等效热降法分析减温水对机组经济性影响

郑威，郝玉振，丁俊齐，刘浩

（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，济南250003；2山东中实易通集团有限公司，济南250002）

等效热降法分析减温水对机组经济性影响

郑威1，郝玉振1，丁俊齐1，刘浩2

（1.国网山东省电力公司电力科学研究院，济南250003；2山东中实易通集团有限公司，济南250002）

运用等效热降方法，提出一种新的针对给水泵中间抽头再热减温水对机组运行经济性影响的计算方法，并与常用计算公式进行比较。指出新方法与常用计算公式的假设条件不同。新推导的计算公式与ASME PTC6-2004中第一类修正计算的原则保持一致。结合具体机组，给出给水泵中间抽头再热减温水对机组性能影响的算例。

再热减温水；等效热降；汽轮机组；经济性能

0　引言

从给水泵中间抽头引出的再热器减温水对机组运行经济性影响很大，一般再热器喷水流量每增加锅炉额定负荷的1%，机组的热经济性约降低0.2%［1］。

目前再热器减温水对机组经济性影响的定量分析中，通常采用等效热降的方法［2-3］，具体计算时多数依据文献［1］中关于再热器喷水从给水泵抽头分流的热力分析中的常用计算公式进行计算。

1　再热减温水对机组经济性影响的常用计算公式

根据文献［1］，喷水系统示意如图1所示。

图1中，（a）表示喷水从给水泵抽头分流的系统。这时再热器喷水份额为αps，由于不经过高压加热器及其产生的汽流不流经汽轮机的高压缸，故少做功：

图1　再热器喷水系统示意

循环吸热量下降：

式中：h0-hzl是1 kg喷水由给水焓加热到再热冷段蒸汽焓hzl所减少的吸热量；是喷水份额不流经高加而使循环吸热增加的部分；是高压加热器回热抽汽减少，使再热器流量加大而增加的再热器吸热量部分。

再热喷水引起装置热经济性的相对降低：

2　再热减温水对机组经济性影响公式的重新推导

从再热减温水对机组经济性影响的常用计算公式的推导过程可以看出，与未投减温水前的工况相比，投入减温水后保持除氧器出水流量不变。

等效热降的计算是以新蒸汽流量保持不变为前提条件的［1］。基于该前提，对再热减温水对机组经济性的影响公式重新进行推导。

2.1系统吸热量的变化

由于主汽流量不变，则通过高加的给水流量不变，所以投再热减温水前后高加的抽汽流量不变，再热冷段蒸汽流量份额保持不变。

未投入再热减温水的系统，总吸热量为

投入再热减温水的系统，总吸热量为

投入再热减温水前后，总吸热量变化为

式中：h0、hgs、hps、σ、αzr、分别表示主汽焓值、给水焓值、再热减温水焓值、再热段吸热量变化、再热冷段蒸汽流量份额、再热减温水流量份额；表示主汽流量保持不变时，将再热减温水加热到再热蒸汽所吸收的热量。

2.2系统做功能力变化对于未投入再热减温水的系统，做功为

对于投入再热减温水的系统，做功为

投入再热减温水前后，做功变化为

式中：hzr、hn为再热蒸汽焓值、低压缸排汽焓值；为通过加热器的凝结水或给水流量增加1 kg引起的抽汽流量增加而带来的做功能力的下降值；为主汽流量不变时，增加再热减温水份额所带来的做功能力的增加值；为增加1 kg再热减温水喷水导致凝结水流量增加1 kg而引起的低加和除氧器抽汽流量增加而带来的做功能力的下降值。

3　常用计算公式与新推导计算公式的比较

3.1假定条件不同

两种公式推导的假定条件不同，常用计算公式是基于除氧器出水流量保持不变进行推导的，而新推导计算公式是基于主蒸汽流量保持不变进行推导的。汽轮机性能试验规程ASME PTC6-2004中指出，试验结果的第一类修正计算是用试验膨胀过程线（试验汽轮机效率）、规定的循环参数、试验时的轴封漏汽量以及试验时的主蒸汽流量来计算规定热力循环性能［4］，即一类修正时主蒸汽流量要保持不变，因而新推导计算公式与目前通用的汽轮机性能计算方法和分析方法保持一致。

3.2凝结水流量不同

投入再热减温水后，常用方法由于除氧器出水流量保持不变，凝结水流量与未投减温水前保持一致。新方法为了保持主蒸汽流量不变，必须从凝汽器补入相同数量的化学除盐水，导致投入减温水后凝结水流量增加。

3.3再热减温水比例不同

再热器喷水份额为再热器减温水流量与未投再热减温水前的主汽流量的比值。虽然αps与数值相等，但投入减温水后的系统，常用方法中的再热器减温水比例大于新推导方法中的系统。

3.4计算实例

某厂N660-24.2/566/566超临界660 MW中间再热凝汽式汽轮机，采用3台高加、1台除氧器、4台低加的热力系统，3台高加逐级自流至除氧器，4台低加逐级自流至凝汽器热井，1号高加由高压缸抽汽供汽，2号高加由再热冷段供汽，3号高加由中压缸抽汽供汽，除氧器由中排供汽，5～8号低加由低压缸抽汽供汽。其设计工况参数如表1所列。

考虑再热减温水由给水泵中间抽头提供，喷水份额为主汽流量1%，按照文献［1］中常用公式及本文中新推导公式进行计算，结果比较如表2所列；同时，查询制造厂提供的修正曲线，将再热减温水对机组热耗率及出力的修正值也列于表2。

表1　N660-24.2/566/566型机组主要设计参数

表2　再热减温水对经济性的影响比较

从计算结果来看，新推导公式所计算的装置经济性降低值要低于常用计算公式。原因为两种公式推导的假定条件不同，导致新方法中的再热减温水流量与投减温水后的主汽流量的比值比常用方法低。新推导公式计算的结果与制造厂提供的再热减温水对机组热耗率及出力的修正结果基本一致。

4　结语

运用等效热降的方法对给水泵中间抽头再热减温水对机组经济性影响的公式进行了重新推导；指出两种计算方法的假定条件不同，新的计算方法与ASME PTC6-2004中一类修正计算的原则保持一致。

以N660-24.2/566/566型机组为例，运用常用计算公式和新推导计算公式分别计算了给水泵中间抽头再热减温水对机组经济性的影响，常用计算公式所计算的装置经济性降低值偏大，原因为投减温水后的系统中，再热减温水流量占比较大；新推导计算公式运用等效热降的增加值能够计算出机组出力的增加值，且计算结果与制造厂提供的再热减温水对机组出力的修正结果基本一致。

［1］林万超.火电厂热系统节能理论［M］.西安：西安交通大学出版社，1994.

［2］李勤道.用等效热降法分析喷水减温对电厂经济性的影响［J］.发电设备，1997，11（1）：15.

［3］李晓华.再热器事故喷水减温对机组运行的影响［J］.山东电力技术，2002（1）：53-54.

［4］ASME PTC6—2004 Steam Turbines Performance Test Codes［S］.

Impact of Reheat Spray on Overall Unit Efficiency with Equivalent Enthalpy Drop Method

ZHENG Wei1，HAO Yuzhen1，DING Junqi1，LIU Hao2
（1.State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China；2.Shandong Zhongshi Yitong CO.，Ltd.，Jinan 250002，China）

Using the equivalent enthalpy drop method，a new method for calculating the economic impact of feedwater pump intermediate tap reheat spray is presented.The new method is different from the assumption of common calculation formula.The new calculation formula is consistent with the principle of the first amendment in ASME PTC6-2004.Finally，an example is given to demonstrate the influence of reheat spray from feedwater pump intermediate tap on the performance of the unit.

reheat spray；equivalent enthalpy drop；turbine unit；economic performance

TK224

B

1007－9904（2015）10－0048－03

2015-06-04

郑威（1980）男，高级工程师，主要从事工作为电厂热试与节能。