什么是汽轮机发电动力装置?

[拼音]：qilunji fadian dongli zhuangzhi

[外文]：steam turbine power plant

利用蒸汽热能作功的热能动力装置。其基本组成部分有汽轮机本体、凝汽器、循环水泵、凝结水泵、给水加热装置以及这些部件之间的管道和附件。汽轮机发电动力装置与电厂锅炉配套，组成火电厂的动力部分。汽轮机与发电机组成汽轮发电机组，前者驱动后者发出电能。

由锅炉产生的具有一定压力和温度的过热蒸汽进入汽轮机内膨胀做功，蒸汽的压力和温度都大为降低，排汽进入凝汽器，在循环水的冷却作用下凝结成水，其潜热由从循环水泵不断送入凝汽器的循环水带走。排出的凝结水由凝结水泵从凝汽器底部的集水箱中抽出，经由回热系统及给水泵后，送往锅炉作为锅炉的给水(见图)。

进入汽轮机的每千克蒸汽所具有的理想焓降与锅炉中加给每千克蒸汽热量之比，称为汽轮机装置的“循环热效率”。因为有相当大的一部分热量在排汽凝成水的过程中被冷却水带走（这部分损失称为“冷源损失”），一般火力发电厂的循环热效率只有40％左右。

衡量汽轮机动力装置热效率的常用指标为热耗率，其含义是生产一个单位电功率所需要的热量。现代大容量汽轮发电机组的热耗率为7900千焦/千瓦时左右。提高汽轮机动力装置的热效率主要有5个方法。

（1）采用给水回热循环。将已经在汽轮中膨胀做功的蒸汽，在某一合适的参数下从汽轮机中抽出一部分，并用这部分蒸汽来加热送往锅炉的给水。与纯冷凝循环相比，回热循环中排给冷源的热量损失要小一些，因为从汽轮机中抽出来的那部分蒸汽的热能完全被用来加热给水，不再构成冷源损失，进入凝汽器的热量相应减少了，从而提高了循环热效率。对不同进汽参数的汽轮机装置，都分别有一个最佳抽汽回热量(常以最佳给水温度表示)。加热给水的抽汽通常是在汽轮机不同压力点上多次抽出并逐级将给水加热的。这样，以较低温度的抽汽先加热较低温度的给水，这部分抽汽就能在汽轮机内多做些功，从而进一步提高装置的热效率。理论上，给水回热的级数越多，装置热效率也就提高越多。但过多的回热级数会增加设备投资费用。一般是中等功率汽轮机动力装置的回热系统不超过4～5级，高参数大功率装置（100兆瓦以上）采用7～8级基至9级给水回热。

（2）提高蒸汽参数。理论上，热源与冷源的温度决定在此温差范围内的任何热机所能具有的最高热效率。因此，尽可能提高汽轮机动力装置的新蒸汽参数，降低排汽温度，可显著提高该装置的热效率。现代制造的汽轮机动力装置采用的初蒸汽温度基本上已达到了当前冶金工业技术经济水平所能达到的最高极限值(565℃左右)。再提高汽温则需要大量使用价格昂贵、加工工艺复杂的奥氏体钢，综合经济效果并非有利。提高进汽压力也能提高该装置的热效率。但在一定的进汽温度下，过高的进汽压力会导致排汽湿度增大，不但会加大湿汽损失，而且会加剧低压部分叶片的冲刷腐蚀。所以现代汽轮机动力装置参数的提高，主要体现在中间再热循环的采用上。

（3）采用中间再热循环。将在汽轮机的高压部分（通常是高压缸内）已膨胀做功的蒸汽（温度和压力都有所降低，其压力一般在主汽压力的18～22％）从汽轮机中全部引出，送至锅炉的再热器中再次加热（一般加热到新蒸汽同样水平的温度），然后再引回汽轮机内（一般为中压缸的进汽端），继续膨胀做功。采用中间再热能起到与提高进汽温度同样的效果，又能降低排汽的湿度。从而为在进汽温度的提高受到金属材料限制的情况下进一步提高进汽压力提供了可能。现代大容量高参数的汽轮机动力装置都采用中间再热循环。采用一次中间再热，一般可使装置的热效率提高5％以上。如采用二次中间再热，可使机组的热效率再提高2％左右。但过多次的中间再热会使汽轮机动力装置的结构布置及运行方式过于复杂。

（4）采用双工质联合循环。利用热力性能不同的工质组成联合动力装置，可改善整个装置的经济性。一个主要的联合方式是，以高温工质循环的排气(汽)作为低温工质循环的热源。联合装置的工质有燃气－蒸汽、汞蒸气-蒸汽、蒸汽－氨（或氟里昂）等多种形式(见图)。

（5）实行热电联产。