600MW机组高压阀杆漏气回收利用热经济性的研究

谷聪伟+陈鹏飞+肖增弘+李智

摘 要：基于等效焓降法定量分析了五种高压阀杆漏气回收的热经济性差异，对这部分漏气的回收方式进行了讨论，得出了最佳方案，对火电厂的节能降耗具有一定意义。

关键词：等效焓降;阀杆漏气;热经济性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.032

0 引言

电厂汽轮机的高压缸由于压力高，温度高，其阀杆漏气带走的热损失较多，影响汽轮机热经济性，回收这些工质及热量对于提高机组经济型和效率很有必要[1]。

本文对于某坑口电厂2号机组高压缸阀杆漏气的回收利用问题做热力计算，该机组是哈尔滨汽轮机厂有限责任公司生产的亚临界、单轴、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽轮机，型号为NZK600-16.7/538/538。机组回热系统由三台表面式高压加热器，一台除氧器，三台表面式低压加热器以及两台凝结水泵、三台电动给水泵（一台备用）等设备组成，各加热器之间疏水方式均为逐级自流。

1 等效热降法简介

等效焓降法是一种新的热工理论，基于热力学的热功转换原理，考虑到设备质量、热力系统结构和参数的特点，经过严密的理论推演，导出几个热力分析参数Hi和ηi等，用以研究热功转换及能量利用程度的一种方法[2]。这种方法应用广泛，研究的内容有汽轮机各级抽汽，系统补充水，低压省煤器布置，喷水减温系统，排污及其利用系统，常用蒸汽系统，除氧器系统，疏水及凝结水回收系统等[3]。

门杆漏汽既有工质损失，也有热量损失，它的计算方法可以按照等效焓降应用法则计算。门杆漏汽及利用系统对机组热经济性的影响是衡量整个轴封系统完善程度的标准，根据这些定量分析计算和指标，可以判断各种机组回热系统及回收利用的优劣，为改进设计和加强运行维护与管理提供了较好的方法。

2 高压阀杆漏汽经济性分析

本次热力计算将该段高压阀杆漏气分别引至3号高压加热器、4号除氧器、5号，6号，7号低压加热器用于加热凝结水，减少低压抽汽量，利用等效热降法分别对比计算，以便得到准确的经济性数值。五段抽汽的温度和压力分别是107℃，165℃，216.9℃，325.4℃，428.3℃和0.05469MPa，0.1014 MPa，0.1726 MPa，0.4491 MPa，0.9461 MPa。3号高压加热器、4号除氧器、5、6、7号低压加热器主要参数见下表1。该段蒸汽份额分为A段和B段，漏气份额分别为0.0009，0.00038，漏气量约为0.36t/h，在此种原始布置下，热经济性分析数据见表2。

3 预改造的高压阀杆漏气热经济性计算

该机组有三个低压加热器，再热蒸汽入口段在3号高压加热器前，除氧器抽汽来自中压缸尾部排汽。本次预改造将高压缸阀杆漏气A段从引至高压缸排汽改到引至3号高压加热器，4号除氧器，5号、6号、7号低压加热器。高压门杆漏汽连接的低压加热器中抽汽最高压力为0.8988MPa，最高疏水温度为155.8℃。

单位质量再热蒸汽的单位吸热量为509.8KJ/kg，实际热耗率q=8011.4kJ/kw·h，新蒸汽等效焓降H=1185.03KJ/kg，实际煤耗率bb=315.92g/kw·h，装置效率η=0.4494.

利用等效焓降法计算[2]。

阀杆漏气损失做功为：Vhf=αf（hf+σ-hn）;阀杆漏气回收功为：VHfi=αf[（hf-hi）ηi+（hi-hn）];能量回收率为：;系统做工损失为：VHxti=Vhf-Vhfi;再热器吸热量增加：VQ=αfσ;装置热经济性相对降低：;热耗率增加值：Vq=qδηi;标准煤耗率增加值为：Vbb=bbδηi

分别计算高压阀杆漏气引至3号高压加热器、除氧器、7号，6号，5号低压加热器，计算数据如表3所示。

从计算数据来看，预改造的高压阀杆漏气，即将此漏气引至7、6、5号低压加热器和除氧器以及3号高压加热器后，机组热经济性的相对降低值为正数，而改造前的经济性是增加的，说明此次改造经济性降低。同时，热耗率和煤耗率增加值相对改造前来说变大，尤其是热耗率增加值，增加值较大。

（下转第61页）

（上接第36页）

对于这三种改造方案，由表3可以看出：3号高压加热器在热经济性，热耗率和煤耗率以及能量回收率方面比将高压阀杆漏气引至其他加热器效果相对较好。阀杆漏气的压力比加热器和轴封冷却器中的压力都高，在引至加热器过程中，势必会有沿程阻力等能量的损失[3]，损失的大小也会体现在经济性数值上面。阀杆漏气回收利用在高压缸排汽，即引入改造前的2号加热器，其热经济性相对最好。

4 结论

本次热力计算对某发电厂2号机组的高压阀杆漏气进行预改造，经计算得到的结论是将这段漏气引至2号高压加热器热经济性好。将高压阀杆漏气引至较低压加热器热经济性降低，但可以减少低压缸抽汽，使之有更多蒸汽在低压缸中做功，增加回收功和能量回收率，汽轮机组排汽焓值也会受到影响而升高。火电厂汽轮机热系统中阀杆漏气在众多轴封和汽封漏气中所占比重较小，汽轮机高压缸由于安装和长期工作等原因，在阀门、管道等连接部位出现一定漏气是很普遍的现象，这部分热量和工质长时间积累也会造成可观数量的经济损失，但是考虑到管路改装费用，复杂程度等因素，对于该机组，可以适当改到较高级加热器中，减少管道费用损失，或者仍将这部分漏气引至高压缸排汽，维持原有工况运行。

参考文献：

[1]刘洪伟，李娟，张春发.汽轮机轴封系统经济性分析方法的研究[A].电力科学与工程，2008（05）：38-4.

[2]林万超.火电厂热力系统定量分析[M].西安：西安交通大学出版社.

[3]李国军，关明，李敬，肖红，盛伟.300MW机组负压轴封问题的分析与改进[J].沈阳电力高等专科学校学报，1999（04）：26-27.

作者简介：谷聪伟（1990-），女，硕士，主要从事：电厂优化运行。endprint