胡喬良

摘 要：等效熱降理論已成為火電廠節(jié)能診斷和節(jié)能改造分析的重要手段，本文首先結(jié)合等效焓降法及實(shí)際熱力系統(tǒng)推導(dǎo)出了汽輪機(jī)輔助蒸汽做功損失通用方程，定熱量抽汽熱效率矩陣計(jì)算理論，并以某200MW機(jī)組的THA工況參數(shù)，證明了等效熱降法與常規(guī)熱平衡法的一致性，并應(yīng)用方程分析計(jì)算出了門桿漏汽、軸封漏汽對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響，給電廠以及其它機(jī)組提供運(yùn)行檢修、挖掘機(jī)組潛力提供參考。

關(guān)鍵詞：等效熱降；輔汽做功損失；節(jié)能指導(dǎo)

中圖分類號：TK262 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）21-0149-02

等效焓降法是基于熱力學(xué)的熱功轉(zhuǎn)化原理，用于研究熱功轉(zhuǎn)換及能量利用程度的一種方法。既可用于整體熱力計(jì)算，也可用于熱力系統(tǒng)的局部分析定量計(jì)算。

對于大型再熱機(jī)組，因?yàn)樵贌崞鞯拇嬖?，等效熱降法分定熱量法和變熱量法，但兩者分析的結(jié)果是一致的[1]。但由于定熱量法采用獨(dú)特的處理方式—保持系統(tǒng)循環(huán)吸熱量不變，只需計(jì)算擾動對系統(tǒng)做功量的改變，簡化了分析過程，有利于采用計(jì)算機(jī)語言計(jì)算，因此得到了廣泛的應(yīng)用。

1 定熱量抽汽效率的矩陣形式

根據(jù)定熱量等效熱降理論，回?zé)岢槠刃ъ式礖i與回?zé)岢槠师莍的通式為：

（1）

表達(dá)為矩陣形式：

（2）

表達(dá)式為：

（3）

{[A]T}-1[hi0] （4）

式中：若i為匯集式加熱器，以τr代替Ar；若i為疏水自流式加熱器，則從i以后直到（包括）匯集式加熱器以后則均以γr為代替以τr代替Ar；在匯集式加熱器以后則均以τr代替Ar；z為抽汽級數(shù)；hc為排汽焓值，η0為實(shí)際循環(huán)效率。再熱冷段后抽汽σ為0。

新蒸汽凈等效熱降為[2]：

（5）

把鍋爐視為匯集式加熱器后，新蒸汽處于再熱前，則新蒸汽凈等效熱降為：

（6）

則實(shí)際循環(huán)熱效率公式變形為：

（7）

把鍋爐視為匯集式加熱器后，通式（4）則可寫為：

（8）

通過迭代計(jì)算直接可以求出機(jī)組的循環(huán)熱效率以及各段的抽汽效率，從式中可以看出輔助汽水做功損失成為了提高計(jì)算準(zhǔn)確性的主要因素。

2 實(shí)際輔助汽水做功損失

由等效焓降法理論知帶工質(zhì)離開汽輪機(jī)本體做功損失為：

大型純凝汽輪機(jī)離開本體的輔助蒸汽去向可分為兩類，一類是回到熱力系統(tǒng)加熱給水，另一類回供軸封自密封用（離開或進(jìn)入汽輪機(jī)本體）。

帶工質(zhì)進(jìn)入熱力系統(tǒng)分為兩類，一類為回到抽汽加熱器，另一類為回到軸封加熱器。回到抽汽加熱器排擠抽汽段回收功為：

回到軸封加熱器區(qū)別于回到抽汽加熱器在于它并沒有直接排擠抽汽而是通過提高末級低加進(jìn)口水溫度排擠末段抽汽的。其回收功可視為純熱量進(jìn)入回?zé)嵯到y(tǒng)[3]，考慮方法有兩種，一種是各股蒸汽合計(jì)為一股蒸汽，焓值取平均焓值；另一種則是分別考慮各股蒸汽放熱量。本文采用后者，因?yàn)榍罢卟槐阌诜治龈鞴烧羝麑C(jī)組經(jīng)濟(jì)性影響，則回到軸封加熱器回收功為：

單股蒸汽輔助做功凈損失為：

從汽輪機(jī)軸封及門桿漏汽（輔助蒸汽）導(dǎo)致機(jī)組做功總凈損失可簡化為下式：

∑∏=[ααj]T[hαj′]+∏τb （9）

式中右側(cè)第一項(xiàng)為汽輪機(jī)軸封或門桿漏汽回?zé)崃ο到y(tǒng)損失功回到本體做功損失（含漏汽份額給水泵做功損失），第二項(xiàng)為給水泵焓升引起的做功損失，ααj為輔助汽水占主蒸汽流量份額，∏τb為給水泵焓升做功損失，按文獻(xiàn)[1]可以推導(dǎo)出hαj′如下表達(dá)通式：

hαj為漏汽焓值，hj為排擠抽汽段焓值，ηj為排擠段抽汽效率（回本體時(shí)取0），ηn為末級段抽汽效率，hn為排汽焓，tzjs為軸加疏水焓，再熱冷段后漏汽σ為0。

hαj為漏汽焓值，hj為回到汽輪機(jī)處該段漏汽焓值，再熱冷段后漏汽σ為0。

給水泵焓升引起的做功損失用下式計(jì)算：

∏τb=τb×（1-ηj） （10）

式中ηj為排擠段抽汽效率。

3 實(shí)例分析

某200MW機(jī)組采用超高壓中間再熱抽汽凝汽式汽輪機(jī)，型號為CC200-12.7/1.0/0.35/535/535，系東方汽輪電機(jī)有限責(zé)任公司制造。機(jī)組熱力參數(shù)見表1，軸封漏汽、門桿漏汽的參數(shù)見表2。

將表2中參數(shù)代入通式4可求得軸封、門桿漏汽導(dǎo)致機(jī)組做功損失∑∏為42.28kJ，機(jī)組循環(huán)效率為43.86%；與常規(guī)熱平衡算法結(jié)果一致；說明本文方法是正確的。代入通式2可計(jì)算出各項(xiàng)漏汽對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響，結(jié)果見表3。

4 結(jié)語

（1）結(jié)合等效焓降法及實(shí)際熱力系統(tǒng)推導(dǎo)出了汽輪機(jī)輔助蒸汽做功損失通用方程，方法簡單實(shí)用。

（2）以實(shí)際熱力系統(tǒng)為例，證明了等效熱降矩陣方法與常規(guī)熱平衡法的一致性，并應(yīng)用方程分析計(jì)算出了門桿漏汽、軸封漏汽對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響。

參考文獻(xiàn)

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

[2]郭仲德，張樹芳.火電廠再熱機(jī)組的定熱量等效熱降矩陣方程[J].動力工程學(xué)報(bào)，2011，31（1）：42-47.

[3]張春發(fā)，李新旺，等.汽輪機(jī)軸封通用計(jì)算模型及其應(yīng)用[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2008.