汽輪機(jī)技術(shù)鍋爐連續(xù)排污利用對火電廠熱經(jīng)濟(jì)性影響的機(jī)理研究李勇，高函（東北電力大學(xué)能源與動力工程學(xué)院，吉林132012）都在提高，鍋爐排污及其利用越來越引起人們的普遍重視。但目前鍋爐排污利用對全廠熱經(jīng)濟(jì)性影響的機(jī)理尚存在不同的觀點(diǎn)。先對現(xiàn)有的幾種鍋爐排污及其利用對全廠經(jīng)濟(jì)性影響的計算方法進(jìn)行了分析，指出其存在的問題。然后，以某600MW凝汽式電廠機(jī)組鍋爐排污及其利用為例，對各種計算方法得到的計算結(jié)果進(jìn)行分析比較，并分析了計算結(jié)果產(chǎn)生差異的主要原因。揭示出鍋爐排污及其利用對全廠熱經(jīng)濟(jì)性影響的機(jī)理。所取得的結(jié)論為全廠節(jié)能診斷和挖掘節(jié)能潛力奠定了基礎(chǔ)。

  則言在火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)中，對電廠排放、漏泄的工質(zhì)和廢熱進(jìn)行回收利用，既是節(jié)能提高經(jīng)濟(jì)性和管理水平的項(xiàng)重要工作，又對保護(hù)環(huán)境具有重要意義。隨著我國節(jié)能減排政策的深入，對火力發(fā)電廠輔助熱力系統(tǒng)工質(zhì)的回收利用也提出了更高的要求。

  其中，鍋爐連續(xù)排污不僅數(shù)量大，而且溫度、壓力較高，回收利用的經(jīng)濟(jì)價值較大。尤其是隨著機(jī)組單機(jī)功率的提高，鍋爐壓力越高，連續(xù)排污水的焓值越大，同時，也由于大機(jī)組對蒸汽品質(zhì)要求的提高，鍋爐的連續(xù)排污量增大，對火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性影響也增大。

  因此，研究鍋爐連續(xù)排污及其利用對火電廠熱經(jīng)濟(jì)性影響，對于挖掘火力發(fā)電廠的節(jié)能潛力，降低發(fā)電成本，提高電廠的經(jīng)濟(jì)效益具有重要的意義1.目前，鍋爐連續(xù)排污回收利用有利于提高火力發(fā)電廠運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性，這一觀點(diǎn)已經(jīng)得到了運(yùn)行及設(shè)計部門的廣泛共識。但是，對鍋爐連續(xù)排污利用對火力發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性影響的機(jī)理尚有不同的觀點(diǎn)。

  1-4指出，鍋爐連續(xù)排污回收利用后，一方面回收了部分排污熱損失，同時又造成汽輪機(jī)附加冷源損失增大，但從全廠熱耗量變化角度分析，排污回收的熱量大于凝汽器增加的附加冷源損失。從總體上看，全廠熱耗量減小，熱經(jīng)濟(jì)性提高。但是，全廠熱經(jīng)濟(jì)性是通過鍋爐熱效率、管道熱效率、汽輪機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率體現(xiàn)出來的，具體鍋爐排污利用引起哪個效率提高，2-5中并沒有詳細(xì)說明。

  6-8通過采用等效熱降法分析鍋爐連續(xù)排污利用對全廠經(jīng)濟(jì)性的影響，指出鍋爐連續(xù)排污擴(kuò)容器產(chǎn)生蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)屬于帶工質(zhì)的熱量進(jìn)入系統(tǒng)，引起新蒸汽熱降增加，汽輪機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率提高，從而使全廠熱經(jīng)濟(jì)性得到提高。但實(shí)際上，由蒸汽動力循環(huán)原理可知，鍋爐排污熱量進(jìn)入汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)，必然排擠汽輪機(jī)的回?zé)岢槠够責(zé)岢槠龉p少，汽輪機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率降低。9認(rèn)為，鍋爐總效率取決于燃燒效率、結(jié)構(gòu)損失和其它損失。

  其中，結(jié)構(gòu)損失和其它損失包括鍋爐表面產(chǎn)生的輻射和對流熱損失、鍋爐排污等。實(shí)現(xiàn)對鍋爐的排污利用，有利于減少熱損失，提高鍋爐總效率。1也認(rèn)為，鍋爐排污增大了鍋爐的熱損失，鍋爐排污回收利用提高了鍋爐的熱效率。但按照我國現(xiàn)行的鍋爐熱力計算標(biāo)準(zhǔn)，鍋爐排污水吸收的熱量屬于有效利用熱量，故鍋爐排污以及鍋爐排污的回收利用對鍋爐熱效率沒有影響。11則通過定性分析認(rèn)為，鍋爐連續(xù)排污利用可能會使管道效率增加。

  綜上所述，目前雖然人們已經(jīng)明確了鍋爐連續(xù)排污利用能促進(jìn)電廠熱經(jīng)濟(jì)性的提高，但對于提高電廠熱經(jīng)濟(jì)性的機(jī)理，尚不是很清楚。為此，本文首先利用現(xiàn)有的幾種常見方法，對鍋爐連續(xù)排污利用的熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行了分析，然后以某600MW機(jī)組為例，對幾種分析方法的結(jié)果進(jìn)行了對比，以便剖析鍋爐連續(xù)排污利用對全廠熱經(jīng)濟(jì)性影響的機(jī)理，為全廠熱經(jīng)濟(jì)性診斷和挖掘節(jié)能潛力提供依據(jù)。新蒸汽和排汽的焓值，k/kg；qh為1kg蒸汽在再熱器內(nèi)的吸由于凝汽流量的增加，汽輪機(jī)冷源損失的增加量為汽壓力對應(yīng)飽和水的焓值，k/kg.全廠凈獲得的熱量為這種計算方法只能計算出鍋爐排污回收利用的總體經(jīng)濟(jì)性，而不能揭示鍋爐排污回收利用對經(jīng)濟(jì)性影響的機(jī)理。
  2等效熱降法1總體效益計算法鍋爐排污無回收利用時，排污熱損失為率和管道效率，1-4指出，計算中管道效率可取常數(shù)。
  鍋爐排污被回收利用時，排污熱損失為連續(xù)排污擴(kuò)容器損失的水流量，kg/s；h/為排污擴(kuò)容器排出水的焓值，k/kg.由于鍋爐排污被利用，熱損失的減少量為排污熱損失減少的部分被引入汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)除器予以利用，被排擠的除器回?zé)岢槠繛槎艛D的回?zé)岢槠?，kg/s；hd和hd分別為除器抽汽點(diǎn)和除器壓力對應(yīng)的飽和水的焓值，k/kg.維持汽輪機(jī)功率不變，忽略其它各級回?zé)岢槠康淖兓?，則凝汽流量的增加值為h0等效熱降法是20世紀(jì)70年代發(fā)展起來的一門熱工理變化的定量分析中，具有簡捷方便的特點(diǎn)。目前，這一方法已經(jīng)在電廠熱力系統(tǒng)定量分析中獲得了較廣泛的應(yīng)用。對于鍋爐排污、排污利用等這種局部因素變化對火電廠熱力系統(tǒng)影響的問題，很適宜于采用等效熱降法進(jìn)行計算。
  下面，分無排污、有排污但無回收利用、有排污有回收利用3種情況來討論等效熱降法的分析結(jié)果。
  2.1鍋爐無排污鍋爐無排污時，新蒸汽凈等效熱降為其中蒸汽在鍋爐中的吸熱量為實(shí)際循環(huán)熱效率為bfpt為給水泵汽輪機(jī)的用汽份額；AHbfpt為給水泵汽輪機(jī)用汽在主汽輪機(jī)內(nèi)少做的功，/kg；xn為附加成分做功損失，k/kg；Qfw為鍋爐給水份額；Tp為給水在給水泵內(nèi)的焓升，k/kg；Hbfpt為蒸汽在給水泵汽輪機(jī)內(nèi)的有效焓降，k/kg；給水泵汽輪機(jī)的機(jī)械效率；ah為再熱蒸汽份額；q為1kg蒸汽在鍋爐中的吸熱量，/kg；hfw為鍋爐給水焓值。

  2.2鍋爐有排污但無回收利用鍋爐有排污時，鍋爐排污水的熱力過程是由凝汽器補(bǔ)水進(jìn)入回?zé)嵯到y(tǒng)，沿凝結(jié)水和給水管路，經(jīng)過回?zé)峒訜崞鞯闹鸺壣郎匚諢崃?。由于需要額外對補(bǔ)水進(jìn)行加熱，導(dǎo)致汽輪機(jī)回?zé)岢槠吭黾?。同時，由于給水份額增大，給水泵汽輪機(jī)的用汽份額也相應(yīng)增大。則新蒸汽等效熱降減少由于鍋爐排污，工質(zhì)在鍋爐中的吸熱量增加。同時，由于給水流量的增大，高壓缸回?zé)岢槠吭黾樱沟昧鹘?jīng)再熱器的蒸汽流量減少，蒸汽在再熱器中的吸熱量減少，則蒸汽在鍋爐中的吸熱量增加值為相對于無排污工況，實(shí)際循環(huán)熱效率相對降低2.3鍋爐有排污且回收利用鍋爐排污通過排污擴(kuò)容器回收部分蒸汽進(jìn)入回?zé)嵯到y(tǒng)的加熱器，屬于帶工質(zhì)的熱量進(jìn)入系統(tǒng)，則又使新蒸汽等效熱降增加器產(chǎn)生的蒸汽份額；hf為排污擴(kuò)容器產(chǎn)生的蒸汽焓，k/kg；nd為除器回?zé)峒訜崞鞒槠省?/span>

  則排污及利用后，相對于無排污工況，新蒸汽等效熱降變化值為實(shí)際循環(huán)熱效率相對降低等效熱降法沒有區(qū)分汽輪機(jī)熱耗量與鍋爐熱負(fù)荷之間的區(qū)別，認(rèn)為二者相等，而這種情況只在管道效率為1時才成立。因此，也不能揭示鍋爐排污回收利用對全廠熱經(jīng)濟(jì)性影響的機(jī)理。
  3熱平衡方法為了便于對鍋爐排污有無回收利用情況時的汽輪機(jī)熱經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行對比，同時，也為了使計算更加方便，便于突出鍋爐排污利用對汽輪機(jī)運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性的影響，做如下規(guī)定：取鍋爐無排污、有排污無回收和有排污有回收3種情況時的主蒸汽流量相同；認(rèn)為在整個蒸汽動力循環(huán)中只存在鍋爐排污引起的工質(zhì)損失，無其它工質(zhì)損失；忽略主蒸汽管道、再熱蒸汽管道和給水管道的散熱損失；鍋爐過熱器和再熱器均無減溫水；認(rèn)為新蒸汽參數(shù)、再熱蒸汽參數(shù)和終參數(shù)以及各抽汽點(diǎn)參數(shù)均為已知，且保持不變；由于排污利用引入回?zé)岢槠到y(tǒng)，忽略其對汽輪機(jī)熱力過程線的影響。
  此時，汽輪機(jī)的內(nèi)功率為流量，kg/s；4Hi為蒸汽在汽輪機(jī)內(nèi)的有效焓降，k/kg；a為引出的蒸汽份額，其表示相應(yīng)的蒸汽流量與進(jìn)入汽輪機(jī)的主蒸汽流量的比值；Y為做功不足系數(shù)，1為汽輪機(jī)軸封漏汽級數(shù)；下標(biāo)“i”表示汽輪機(jī)第i級回?zé)岢槠?；下?biāo)“sg+”表示汽輪機(jī)內(nèi)第+級軸封漏汽；下標(biāo)“BFPT”表示給水泵汽輪機(jī)用汽。3.1鍋爐無排污在鍋爐無排污正常運(yùn)行時，系統(tǒng)無補(bǔ)水，此時汽輪機(jī)熱耗量為當(dāng)鍋爐有排污但無回收利用時，汽輪機(jī)熱耗量為由于則，汽輪機(jī)的熱耗量可以表示為額和補(bǔ)水份額。
  3.3鍋爐有排污且回收利用當(dāng)鍋爐排污回收利用時汽輪機(jī)的熱耗量為份額；af為排污擴(kuò)容器蒸發(fā)被利用的蒸汽份額；hf為擴(kuò)容器產(chǎn)生的蒸汽焓，/kg.由排污擴(kuò)容器的熱平衡可知，在排污擴(kuò)容器效率和排污擴(kuò)容器壓力一定的條件下，有貝1，補(bǔ)水份額為相應(yīng)地，鍋爐熱負(fù)荷為葉濤。熱力發(fā)電廠M.北京：中國電力出版社，2004.趙龍生。鍋爐排污的控制與節(jié)能。能源研究與利用，001，孫光武。鍋爐排污熱損失的分析與控制。

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