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．