趙洪濱 宋天仁 陳清 李猛 柴玉蔓

摘要：本文主要對(duì)系統(tǒng)及各個(gè)組件在不同工況下的損失和效率進(jìn)行計(jì)算，分析負(fù)荷對(duì)損失和效率的影響規(guī)律，找出系統(tǒng)的節(jié)能潛力所在;發(fā)現(xiàn)鍋爐燃燒過程、傳熱過程以及排煙損失是鍋爐主要損失，也是機(jī)組主要的節(jié)能潛力所在。

關(guān)鍵詞：熱電聯(lián)產(chǎn);熱力系統(tǒng);分析;變工況損失

中圖分類號(hào)：G642.0 ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A ? ? 文章編號(hào)：1674-9324（2016）43-0185-02

一、前言

熱電聯(lián)產(chǎn)既產(chǎn)電能又可供能[1]，實(shí)現(xiàn)高的功能效率;而通過對(duì)熱電機(jī)組的熱力系統(tǒng)進(jìn)行分析，可以尋找節(jié)能潛力所在。系統(tǒng)分析可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中能量利用率較低的薄弱環(huán)節(jié)，對(duì)電廠的節(jié)能和運(yùn)行優(yōu)化更具有指導(dǎo)意義[2，3]。本文以300MW熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組為研究對(duì)象，對(duì)其熱力系統(tǒng)進(jìn)行不同工況的分析，為系統(tǒng)的節(jié)能以及優(yōu)化運(yùn)行提供指導(dǎo)。

二、動(dòng)力循環(huán)描述

本文所分析的機(jī)組熱力系統(tǒng)如圖1所示。給水由1點(diǎn)經(jīng)鍋爐被加熱成為2點(diǎn)的高溫高壓過熱蒸汽，進(jìn)入汽輪機(jī)各缸依次做功;供熱蒸汽從4級(jí)抽汽抽出。

三、分析理論模型

對(duì)于穩(wěn)定流動(dòng)開口系統(tǒng)，質(zhì)量、能量和的平衡方程分別如式（1）、（2）和（3）表示[4]。

∑m=∑m （1）

Q-W=∑mh-∑mh （2）

E-W=∑mφ-∑mφ+I （3）

溫度T下熱量傳遞率計(jì)算公式：

E=∑（1-T/T）Q（4）

焓計(jì)算公式為：φ=h-h-T（s-s） （5）

根據(jù)基本方程，對(duì)各部件進(jìn)行損分析。

四、結(jié)果與討論

分析計(jì)算中環(huán)境參考溫度和壓力分別為298.15K和101.3kPa;特定工況（發(fā)電負(fù)荷283.03MW）下主汽溫度壓力分別為525℃、15.7MPa（圖中2點(diǎn)），流量為919kg/s。根據(jù)現(xiàn)場測量參數(shù)，進(jìn)行了損計(jì)算，得到的各組件損及比率、效率如表1所示。

可見，鍋爐損比達(dá)86%，是熱力系統(tǒng)中損失最大的部件，其中燃燒、傳熱以及排煙損失占主要部分;其次是汽輪機(jī);各回?zé)峒訜崞鲹p平均在2MW以下，而熱網(wǎng)加熱器損達(dá)6MW以上。不同負(fù)荷工況下系統(tǒng)分析如表2所示。汽輪機(jī)損隨負(fù)荷增大逐漸減小，且變化幅度小;鍋爐損隨負(fù)荷增加而逐漸增大，負(fù)荷每增10MW，損失增大約7MW，導(dǎo)致機(jī)組損隨負(fù)荷的增大而增加;而鍋爐效率也最低。

五、結(jié)論

所研究的熱力系統(tǒng)效率為40%左右，且隨著負(fù)荷的增加有升高的趨勢。鍋爐是熱力系統(tǒng)中損失最大的部位，且其損失隨著負(fù)荷的增加比較明顯，汽輪機(jī)損失隨負(fù)荷變化不明顯，且隨負(fù)荷增加略有下降。鍋爐燃燒過程的損失、傳熱過程的損失以及排煙損失是鍋爐主要損失所在。

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The Exergy Analysis of 300MW CHP Unit under Variable Conditions

ZHAO Hong-bin1，2，SONG Tian-ren1，2，CHEN Qing1，2，LI Meng1，2，CHAI Yu-man1，2

（1. College of Machinery and Transportation Engineering，China University of Petroleum，Beijing 102249，China;2. Beijing Key Laboratory of Process Fluid Filtration and Separation，Beijing 102249，China）

Abstract：The main purpose of this paper is to calculate the exergy loss and the exergy efficiency of the systems and components under different working conditions，and to analyze the effect law of load to exergy loss and exergy efficiency，and to find out the energy conserving potential of the system. It is found that the exergy loss of boiler is mainly from boiler combustion process，the heat transfer process as well as the smoke，which is the main energy saving potential of the unit.

Key words：cogeneration;thermal system;exergy analysis;variable working condition;exergy loss