鄒 婭，李捍東

(貴州大學電氣工程學院，貴州 貴陽 550025)

0 引言

能源是發(fā)展生產力和提高人類生活水平的重要物質基礎，在人類社會發(fā)展進程中，能源總是占著舉足輕重的位置?；痣姀S是我們電力的主要來源，但也是耗能大戶以及污染物排放的重要源頭。因此，對火電廠熱力系統(tǒng)的技術、經濟和環(huán)境特性進行綜合分析與評價具有極為重要的理論和現(xiàn)實意義。

1 熱經濟學結構理論建模

1.1 機組熱力系統(tǒng)

以國產600MW亞臨界壓力火電機組的熱力系統(tǒng)為例，鍋爐為東方鍋爐廠生產的DG2028/17.35--Ⅱ2型，600MW亞臨界中間一次再熱自然循環(huán)汽包爐，為單爐膛、平衡通風、固態(tài)排渣，全鋼架結構，露天布置π型爐，汽輪機型號為N600-16.7/538/538，有8級不調整抽汽，回熱系統(tǒng)為“三高、四低、一除氧”，采用疏水逐級自流。

1.2 燃料及產品的數(shù)學表達式

熱經濟學結構理論是采用物理和生產結構圖，通過對系統(tǒng)的分析建立產品成本的計算模型方程組，計算產品成本分布，并對結果進行分析，從而對熱力系統(tǒng)經濟運行狀況做出合理評價。

表1 系統(tǒng)主要組件的經濟學數(shù)學模型

為了計算火用效率，首先要弄清楚各組元的燃料和產品。各個組件火用流都包括輸入火用流和輸出火用流兩種。燃料為系統(tǒng)提供的火用，產品為組元得到的火用。

1.3 物理及生產結構圖的構建

首先，根據(jù)熱力系統(tǒng)中各組元不同的功能特性，將熱力系統(tǒng)圖繪制成物理結構圖，如圖1所示，然后利用物理結構圖上的功能單元，按照成產過程繪制成產結構圖，如圖2所示。

圖1 600MW亞臨界機組物理結構圖

生產結構除了包含真實的單元外，還包含兩種虛擬的單元，一種單元是用于匯合火用流的，即有多股火用流輸入，一股火用流輸出，稱為匯合單元;另一種單元是用于分流火用流的，即有一股火用流輸入，多股火用流輸出，稱為分流單元。

圖2 600MW亞臨界機組生產結構圖

2 火用成本計算結果

將鍋爐燃料單位火用成本取為1。

由表2結果發(fā)現(xiàn)，沿著熱力循環(huán)進行的方向，各組件產品的單位火用成本逐級遞增。對于給水加熱器組，產品單位火用成本從高加到低加逐級增加，在末級八號低加達到最大值。其中，凝汽器的產品單位火用成本最高。分析結果直接反映各個組元對系統(tǒng)的熱經濟性能的影響程度，應該提高八號低加和凝汽器的火用效率，但是凝汽器火用效率低不是由于設備本身的問題，是由于放出的熱量未加以利用造成的，所以暫不需作改變。

表2

表的最后一列代表了差價，能說明子系統(tǒng)的火用損費用和非能量費用的大小程度。由于未考慮非能量的費用，因此差價就只表示了火用損的程度，結果發(fā)現(xiàn)鍋爐的火用損程度也比較大。

3 設計分析結論

1)可通過安裝低溫省煤器，提高給水溫度，減小煙氣與工質之間的平均傳熱溫差，達到提高鍋爐火用效率，提高全廠的熱經濟性的目的。

2)可通過增大加熱器的換熱面積，保證換熱面的清潔度，減小換熱端差，從而提高八號低加火用效率，達到提高全廠的熱經濟性的目的。

3)雖然凝汽器是系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)，但這是由于凝汽器放出熱量未加以利用造成的，并不是設備本身的原因，所以暫不作改變。

4)可增大機組容量，提高鍋爐的火用效率、汽輪機的火用效率、回熱加熱器組、除氧器等的火用效率。

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