汽轮机效率一般是多少,纯凝汽式火电汽轮机发电效率多在40%至47%,供热抽汽式汽轮机综合热效率可达60%至85%,小型工业背压汽轮机效率普遍在25%至38%,燃气-蒸汽联合循环配套汽轮机的单独本体效率约48%至54%,该效率指轮端内效率,不是机组对外供电的净效率,净效率还要扣除厂用电、管道散热损失,以上数据适用稳态额定工况,低负荷运行时效率会明显下滑。
汽轮机效率的分类对照
| 汽轮机类型 | 本体内效率区间 | 综合热效率区间 |
|---|---|---|
| 大型纯凝汽火电汽轮机 | 40%~47% | 38%~44% |
| 抽汽供热汽轮机 | 42%~49% | 60%~85% |
| 小型背压工业汽轮机 | 25%~38% | 70%~82% |
| 联合循环配套汽轮机 | 48%~54% | 55%~62% |
本体内效率是蒸汽在汽轮机内部转化为轴功的比例,是设备本身的性能指标,综合热效率会把对外输出的热能一并计入,供热机组综合数值更高,不代表发电能力更强。很多人混淆两个指标,直接拿供热机组的综合热效率和纯凝机组发电净效率对比,会产生性能判断偏差。
负荷对效率影响显著。
大型汽轮机在额定负荷,也就是铭牌标定工况下,效率达到峰值,负荷降到额定值50%以下,通流部分蒸汽流动紊乱,漏汽损失增大,本体效率会下降3到7个百分点;负荷低于30%时,效率下滑幅度进一步拉大,不适合长期低负荷连续运行。
蒸汽参数是决定效率的核心因素。亚临界机组蒸汽压力16.7MPa、温度538℃,效率上限低于超临界、超超临界机组,超超临界机组蒸汽压力27MPa以上、温度600℃左右,相同容量下,本体效率比亚临界机组高出3至5个百分点,国内已投运超超临界机组的运行数据可支撑该参数区间。
影响效率的固定损耗包含多个部分。
- 叶栅流动损失,占总损失比重最高
- 轴端、隔板间隙的漏汽损失
- 叶轮摩擦鼓风损失
- 排汽在凝汽器中的冷端损失
冷端损失是纯凝机组无法规避的短板,大量热量通过循环水排入环境,这也是纯凝机组综合热效率偏低的根本原因,供热机组把这部分热量供给工业或者采暖用户,减少废热排放,综合利用水平更高。
小容量汽轮机很难实现高内效率。单机容量10MW以内的工业汽轮机,叶片短、通流结构紧凑,相对漏汽占比更高,加工精度提升空间有限,多数产品本体效率很难突破40%,这类设备多用于工厂驱动泵、风机,优先满足动力供给,不追求发电效率。
检修状态直接改变实际运行效率。汽轮机通流部件结垢、叶片冲刷磨损、汽封间隙超标,都会造成效率持续降低,一台运行多年未检修的纯凝机组,本体效率相比新机可以下降2至4个百分点,定期通流清洗、汽封改造是稳定效率的常规手段。
该效率数值仅适用于陆用固定式汽轮机,船舶动力汽轮机的设计工况、冷却条件不同,效率区间存在明显差异,不能直接套用本表数值。