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        回?zé)嵯到y(tǒng)中高加的切除方式對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響

        2012-03-05 08:00:08李少華許樂飛
        黑龍江電力 2012年3期
        關(guān)鍵詞:經(jīng)濟(jì)性汽輪機(jī)影響

        李少華,鄭 楠,許樂飛

        (東北電力大學(xué)能源與機(jī)械工程學(xué)院,吉林吉林132012)

        0 引言

        加熱器是火電機(jī)組給水回?zé)嵯到y(tǒng)中的重要設(shè)備,加熱器的切除對機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性有很大影響,如果加熱器運(yùn)行中出現(xiàn)泄漏、損壞或設(shè)備配套不齊以及加熱器檢修等原因,就會出現(xiàn)加熱器被迫停止投運(yùn)的工況,造成汽輪機(jī)實(shí)際運(yùn)行工況明顯偏離設(shè)計(jì)工況,直接影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性[1]。由于實(shí)際采取的加熱器不同切除方式對汽輪機(jī)經(jīng)濟(jì)性的影響程度不同,因此,本文運(yùn)用等效焓降法對實(shí)際機(jī)組的高加切除工況的經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了定量計(jì)算,并分析了加熱器切除方式對電廠經(jīng)濟(jì)性的影響。

        1 加熱器常見切除方式對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響

        1.1 加熱器的切除方式

        圖1為某600 MW機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)圖。加熱器的切除有依次切除法和中間切除法。以高壓加熱器(以下簡稱高加)為例,從壓力最高的高加開始,或只切除1號高加,或切除1、2號高加,或3臺高加全部切除,這種切除方法稱之為依次切除法;若切除的高加壓力不是最高的,保留1、3號高加,只切除2號高加;或保留1號高加,切除2、3號;或保留1、2號高加,切除3號高加,則屬于中間切除法。保留2號高加,切除1、3號高加,可看作兩種典型切除法的聯(lián)合[2]。

        1.2 高加切除對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響

        高加切除使鍋爐給水溫度降低,過熱器吸熱量增加,再熱份額增加,鍋爐再熱器吸收熱量也增加,總的循環(huán)吸熱量增加,導(dǎo)致機(jī)組熱耗增加,機(jī)組效率降低,煤耗增加。

        不同的高加切除方式對汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響是不同的。采用依次停運(yùn)法,被保留的各加熱器焓升、端差、抽汽管道流速及壓損都基本保持不變。若此時(shí)汽輪機(jī)主蒸汽流量不變,則從停運(yùn)后的那臺高加抽汽口開始的下游通流級蒸汽流量及各監(jiān)視段壓力都將增加,通流量的增加近似等于停運(yùn)高加的原抽汽量。一方面,由于被保留的各加熱器熱負(fù)荷并不增加,造成給水溫度降低較多,偏離最佳值較大;另一方面,由于下游通流級流量增加,使冷源損失增加。兩方面的原因造成機(jī)組經(jīng)濟(jì)性下降十分明顯。對于高加中間切除,如圖1中的3號加熱器之后的各級加熱器給水焓升不變,理論上3號加熱器所承擔(dān)的給水焓升將全部分配給鄰近的2號加熱器[3],但實(shí)際運(yùn)行中2號加熱器所承擔(dān)的熱負(fù)荷有限,因此1號加熱器也會承擔(dān)一部分的熱負(fù)荷。

        高加切除后,原本進(jìn)入該加熱器的抽汽全部返回汽輪機(jī)做功,也會使新蒸汽等效熱降增加。切除單個(gè)高加其焓值增加量為

        過熱器吸熱量增加為

        再熱器吸熱量增加為

        可知總的循環(huán)吸熱增加量為

        則裝置效率相對降低為

        連續(xù)切除多個(gè)高加,新蒸汽等效熱降增加量為

        循環(huán)吸熱增加量為

        則汽輪機(jī)熱耗率和機(jī)組煤耗的增加分別為

        式中:τj為給水在加熱器中的焓升;ηj為加熱器的抽汽效率;Δa再熱為進(jìn)入再熱器的抽汽放熱量;σ為1 kg蒸汽在再熱器中的吸熱量。

        裝置效率相對降低為

        2 工程實(shí)例分析

        以圖1某600 MW機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)為例,定量分析高加的不同切除方式對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響。

        該機(jī)組的原始參數(shù)如下:

        新蒸汽參數(shù)

        排汽參數(shù)

        高壓缸排汽

        中壓缸進(jìn)汽

        給水溫度tfw=275℃,

        給水比焓hfw=1 206.5 kJ/kg,

        給水泵焓升hpu=24.3 kJ/kg,

        額定功率下熱耗率q=7 876.6 kJ/kW·h,

        新蒸汽凈等效熱降為

        吸熱量Q=2 621 kJ/kg。

        根據(jù)其它參數(shù)整理原始資料,得到計(jì)算所需數(shù)據(jù)如下:

        表1 高加各種切除方案的相關(guān)計(jì)算結(jié)果

        高加的各種切除方案的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)計(jì)算如表1所示。

        以機(jī)組煤耗增加量為經(jīng)濟(jì)性指標(biāo),可得各方案的煤耗增加量對比如圖2所示。

        從表1計(jì)算結(jié)果可以看出,中間切除對機(jī)組煤耗的影響要低于依次切除對機(jī)組煤耗的影響。從圖2可以看出,隨著切除的高加數(shù)量越多,鍋爐給水溫度越低,機(jī)組的煤耗將會越大,其中方案三對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響比其它方案小,這是由于3號高加切除后,原3號高加所承擔(dān)的給水焓升會分配給1號和2號高加,以至于鍋爐給水焓值降低較少。

        3 結(jié)論

        上述分析和計(jì)算結(jié)果表明,高加切除對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響很大,高加中間切除法對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響較小;在加熱器出現(xiàn)故障時(shí),應(yīng)盡量采用中間切除法對加熱器停運(yùn),這樣可以降低檢修過程的經(jīng)濟(jì)損失。由此可見,實(shí)際運(yùn)行中減少加熱器故障是提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的有效途徑。

        [1] 林萬超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論[M].西安:西安交通大學(xué)出版社,1994.

        [2] 閆順林,劉振剛.高壓加熱器切除對機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性影響計(jì)算模型的研究及其應(yīng)用[J].汽輪機(jī)技術(shù),2007,49(6):420 -422.

        [3] 高巨寶,樊越勝,曹子棟.熱電廠切除高壓加熱器運(yùn)行的熱經(jīng)濟(jì)性研究[J].中國電力,2005,38(9):29 -32.

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