正确答案
在进汽参数和进汽量不变的条件下,排汽压力变化对机组经济性的影响分为:末级未达临界、达临界和排汽压力低于末级动叶栅的极限背压三种情况。
在末级未达临界的情况下,排汽压力变化影响到末级组各级的功率,使机组功率变化。排汽压力升高,末级组的理想焓降减小;此时排汽比容和湿度相应减小,使末级组的湿汽损失和末级余速损失减小,末级组的效率有所提高;另外,排汽压力升高,凝汽器内凝结水温度升高,凝结水在低压加热器内的温升减小,低压回热抽汽量相应减少,末级组各级的流量随之增大。由于在正常情况下,排汽压力变化幅度不大,末级组各级的流量增加和效率提高不足以弥补理想焓降减小的影响,故排汽压力升高,末级组的功率相应减小,且呈线性关系;反之亦然。
随着排汽压力逐渐降低,若末级组出现临界状态,则首先发生在末级动叶栅。当末级动叶栅达临界状态时,排汽压力降低,末级组中各级级前参数保持不变,蒸汽在末级动叶栅的斜切部分内由临界压力膨胀到排汽压力。由于蒸汽在动叶栅斜切部分内膨胀,动叶的速度系数相应减小,动叶损失随之增加,故级效率降低。而且排汽压力愈低,在动叶栅斜切部分内的膨胀量愈大,级效率也愈低。其次,随着排汽压力的降低,凝汽器内凝结水温度相应降低,而回热抽汽压力不变,因此凝结水在最末一级低压加热器内的焓升增大,最末一段的回热抽汽量相应增大,末级的蒸汽流量随之减少。由于末级效率进一步降低,其蒸汽流量随之减少,使得排汽压力降低时功率的增加量相应减小,功率随排汽压力的变化不再呈线性关系。
当排汽压力继续降低至动叶栅斜切部分膨胀的极限压力后,排汽压力继续降低,由极限压力降到排汽压力的膨胀,将在动叶栅后无序进行,损失增加,末级的有效焓降不再增加。而凝结水温度却继续降低,最后一段低压抽汽量继续增加,从而使末级的蒸汽流量进一步减少。此时末级功率不但不再增加,反而减少,对经济性产生负效应,即随着排汽压力的降低,热耗率相应增加。
对于具有回热系统的机组,在其排汽压力变化时,蒸汽在锅炉中的吸热量不变,其热耗率随功率的增加而降低,随功率的减小而增加。其变化幅度与功率的变化幅度一致。
排汽压力的变化不仅引起机组经济性的改变,同时也将影响机组的安全性。若排汽压力升高较多,使排汽温度大幅度升高,导致排汽室的膨胀量过分增大。若低压轴承座与排汽缸连为一体,将使低压转子的中心线抬高,破坏转子中心线的自然垂弧,从而引起机组强烈振动,若采用独立轴承座,则排汽室抬起影响汽封径向间隙,可能使动、静部分发生摩擦。此外排汽温度大幅度升高,还将导致凝汽器内铜管的胀口松动,造成冷却水漏入汽侧空间,凝结水的水质恶化,影响汽轮机运行的安全。排汽压力升高时,若保持机组功率不变,要相应增大汽轮机的进汽量,使轴向推力增大。