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1、600MW亚临界热经济性及耗差分析 摘 要： 本文通过对600MW亚临界空冷机组的热经济指标进行计算，并建立耗差分析模型，找出技术的利弊，并分析其优缺点，以期为空冷机组的改进提供数据以及理论支持，并促进其经济运行，减低能量消耗。 关键词：亚临界 热经济性 耗差分析中图分类号：TK267 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）08-0304-02一、前言随着科学技术的发展和环境保护要求日益严格，火电厂采用空气冷却气轮机冷端技术有了长足的进步。从1987年我国投运发电的20万千瓦的火电直接空冷机组的18年间，热力系统冷端便产生了一系列的变革，其共同特点就是用取之不尽、用之不竭的空
2、气作为冷却介质，变水工艺为无水工艺1。我国的环境以及生态问题依旧比较严峻，需要进一步加强火力发电产业的安全、高校以及清洁运行。现代主要使用的是自动化管理系统，加强运行的控制力度，有效提高监控水平。二、亚临界空冷机组的概述亚临界是物质的一种存在状态，在这个状态下，某些物质的沸点要低于外界温度，并要比临界温度高。在这个状态下，该物质主要是以流体的形式存在的，压力要明显地小于临界压力2。其中临界压力是指临界温度下气体液化所需要的压力，而临界温度是指加压能够促使气体液化的温度临界值。在发电场中，所谓亚临界是指电厂锅炉的蒸汽参数，具体来说是指过热器出口蒸汽的额定表压力。压力锅炉的压力如果在14-22.2
3、MPa范围之内，则属于亚临界压力锅炉3。亚临界空冷机组主要使用的冷却介质是空气，具有无污染，可再生循环的特点。常规的火电厂的热力系统主要有两个部分组成，分别为热源区和冷端。冷端是由三个部分构成的，分别为凝汽设备、冷却设备以及水源工程。空气作为冷却介质，可用于各种流体的冷凝和冷却，在火力发电厂里得到充分应用并在由翅片管式空冷散热器和空冷风机群组成的空冷介质凝汽器来实现。因为空气是取之不尽、用之不竭的冷却介质，因此不再担心冷却介质的减量、枯竭或涨价。一般来说，采用空冷机组厂区占地较大，投资偏高，运行中厂用电率较高。三、600MW亚临界工况耗差分析根据表1分析可得，在600MW的亚临界工况下，其主要
4、的运行参数实际值与目标值之间的差异不明显，运行状况比较良好，具有较高的热经济性。对数据分析可以得出，影响到热经济性的主要因素分别是机组的背压以及再热喷水减温水流量。在这两个部分应该进行重点控制。如果忽略其负荷的影响，机组热经济性的主要影响因素集中在汽机背压变化上。主要体现在凝汽器的真空比较低下。低加端差比较大主要是有以下三个原因： 1.低加处的受热面有不少污垢的沉积；2.汽测的空气质量不好，降低了传热的系数；3.机组锅炉内水位偏高，高过了受热面，水流从侧旁门流出，影响到汽机的背压。除了主要的三种因素外，汽机背压还会受到环境的温度以及机组的真空严密度、空冷岛管束翅片脏污和热风回流等因素的影响4。
5、因此，如果想提高机组的热经济性，可以从以上几个方面进行，实现机组的效率的有效提高，促进资源的整合利用。四、热经济性的评价方法火电厂的热经济性主要有两个评价方法：一个是利用热力学第一定律进行分析的方法，另外一种评价方法是建立在热力学第二定律上的分析方法。1.热力学第一定律分析法这个方法属于定量计算，是从能量转换的数量来评价热功转换的效果，一般是被称为热量法，是通过计算能量转换过程中热效率，即能量转换过程中的能量利用程度，是属于正平衡方法，或着计算能量损失的大小，属于反平衡法。热效率是指设备或系统有效利用的热量与供给的热量之比的百分数。火电厂的热效率主要可以分为六个部分，如表2所示。表2 热效率分
6、析2.热力学第二定律分析法这个方法属于定性的分析。主要从能量的质量或者品味，来对热工转换的效果评价的。通常采用两种方法，分别为熵方法以及佣方法，其中佣方法，计算的是作功能力损失，佣损或者佣效率。火电厂中主要的典型不可逆过程主要包括四个：有温差的换热过程、绝热节流过程、有摩阻的绝热膨胀或压缩过程以及有散热的节流过程。五、耗差分析对600MW亚临界空冷机组来说，火电厂的热经济性代表着该工况下，机组的运行水平的好坏，而实际工作中，不仅是需要掌握机组的运行状况，还需要对机组的运行水平作一个定量的描述，即需要对机组的耗差计算。1.耗差分析计算对耗差的计算，首先应该知晓当前运行中，机组可能达到的最佳的经济
7、指标，作为运行的目标值，而耗差即是指运行值与目标值之间的差距。运行的人员应该将目标值作为参考，进而达到对实际运行值与目标值的差距的有效减少，最终实现机组的优化5。因此，耗差的计算是集中于目标值计算之上的。目前，对于目标值的计算，主要有三种具体处理方法。1.1是将制造厂所提供的设计值当做目标值。这种方法主要适用于机组的当前运行条件和设计工况相近的情况。1.2是将机组大修后的热力实验值作为主要的参考依据。通过对亚临界燃煤火电厂的工况变化下的不同热力参数进行拟合，最终将拟合值作为目标值。这种情况下，所计算的目标值会受到各种工况条件的影响而最终影响其值的变化，进而产生误差。因此，这种方法必须要考虑到实
8、际情况。1.3是将工况运行条件下机组可能达到的最佳的值作为目标值。这个目标值的确定，必须要参考机组设计资料以及实际的负荷、运行条件，最后进行计算得出。这种方法可以真实反应机组的经济性。2.耗差分析方法对耗差进行分析的主要方法有五种，分别是小扰动法、热力学方法、基本公式和试验资料法、循环函数法以及等效焓降法。其中，热力学法可以实现对蒸汽参数的较正，计算出适宜的蒸汽压力以及温度等数值，实现蒸汽的高效运行。热力系统中的耗差分析主要采用的方法是循环函数法与等效焓降法，达到对水流量、温度、汽水的损失度、凝汽器的过冷度以及加热器的端差等的计算6。而对于锅炉的排烟温度以及炉膛出口氧量的计算，则可以采用基本公
9、式和试验资料法。对于亚临界状态下的燃煤空冷发电机组的热经济性的诊断，主要是建立在等效焓降法的基础上的，同时利用了热功转换原理，主要考查的角度有热力系统的结构、设备的质量与参数。其计算是局部性的，具有更优良的性能，比较方便准确。六、结束语21世纪，信息技术的发展，促进了众多行业的调整，并加快了技术的更新换代的脚步。我国的亚临界燃煤空冷发电机组，是使用火力进行发电的，高新技术的应用，有效降低了其能耗，实现了资源的有效利用，促进火力发电产业的高端水平发展7。参考文献1苏猛业.引进型600MW亚临界汽轮机通流改造可行性研究和分析D.2010.2杨辰曜.600MW火电机组单耗分布及敏度分析研究D.2011.3梁娜.600MW机组热经济性能分析与系统优化D.2011.4蒋琪琳.火电厂热力系统的热经济学分析与泛（火用）分析D.2011.5张琰，刘广建，胡三高.应用吸收式热泵提高热电厂经济效能研究J.科技广场，2012，（7）6徐琴.探讨在定功率条件下喷水减温对机组热经济性能影响的数学模型设计J.城市建设理论研究（电子版），2013，（18）7邹娅，李捍东.基于热经济学方法的某600MW机组运行方案设计J.现代机械，2015，（1）