回热系统中高加的切除方式对机组经济性的影响

2012-03-05李少华许乐飞

黑龙江电力 2012年3期

李少华，郑楠，许乐飞

(东北电力大学能源与机械工程学院，吉林吉林132012)

0 引言

加热器是火电机组给水回热系统中的重要设备，加热器的切除对机组的热经济性有很大影响，如果加热器运行中出现泄漏、损坏或设备配套不齐以及加热器检修等原因，就会出现加热器被迫停止投运的工况，造成汽轮机实际运行工况明显偏离设计工况，直接影响机组运行的经济性［1］。由于实际采取的加热器不同切除方式对汽轮机经济性的影响程度不同，因此，本文运用等效焓降法对实际机组的高加切除工况的经济性进行了定量计算，并分析了加热器切除方式对电厂经济性的影响。

1 加热器常见切除方式对机组经济性影响

1.1 加热器的切除方式

图1为某600 MW机组回热系统图。加热器的切除有依次切除法和中间切除法。以高压加热器(以下简称高加)为例，从压力最高的高加开始，或只切除1号高加，或切除1、2号高加，或3台高加全部切除，这种切除方法称之为依次切除法;若切除的高加压力不是最高的，保留1、3号高加，只切除2号高加;或保留1号高加，切除2、3号;或保留1、2号高加，切除3号高加，则属于中间切除法。保留2号高加，切除1、3号高加，可看作两种典型切除法的联合［2］。

1.2 高加切除对机组经济性的影响

高加切除使锅炉给水温度降低，过热器吸热量增加，再热份额增加，锅炉再热器吸收热量也增加，总的循环吸热量增加，导致机组热耗增加，机组效率降低，煤耗增加。

不同的高加切除方式对汽轮机运行经济性的影响是不同的。采用依次停运法，被保留的各加热器焓升、端差、抽汽管道流速及压损都基本保持不变。若此时汽轮机主蒸汽流量不变，则从停运后的那台高加抽汽口开始的下游通流级蒸汽流量及各监视段压力都将增加，通流量的增加近似等于停运高加的原抽汽量。一方面，由于被保留的各加热器热负荷并不增加，造成给水温度降低较多，偏离最佳值较大;另一方面，由于下游通流级流量增加，使冷源损失增加。两方面的原因造成机组经济性下降十分明显。对于高加中间切除，如图1中的3号加热器之后的各级加热器给水焓升不变，理论上3号加热器所承担的给水焓升将全部分配给邻近的2号加热器［3］，但实际运行中2号加热器所承担的热负荷有限，因此1号加热器也会承担一部分的热负荷。

高加切除后，原本进入该加热器的抽汽全部返回汽轮机做功，也会使新蒸汽等效热降增加。切除单个高加其焓值增加量为

过热器吸热量增加为

再热器吸热量增加为

可知总的循环吸热增加量为

则装置效率相对降低为

连续切除多个高加，新蒸汽等效热降增加量为

循环吸热增加量为

则汽轮机热耗率和机组煤耗的增加分别为

式中:τj为给水在加热器中的焓升;ηj为加热器的抽汽效率;Δa再热为进入再热器的抽汽放热量;σ为1 kg蒸汽在再热器中的吸热量。

装置效率相对降低为

2 工程实例分析

以图1某600 MW机组回热系统为例，定量分析高加的不同切除方式对机组经济性的影响。

该机组的原始参数如下:

新蒸汽参数

排汽参数

高压缸排汽

中压缸进汽

给水温度tfw=275℃，

给水比焓hfw=1 206.5 kJ/kg，

给水泵焓升hpu=24.3 kJ/kg，

额定功率下热耗率q=7 876.6 kJ/kW·h，

新蒸汽净等效热降为

吸热量Q=2 621 kJ/kg。

根据其它参数整理原始资料，得到计算所需数据如下:

表1 高加各种切除方案的相关计算结果

高加的各种切除方案的经济性指标计算如表1所示。

以机组煤耗增加量为经济性指标，可得各方案的煤耗增加量对比如图2所示。

从表1计算结果可以看出，中间切除对机组煤耗的影响要低于依次切除对机组煤耗的影响。从图2可以看出，随着切除的高加数量越多，锅炉给水温度越低，机组的煤耗将会越大，其中方案三对机组经济性影响比其它方案小，这是由于3号高加切除后，原3号高加所承担的给水焓升会分配给1号和2号高加，以至于锅炉给水焓值降低较少。