽轮机高背压供热方式应用中凝汽余热回收会受到不同程度的限制，这将导致热源供热能力难以得到充分发挥。改造汽轮机换轴，提高热源供热效率，在升高一次网回水温度的同时，控制煤耗和凝汽余热的回收率，保证汽轮机高背压供热方式在应用过程中既满足基本的供热需求，又實现能源资源的节约。
参考文献
[1] 李文涛，袁卫星，付林，孙健.汽轮机高背压供热方式能耗分析[J].区域供热，2015，04：10-17.
[2] 万燕，孙诗梦，戈志华，何坚忍.大型热电联产机组高背压供热改造全工况热经济分析[J].电力建设，2016，04：131-137.
[3] 郭强，孙苗青，张龙英，李庆华，张学镭.回收乏汽余热的高背压供热方式性能分析[J].电力科学与工程，2016，04：54-59.
[4] 毛楠.调整抽汽式机组高背压供热技术经济性分析[J].长春工程学院学报（自然科学版），2016，02：51-55.
[5] 孙晓东，李国浦，郭民臣，随家宝.直接空冷机组不同供热方式的热经济性分析[J].内蒙古电力技术，2016，03：16-20.