回热系统中㷻的计算

回热系统中㷻的计算

发表时间：2018-09-18T17:10:47.427Z 来源：《基层建设》2018年第25期作者：倪旻[导读] 摘要：火力发电厂热效率，是指火力发电厂输出能量与所消耗燃料发热量及其他输入能量之比。

中国石化股份有限公司金陵分公司热电运行部江苏省南京市 210033摘要：火力发电厂热效率，是指火力发电厂输出能量与所消耗燃料发热量及其他输入能量之比。目前，纯凝气式火电厂的效率只有40%左右；如果是热电联产，则有更高的效率，原因是把做完功的汽用来做工业用汽，减少冷源损失使得效率提高。传统的分析方法是用热能平衡来计算，得出的结论是在整个热力循环中工质在凝汽器凝结时热能损失是最大的，这里的损失就是冷源损失。热力学第二定律听出㶲与㷻的概念，本文对本单位CC60-8.83/4.12/1.47汽轮机组的回热系统中的㷻进行分析计算，得出回热系统对于节省燃煤的直接效果。

关键词：冷源损失；㶲与㷻；回热系统

引言：

根据热力学第二定律，热能中可以无限转换为任何其他能量形式的那部分能量，称为㶲，又叫有效能；与此相对应，一切不能转换为㶲的能量，称之为㷻。在汽轮发电机组中，高温蒸汽进入汽轮机做功，工质中的热能不能完全转换为机械能的根本原因是该蒸汽所含的热能中的㶲才能转换为机械能，存在于乏汽中的㷻只能通过循环水带走。然而，通过对工质热力循环的调整，使得㷻也可以对经济性做出有益的贡献。

一、㶲与㷻

热力学第一定律可解决能量的守恒与转化，进而确定能量的数量的利用率，但它不能全面评价能量的利用情况。比如经过节流的流体，其前后焓值未发生改变，但是流体的做功能力降低了，在绝热情况下冷热混合的流体，总能量未变，但是做功能力也降低了。由此可见，物质所具有的能量，不止有数量的多少，还有品位的高地，热能就是一种典型的低品位能。

只要有一个热源跟一个冷源就可以构成一个热机，任何与环境温度不一致的物体均可以与环境构成热机，对外做功。相同的，与环境压力、浓度等不一致也会使得物体具有对外做功的能力，即只要状态与环境平衡状态下不一致的物体，就具备对外做功的能力。热能中可以相对于该环境所处的状态能对外做出的最大有用功，称为㶲，又叫有效能；与此相对应，一切不能转换为㶲的能量，称之为㷻。热能（E）由㶲（）与㷻（）组成，并且有以下表达式：

公式中分母表示汽轮机能从蒸汽中获取的㶲（转化为机械能的理论最大值）近似等于汽轮机输出的机械能，分母表示进入系统的㶲，代入数据得 =94.18%。

比较两种计算方法的汽轮机效率会发现效率差很大，热效率法计算出来的值比较低的原因为乏汽的焓值过高即数值大，汽轮机是导致热效率低的主要原因；而㶲分析法计算出来的数值比较高是因为乏汽中的可㶲比较少，能量损耗的主要原因是主蒸汽中含有大量的㷻。

乏汽在凝汽器中凝结时放出大量的汽化潜热，这些汽化潜热绝大多数是㷻。由于汽化潜热是巨量的，将这些汽化潜热在进入凝汽器冷凝之前利用起来可以获得巨大的经济效益。

三、回热系统的节能效果

回热就是在汽轮机，或者再热蒸汽管道抽出一部分蒸汽，引入加热器，对凝结水或者给水进行预加热或者除氧用的，比如低压加热器，高压加热器，除氧器。作用是为了提高热效率，还可以去除氧。以下为60MW汽轮机组回热系统简图

上式中等式左边为进入系统的总能量，等式右边为输送给锅炉的热给水，则该系统热量守恒由于从汽轮机各级抽出的蒸汽所具有的热能由㶲（）与㷻（）组成，该热能中的㷻进入回热系统后最终进入锅炉给水，使得锅炉给水的焓值提高，焓值提高的给水从锅炉吸热生产固定参数（压力9.3MPa，温度535℃）的主蒸汽时将会少吸收热量，会节省锅炉的燃煤。忽略各个换热器的热损失，每个加热器的加热抽汽所含有的㷻即

上式中Q为每个加热器每小时节省的热能，为各个加热器所对应的抽汽的㷻，q为抽汽的流量，代入数据计算结果如下：

经过五台加热器回热，每天可以节省标准煤185.952吨，每年可以节省标准煤6.79万吨。

四、㷻与经济性

由于热能是一种低品位能，电厂的新蒸汽所含的热能中可以完全转换为机械能的㶲的比重很低，超过半数的热能是㷻；而㷻作为热能的一部分，其来源跟㶲一样来自于珍贵的燃料化学能。

在不带回热的纯凝式汽轮机组中，绝多数的㷻都通过循环水带走了，而在回热机组中将汽轮机中做过功的蒸汽抽出来加热凝结水，避免了大量㷻被循环水带走，减少了冷源损失。从本文计算可以算出，五台回热器总共抽出了104.74t/h的抽汽，一年节省的标准煤可达6.79万吨。

在热力发电机组中，㷻的利用情况对于燃料的节省有立竿见影的作用，因此在运行中应当尽可能的去利用㷻，只要是从机组中抽汽去加热凝结水或给水的系统都将因为利用到㷻而带来热效率的客观提示。

参考文献：

[1]汤学忠.热能转换与利用[J].冶金工业出版社，1989，16（23）

[2]叶涛.热力发电厂（第4版）[J].中国电力出版社，2012，26（2）