给水回热系统

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4.3.5 F(P)/F(W)与外置 的计算 与外置SC的计算 与外置
F(W)型加热器的热平衡计算(h'wc未知) αz=[Az*(hwz-hwc)-Bz*(hdz-1-hwc)]/(hz-hwc) (推导如下) ∵ h'wc=hwc+(Bz+αz)*(hdz-hwc)/Az ∵ αz=[Az*(hwz-h'wc)-Bz*(hdz-1-hdz)]/(hz-hdz) ∴ αz=[Az*(hwz-hwc)-Bz*(hdz-1-hwc)]/(hz-hwc)(视作C型)
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4.3.5 回热效果的完善化 回热效果的完善化1
回热效果的标志
回热由于作功能力相对增长故能够提高循环效率 效率增长的程度取决于动力系数和朗肯循环效率 动力系数Ar=Wr/ Wc为回热汽流功与凝汽流功比 回热汽流功:Wr=∑[αr(h0-hr)] 对于非再热机组 W ∑[α 凝汽流作功:Wc=αc(h0-hc) 对于非再热机组
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4.3.5 回热效果的完善化 回热效果的完善化6
疏水冷却器的作用 Drainage Cooler
进口凝(给)水在DC中对疏水冷却降温
疏水冷却器内部传热过程
加热器被分成主凝结段与疏水冷却段 DC为壳侧(饱和-过冷)水-管侧凝(给)水换热 DC单相工质换热, 疏水温度得以降低
疏水温度的确定
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4.3.5 回热效果的完善化 回热效果的完善化4
蒸汽冷却器的作用
利用抽汽过热度可以提高出口水温度从而达 到降低加热器传热端差的目的
蒸汽冷却器内部传热过程
加热器被分成蒸汽冷却段与主凝结段 抽汽进 蒸汽冷却段而上一级疏水进主凝结段 在加热器的蒸汽冷却段中壳侧(管外)为过 热蒸汽对流换热 管侧为给水对流换热 由于蒸汽冷却器的壳侧是单相工质对流换热 抽汽过热度可用于提高出水温度
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4.3.1 计算目的及基本公式
计算的目的
确定某工况时机组的经济指标和汽水流量分布 确定最大工况下的汽水流量选择辅助设备和管道 确定热力系统不同连接方式的经济性选择技改方案
计算方法
定功率计算:已知功率 计算进汽量和各级抽汽量 定流量计算:已知进汽量 计算功率和各级抽汽量 简捷热平衡:单位进汽下计算各级抽汽份额和指标
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4.3.4 简捷热平衡计算 简捷热平衡计算2
初终再热参数
h0=f(p0,t0);hr=f(pr,tr) △H=hr-hct=f(pr,tr,pc) hc=hr-△H*ηri (已知效率) hc=f(pc,xc) (已知干度)
抽汽参数
hj=f(pj,tj) ( j=1,2,3)
加热器参数
tsj=f(p'j)其中p'j=pj-δpj twj=tsj-θj其中θj取为常数 tdj=tsj 无疏水冷却器 tdj=twj+1+ψj ψj取为常数 hwj=twj*4.18 hdj=tdj*4.18
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4.3.5 F(P)/F(W)与外置 的计算 与外置SC的计算 与外置
外置并联SC的热平衡计算(如上图) 按照常规计算α1、α 2(各加热器的出水份额为1-x) 计算α3(用SC出口汽焓h'3代替抽汽焓h3,出水份额为1)
利用SC的热平衡关系计算给水焓 hfw=hw1+ α3 X(h3-h'3)-x (hw1-hw3)
热力系的取定
热力系可以是一个或数个相邻加热器(加热器组) 对带疏水泵的加热器 常将混合点划入该加热器单元 当末级加热器疏水至热井时连同热井视作加热器单元
加热器的散热损失
两种热平衡计算方法
吸热量=放热量×ηh;吸(放)热量为流量与焓升(降)的积 ηh加热器热效率(0.98-0.99) 流入热量=流出热量;流入热量为流量、焓以及η'h的积
热平衡计算方法
并联计算:联立求解z+1个独立的方程组 串联计算:依由高到低的顺序计算z个抽汽流量和机组经济指标
计算步骤
整理或取用数据(加热器参数制约关系详见后述) 用加热器的热平衡求抽汽份额;用功率方程求功率(或进汽流量) 对计算结果进行校核;并计算经济指标
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4.3.2 计算方法和步骤 计算方法和步骤2
tdj=twj+1+ ψ 其中ψ疏水端差与DC传热状况有关 其中twj+1是j+1级加热器的出口水温 在热力计算中ψ =8~12℃
出水焓与疏水焓
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精确计算:hwj=f(pwj,twj) 近似计算:hwj=4.18*twj
hdj=f(p'j,tdj) hdj=4.18*tdj5
4.3.3 热平衡式的拟定
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4.3.5 回热效果的完善化 回热效果的完善化8
末级疏水热量的利用 末级疏水排放至热井,疏水热量为本级加热器回收利用 疏水热量回收效果为进水温度提高和无疏水排放凝汽器 因而不增加 冷源排放损失 热力计算 末级疏水回收热井的热力过程可以等效为混合式加热器(第一定律) 进水温度提高幅度与截流的疏水流量和末级疏水焓有关 热力计算中按照混合式加热器的定义计算各种吸放热量
疏水自流进入低压级造成高压热能用于低压级 疏水损失热量决定于疏水温度和疏水流量
疏水热量利用的途径
尽可能在本级充分利用
使用疏水冷却器可降低疏水温度减少热量损失 使用疏水泵可切断排放疏水从而避免热量损失
疏水冷却器的使用
因无转动设备疏水冷却器可用于高低压加热器 虽然疏水泵节能效果好但消耗厂用电 增加维修量 常用 于低压加热器,而且一般不超过两台
第八讲
第四章、给水回热加热系统 4.3 回热系统的计算与分析 4.4 回热加热器的运行
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4.3 回热系统的计算与分析
4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.3.6 计算目的及基本公式 计算方法和步骤 热平衡式的拟定 简捷热平衡计算 回热效果的完善化 F(P)/F(W)与外置SC的计算
影响出水温度的因素
出水温twj =f (pj,δpj, K) ∵ θ取决于传热效果 机组负荷高,抽汽压力高,加热器出水温度高 加热器抽汽管道短、阀门阀位正常抽汽压降小 加热器空气聚积少、管内外表面清洁则端差小
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4.3.5 回热效果的完善化 回热效果的完善化3
表面式加热器疏水热量损失
循环放热量
循环放热量:qc=αc(hc-hwc)+α3(hd3-hwc) 式中凝汽份额αc=1-α1-α2-α3
循环作功量
作功量:wi=q0-qc 作功量:wi=(h0-hc+σ)-α1(h1+σ-hc)-α2(h2-hc) –α3(h3-hc)
绝对内效率
绝对内效率:ηi= wi/q0 绝对电效率:ηe=ηiηmηg 热耗率:HRt=3600/ηe
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4.3.5 F(P)/F(W)与外置 的计算 与外置SC的计算 与外置
F(P)型加热器的热平衡计算(h'wj未知时的迭代格式)
(1) (2) (3) (4)
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h'wj=hwj+△hwj 其中,△hwj取用1~2 kJ/kg aaj-1=[Aj*(hwj-1-h'wj)-Bj-1*(hdj-2-hdj-1)]/(hj-1-hdj-1) aaj=[Aj*(h'wj-hwj+1)-Bj*(hdj-1-hwj+1)]/(hj-hwj+1) h'wj=hwj+(Bj+aaj)*(hdj-hwj)/Aj 若与(1)误差大,则转(2)
影响回热效果的因素
热力系统FmCFn中F型居多其中m, n为高低加个数 F 型存在端差和疏水排挤低压抽汽双重消极影响 C型加热器工作压力决定其位置及高低加的个数
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4.3.5 回热效果的完善化 回热效果的完善化2
加热器的出口水温
定义:θ=tsj-twj,则twj=tsj-θ 其中tsj是壳侧压力(p'j)饱和温度而p'j=pj(1-δpj) 在热力计算中θ=2~3(高加); θ=3~5(低加)
经济指标计算
单位进汽的循环吸热量、循环放热量、循环作功量 汽轮机内效率、汽轮发电机组热耗率、机组热效率
功率或进汽量计算
定功率计算:已知功率 定流量计算:已知流量 2011-8-25 D0=3600Pel/wiηmg Pel= D0wiηmg/3600
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4.3.4 简捷热平衡计算 简捷热平衡计算1
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广义冷源损失
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η'h蒸汽焓利用系数(0.985-0.995)
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吸、放热量方式,冷源损失=∑放热量×(1-ηh) 进、出热量方式,冷源损失=∑放热流量×焓×(1-η'h)
4.3.4 简捷热平衡计算
以单位进汽为计算基准 各计算节点汽水焓值计算(参数制约关系) 加热器的热平衡
抽汽放热量、疏水放热量、给凝水吸热量(C型、F型) 抽汽份额计算(需要j-1加热器流量平衡的支持)
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4.3.5 F(P)/F(W)与外置 的计算 与外置SC的计算 与外置
外置串连SC的热平衡计算(如上图) 按照常规计算α1、α 2 计算α3(用SC出口汽焓h'3代替抽汽焓h3) 取值h'3应保持过热度
15~20℃ 利用SC的热平衡关系计算给水焓
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hfw=hw1+α3 X (h3-h'3)
截断疏水的自流排放,疏水热量全为本级加热器回收利用 疏水热量回收的效果表现为出水温度提高和无疏水排放 其热经济性比混合式加热器稍差
热力计算
含疏水泵的加热器的热力过程可以近似为混合式加热器 出水温度提高幅度与截流的疏水流量和加热器端差有关 热力计算中按照混合式加热器的定义计算各种吸放热量
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#3加热器的热平衡计算
吸放热量:q3=h3-hd3; γ3=0; τ3=hw3-hwc 进出水量:A3=1-α1-α2;B3=0; X=1-α1-α2 -α3 抽汽份额:α3=(A3τ3)/ q3
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4.3.4 简捷热平衡计算 简捷热平衡计算4
循环吸热量
循环吸热量:q0=h0-hw1+(1-α1)(hr-h1)
基本公式
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汽轮机内效率ηi=Wi/Q0=wi/q0 汽轮机功率平衡3600Pel=Wiηmηg=D0wiηmηg
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4.3.2 计算方法和步骤 计算方法和步骤1
热平衡计算的实质
对于含有z级抽汽的汽轮机 热平衡计算涉及z+2变量 需要已知电功率、进汽量中的1个 则含z+1个未知量 共可列出z个加热器的热平衡以及1个功率方程(或物质平衡)
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4.3.4 简捷热平衡计算 简捷热平衡计算3
#1加热器的热平衡计算
吸放热量:q1=h1-hd1;γ1=0;τ1=hw1-hw2 进出水量:A1=1; B1=0 抽汽份额:α1=τ1/ q1
#2加热器的热平衡计算
吸放热量:q2=h2-hw3;γ2=hd1-hw3;τ2=hw2-hw3 进出水量:A2=1; B2=α1 ; X=1-α1-α2 抽汽份额:α2=(τ2-B2γ2)/ q2
蒸汽冷却器的使用
常用于抽汽过热度较高的F 型加热器
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4.3.5 回热效果的完善化 回热效果的完善化5
外置式 Steam Cooler
外置式蒸汽冷却器 是充分利用抽汽过 热度的装置。它可 以实现抽汽过热度 的跨级利用。形式 有外置串联和外置 并联两种。前者稳 定但过热度利用少; 后者过热度利用充 分但不稳定
疏水端差:ψ=tdj-twj+1,则tdj=twj+1+ ψ 其中twj+1是j+1级加热器的出口水温 在热力计算中ψ =8~12℃ 注意:只有含DC疏水冷却器才需要考虑疏水 端差ψ 对于无疏水冷却器的加热器tdj=tsj
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4.3.5 回热效果的完善化 回热效果的完善化7
疏水泵的作用
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本章小结1 本章小结
给水回热的目的
提高给水温度,减少锅炉传热温差,提高经济性 在等功率条件下,进汽量增加排汽量减少,型线合理 给水回热有利于克服初压力提高带来的负面影响
加热器的分类
混合式加热器
结构简单,热量利用充分 连成系统需要配置给水泵,防止给泵汽蚀需要高位水箱
表面式加热器参数制约关系
加热器出水温度及疏水温度与壳侧压力的关系
出水温度与壳侧压力
twj=tsj-θ 其中θ取决于传热效果 tsj是壳侧压力(p‘j)饱和温度 p'j=pj-δpj δpj=(3%~8%)pj 在热力计算中θ=2~3(高加); θ 3 5( θ 2 3( ) θ=3~5(低加) )
疏水温度与壳侧压力
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