安雪敏

摘 要：我國社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，帶動了各個行業(yè)的經(jīng)濟發(fā)展，對電力的需求也越來越大。因此，汽輪機的系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)等不斷改善，逐漸向大容量發(fā)展。若機組設備在多種因素影響下出現(xiàn)故障，則會降低其預期功能，降低其經(jīng)濟性，甚至對整個機組的安全運行帶來較大影響。所以，機組經(jīng)濟性性和安全性具有密切關系，只有確保機組運行的穩(wěn)定性，才能提高其經(jīng)濟性。文章主要對300MW供熱機組熱力經(jīng)濟性進行了分析。

關鍵詞：300MW供熱機組；熱力經(jīng)濟性；分析

經(jīng)濟全球化的不斷發(fā)展，促使我國經(jīng)濟得到了快速發(fā)展，經(jīng)濟發(fā)展對電力的需求逐漸增加，火力發(fā)電比例非常大。大部分火力發(fā)電機組投入生產(chǎn)后，不僅在很大程度上提高了機組運行效率，也節(jié)省了自然資源，改善了生態(tài)環(huán)境，也減少了勞動力，降低了投資成本。對于大型火力發(fā)電機組而言，在發(fā)展過程中必須著重考慮的是發(fā)電對不可再生資源、環(huán)境等帶來的影響。因此，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就要采取措施提高發(fā)電技術。只有確保了機組運行的穩(wěn)定性，才能提高其生產(chǎn)的經(jīng)濟效益。由于機組熱力系統(tǒng)的安全性與經(jīng)濟性彼此互相影響，對機組運行狀況進行實時監(jiān)測，并分析其經(jīng)濟性具有重要意義。

1 300MW供熱機組熱力系統(tǒng)熱經(jīng)濟性分析方法簡介

對火力發(fā)電機組的運行性能、熱力系統(tǒng)性能等進行分析意義重大。通過分析，可以對機組循環(huán)中的各項熱力參數(shù)、流量平衡性等有充分的了解，利于機組各項熱經(jīng)濟指標的計算。目前采用的熱力系統(tǒng)經(jīng)濟計算方法比較多，比如常規(guī)熱平衡法、循環(huán)函數(shù)法、矩陣法以及等效熱降法等。

1.1 常規(guī)熱平衡法

此方法應用比較廣泛，是采用流量平衡與能量的方法。在計算過程中主要用兩種方法，即并聯(lián)、串聯(lián)。常規(guī)熱平衡發(fā)電原因是以物質(zhì)平衡關系為基礎，通過對熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟性展開計算，可以計算出研究對象的N個熱量平衡式、流量方程式，從而獲得N+1個流量值，并根據(jù)得到的系統(tǒng)水、蒸汽的流量值、參數(shù)值，用吸熱方程進行計算，就能獲得系統(tǒng)熱經(jīng)濟性指標。這種方法應用比較方便，但要根據(jù)系統(tǒng)變化不斷變化，適用性比較差。因此主要用來驗證其他方法的正確性，不適合直接對熱力系統(tǒng)性能進行計算。

1.2 循環(huán)函數(shù)法

作為新興的熱力系統(tǒng)計算方法，其原理是把熱力系統(tǒng)劃分為多個子系統(tǒng)，即主系統(tǒng)及其他輔助系統(tǒng)。主系統(tǒng)是沒有附加汽水的回熱系統(tǒng)，輔助系統(tǒng)是所有附加汽水。要計算熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟參數(shù)，就要結(jié)合多個子系統(tǒng)的參數(shù)用熱平衡法計算，從而分析系統(tǒng)變化造成的熱經(jīng)濟性變化。此方法在局部定量分析或者比較復雜的熱力系統(tǒng)中均得到了十分廣泛的應用。由于計算方程比較復雜，因此在輔助系統(tǒng)計算中不方便，且計算結(jié)果存在較大誤差，適用性差。

1.3 矩陣法

這種方法主要是根據(jù)熱力系統(tǒng)的熱平衡原理，列出熱平衡方程，并對熱力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)矩陣進行計算。此方法綜合考慮了熱力系統(tǒng)的主輔系統(tǒng)，且計算方便，方程中的各項參數(shù)都十分明確。對于不同的熱力系統(tǒng)而言，可以通過疊加變化后的矩陣，從而獲得想要的矩陣模型。除此之外，進行熱力計算時也需要采用水流量絕對值的計算方法計算出回熱抽氣量，并對汽輪機的功率進行校核，以便獲得電廠熱經(jīng)濟指標。

1.4 等效熱降法

這種方法為熱工理論，經(jīng)長期發(fā)展，已經(jīng)成為了具有完整體系的理論體系。等效熱降法可以應用在熱力系統(tǒng)和熱力系統(tǒng)局部定量的計算方面。假設蒸汽流量為恒定值，熱力系統(tǒng)經(jīng)濟性發(fā)生變化后，就會使汽輪機功率及部分抽汽流量發(fā)生相應的變化。如此一來，可以根據(jù)熱量局部變化計算熱力系統(tǒng)的經(jīng)濟性變化，便于計算。

1.5 熵分析法

這種方法的原理是計算機組體系的熵平衡，求解熵產(chǎn)的分布，并對某些影響因素進行分析，從而得出熵產(chǎn)和不可逆損失之間的關系。此方法可以完善并改進評價過程，優(yōu)勢是可以根據(jù)具體算例選擇相應的基準態(tài)度，缺點則是無法對能量系統(tǒng)的價值指標進行評價，對能源利用程度沒有統(tǒng)一標準。

2 300MW供熱機組熱力系統(tǒng)經(jīng)濟性分析

2.1 分析蒸汽參數(shù)對機組熱經(jīng)濟性的影響

在機組運行的過程中，主汽壓力、排汽壓力及主汽溫度等蒸汽熱力參數(shù)在變化過程中，不會對機組的穩(wěn)定運行帶來較大影響，不過汽輪機功率出現(xiàn)的變化容易對機組經(jīng)濟性帶來影響。根據(jù)汽輪機功率方程，背壓恒定的情況下，采用偏微分理論能夠進一步推導出主蒸汽參數(shù)的功率增量方程，而且推導出此方程的過程中也采用了汽輪機運行基本原理、參數(shù)變化關系等理論性基礎知識。在實際應用中，很多大功率機組在運行過程中選擇滑壓運行方式，其安全性比較高，且負荷變化十分靈活。當汽輪機滑壓運行時，可以根據(jù)其負荷情況相應的調(diào)節(jié)鍋爐給水量、燃料量等，從而確保鍋爐出口汽壓根據(jù)負荷變化而變化。如果出口氣溫為恒值，則汽輪機進汽溫度也為恒值，對于進汽壓力而言，也會根據(jù)負荷變化而發(fā)生相應變化。從機組缸體熱應力角度進行分析，滑壓工況時缸體內(nèi)溫度場變化幅度比較小，降低了機組部件在運行中遭受的熱應力沖擊，避免設備進一步受到損害，因此也在一定程度上延長了設備的使用壽命，有效提高了機組運行的安全性。

2.2 分析回熱加熱器對機組經(jīng)濟性的影響

汽輪機回熱系統(tǒng)包含比較多的熱力設備，比如加熱器、給水泵、連接管道以及除氧器等。其中高壓加熱器系統(tǒng)經(jīng)常出現(xiàn)各種故障，應用率比較低。此外，若給水側(cè)出現(xiàn)短路故障，給水溫度和對應符合的給水溫度嚴重不符，則會降低機組的高效性能，導致機組無法投入在正常使用中，甚至影響機組的安全運行，引起設備損壞故障，帶來較大的經(jīng)濟損失。加熱器端差的變化、散熱損失以及運行方式等，都在很大程度上對機組熱經(jīng)濟性帶來影響，對這些因素進行定量分析，便于有針對性的進行節(jié)能改造、完善運行方式以及提高管理水平等，并有效提高機組的安全經(jīng)濟性。加熱器端差使熱交換具有不可逆性，使汽輪機組的熱經(jīng)濟性明顯降低。散熱損失即加熱器在運行過程中，對外造成的熱量散失，這種現(xiàn)象和加熱器溫度、保溫層質(zhì)量及加熱器表面積等有密切關系。機組在停運時容易使汽輪組偏離既有的設計規(guī)劃，從而使其經(jīng)濟性有所改變，對整個機組的運行安全帶來較大影響。

3 結(jié)束語

熱力系統(tǒng)作為火電廠不可缺少的系統(tǒng)，它的運行狀況和機組運行安全、電廠生產(chǎn)效益等有密切關系。如果熱力系統(tǒng)出現(xiàn)故障，便會對整個機組的正常運行造成影響，進而帶來經(jīng)濟損失。由于組成熱力系統(tǒng)的多個部分是互相依存的，任何一個設備出現(xiàn)故障都對其他設備的運行帶來影響。因此，檢測機組的運行狀況，對其經(jīng)濟性進行分析，能夠在很大程度上提高300MW供熱機組熱力的經(jīng)濟性。

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