背壓機組

以熱負荷來調整發電負荷的發電機組

背壓機組是以熱負荷來調整發電負荷的發電機組，也就是說發電量跟著外界供蒸汽的多少來變化的，汽輪機進多少汽機組排多少汽。所以背壓汽輪機的經濟性較好，而抽汽汽輪機可以純發電也可以通過抽氣向外界供熱，它的電熱相互調整性比較好，一般熱電單位都裝有兩台汽輪機，單位可以根據外界負荷的變化作出相應的調整，保證機組經濟運行。

1主要特點 2容量確定參數設定

結論 3機組選擇如何選擇

問題統一看法 4應用舉例

主要特點

背壓機組是熱電聯合生產(熱電聯產)運行的機組，熱電聯產使能源得到合理利用，是節約能源的一項重要措施。在眾多的汽輪發電機組中，背壓機由於消除了凝汽器的冷源損失，在熱力循環效率方面是最高的，從而降低了發電煤耗、節約能源，故而得以廣泛應用。

然而，背壓機亦有下述缺點：它對負荷變化的適應性差，機組發電量受制於熱負荷變化。當低熱負荷時，汽輪機效率下降，從而使經濟效益降低。

容量確定

參數設定

背壓機組初參數的確定

從熱力學理論上講，初參數越高，熱電站的循環效率也越高。但對具體某一工程來說，並不是初參數越高越好，要看汽機的容量大小，鍋爐效率的高低，汽輪機的內效率及電站初投資，運行維護要求等多種因素比較，選擇合理的初參數。

對於背壓汽輪機來說，當背壓和流量確定后，其作功能力取決於汽輪機的內效率和進汽參數。進汽參數越高，如初壓和初溫越高，蒸汽的絕熱焓降Δi越大，其作功能越大，汽耗率d越小，經濟效益也越高。

對於背壓機的內效率而言，在容積流量相對較小的情況下初壓的提高是不利的，因為增大了葉片高度和部分進汽損失。初溫的提高；增大了葉片高度，提高內效率。流量的增大對內效率的提高亦是有益的。

結論

綜上所述，當汽輪機的流量（較大時）和背壓確定之後，要提高出力，又要使汽輪機的內效率不致下降，這就需要在提高初壓的同時提高初溫。

對於化工、造紙等中型企業的自備熱電站而言，究竟提高多少為最佳進汽參數，應經過綜合技術經濟比較而定。

機組選擇

如何選擇

NG型背壓式汽輪機

關於供熱機組的選擇，要貫徹以熱定電的原則，要視企業的工藝用熱情況而定。企業是用一種參數的蒸汽，還是兩種參數的蒸汽；是常年供熱，還是間斷供熱；冬、夏用汽量的大小及參數有何不同；是用熱為主，還是熱電並重，熱負荷是否穩定等。

例如，化肥廠需1.5-1.7MPa和0.25MPa的蒸汽；造紙、製糖廠需0.3-1.3MPa蒸汽；制鹼廠需1.3MPa和0.5MPa的蒸汽；化纖廠需3.9-4.1MPa和0.5MPa蒸汽等，對於北方和南方的企業還有採暖用汽與否的區別，故爾北方企業冬夏用汽量的差別甚大，也影響了機組的選型。

問題

在我國的中型化工、造紙企業中，企業用汽有下述問題：

一是用汽的參數一般有二種，且冬、夏低壓蒸汽的用量差別很大。

二是一些用熱設備瞬間用汽造成很大的波動性，給汽輪機的安全、經濟運行帶來諸多不利。

因此，在上述企業採用背壓式汽輪機供熱或利用高位蒸汽的裕壓發電時，為確保背壓機組的安全經濟運行，除了認真準確地確定背壓機的進汽量，初參數，保證背壓機在額定工況下運行外，在熱力系統設計時，還必須考慮以下三個因素：

①在背壓機組檢修時，能保證企業不允許間斷的用汽設備的供熱。

②為適應熱負荷的變化，發電機應併入電網運行。

③根據負荷及參數，採用背壓機組和適當抽汽機組並列運行的方案；如果條件允許，亦可採用和適當抽背壓機組並列運行的方案。

統一看法

對於機組的選型，比較統一的看法是：

對於常年用熱在6000小時或以上，且只有一種參數的穩定的熱用戶，選用背壓式機組是最理想的。因此，它廣泛用於化工、造紙等企業中作為帶基本熱負荷的機組或作為工業裕壓發電的機組。

對於需要二種蒸汽參數，且常年較穩定的熱用戶，以選抽汽背壓式機組為宜；對既用熱又用電，且熱負荷變化較頻繁的熱用戶，則選用抽汽冷凝式機組較為合適。

當然，以上只是一般的原則，選用何種機組還要根據準確的熱負荷及參數，經過詳細的技術經濟比較而定。

應用舉例

以具有代表性的35t/h鍋爐，三種蒸汽參數即：3.9MPa/450℃，5.2MPa/485℃和6.4MPa/500℃為例，通過技術經濟比較認為：配35t/h鍋爐的熱電站其蒸汽參數以5.2MPa/485℃為佳，可從以下四點說明：

①就發電效率而言，一台35t/h鍋爐壓力從3.9MPa提高到5.2MPa可多發電645kW；再從5.2MPa提高到6.4MPa多發電僅為239kW。

從節煤方面看，壓力由3.9MPa提高到5.2MPa每年可多節煤1181.8t；從5.2MPa提高到6.4MPa每年可多節煤僅421.6t。

從發電煤耗上說，3.9MPa時發電煤耗為172.6克/度，5.2MPa時發電煤耗為170克/度，6.4MPa時亦為170克/度。

由以上數據可見：由3.9MPa提高到5.2MPa時，經濟效果是顯著的，若繼續提高，效益則顯然減少，汽輪機的內效率也明顯降低。初壓力以5.2MPa最為合適。

②從機組使用的材料來看，5.2MPa/485℃的初參數也是經濟的。因為上述參數機爐使用的材料仍採用中壓參數的材料，僅過熱器材料提高了等級。而6.4MPa/500℃時，汽輪機則要跳級使用耐高溫，高強度的材料，材料消耗增加且工藝性變差，機爐成本增大。可見從機爐材料的角度看，5.2MPa/485℃的初參數亦是經濟的。

③蒸汽參數超過5.2MPa，485℃次高壓這一檔，使各自熱電站的安全性下降；而5.2MPa，485℃的參數經運行考驗證明是完全可靠的。

④根據幾個電力設計院的核算資料，次高壓在整個電站的投資比中壓參數的電站僅增加5%-7%，但電增加25%-30%，投資回收年限縮短半年，從節能及投資的角度上看5.2MPa/485℃的初參數也是最合適的。

綜上所述，對於中小型背壓機組的熱電站，蒸汽初參數不應低於3.9MPa，450℃，最好是5.2MPa，485℃，功率不應低於3000kW；對於用汽量在100t/h以上的熱電站，以選6000kW至12000kW的供熱式汽輪機組為宜，如熱負荷穩定，以首選背壓式汽輪機為宜。