给水温度对机组效率的影响

浅析给水温度对机组效率的影响

在环保和节能已经成为社会发展主题的今天，火电厂如何提高效率、注重节能不仅是顺应主流，也是在竞价上网后获得最大利润的手段之一。标准煤耗率、汽耗率、汽轮机效率、锅炉燃烧效率等参数，是衡量机组经济性能的重要参数。

标准煤耗率简单来说，就是将不同发热量的各种煤统一折算成发热量为29308千焦/千克的“标准煤”后算得的煤耗率，也就是机组输出1KW.h功率所需要消耗的标准煤煤量，主要用于在燃用不同煤种的各个发电厂之间进行热经济性比较。

bs＝q0／(29.31ηb*ηp)

bsn＝bs／(1－ξ)

式中q0——机组发电热耗率，kJ／(kW.h)；

ηb——锅炉效率，%；

ηp——管道效率，%；

ξ——厂用电率，%；

bs——全厂发电标准煤耗率，g／(kW.h)；

bsn——全厂供电标准煤耗率，g／(kW.h)。

对于我厂330MW机组，q0可简略用下式来表示：

式中，D0——主蒸汽流量

h0——主蒸汽初焓

hfw——给水初焓

Drh——再热蒸汽流量

hrh——再热器出口蒸汽焓值

he——再热器入口蒸汽焓值

W——机组输出功率

当其他参数不变时，标准煤耗与给水焓值成反比。要降低标准煤耗，就要提高给水焓值。由焓熵表可知，当给水压力一定时，给水温度越高，给水焓值越高。（如下表，假定给水压力P为15MPa）

现代大容量火力发电厂都采用具有蒸汽中间再热的给水回热加热循环，用以提高经济性。因为采用汽轮机的抽汽来加热凝结水和给水，这部分抽汽不再排入凝汽器中，因而可减少在凝汽器中的冷源损失。同时给水回热加热提高了热力循环吸热过程的平均温度，使换热温差减少，单位蒸汽在锅炉中的吸热量降低了。所以可有效提高机组的经济性。给水温度，给水最终加热温度的高低对机组的经济性有直接的影响。

影响给水温度的因素很多，包括：

一、高加系统是否投运：

7月20日期间，为了处理#3机#6高加疏水至#7高加管道安全门及疏水管道泄漏问题，#3机组高加曾退出运行。现将高加投退前后机组相关数据做如下比较：

粗略用b=B/W 来进行比较，其中B指总煤量。可以看出，高加投运后煤耗率下降。但此时，因为有部分回热抽汽蒸汽未完全参与在汽轮机中做功全过程，导致主蒸汽流量有所增加，故存在着最佳给水温度，正常运行时应尽量保证给水温度与设计值不要偏差太大。

上表中，高加投运时参数查自#3机2007年7月25日12：19，高加退出时参数查自#3机2007年7月21日00：13。

二、高加本体的剖析：

330MW机组回热加热器系统中的高压加热器均为立式表面式的加热器，加热蒸汽和被加热的给水是通过加热器内的金属表面来实现热量传递的。高加本体的制造质量、焊接工艺、安装水平等直接影响换热效率。

三、高加系统的剖析：

1、抽汽阀门的开度

高压加热器的加热蒸汽取自汽轮机的抽汽，为保护汽轮机避免高加汽侧满水倒灌汽缸引发水冲击，高压加热器汽侧设有一套由抽汽电动门和气控逆止门组成的汽侧自动保护装置。高加投运时要求抽汽电动门和气控逆止门应全开。如果因阀门机构卡涩或电动门行程调整不当、压缩空气压力低表管堵等诸多原因导致阀门未全开，这样蒸汽节流会使蒸汽作功能力损失，影响换热效果，从而影响给水温度。解决办法是定期分析监视抽汽段压力值和对应高压加热器蒸汽压力值的数据，从而判断抽汽管道上阀门是否全开。

2、高加联成阀可靠性

如果高加联成阀部件可靠性差，出现联成阀传动机构卡涩或阀门严密性差等现象，将会导致部份给水短路，高加给水旁路，未经过高加回热加热，影响给水温度。

3、管道保温材料

对于330 MW机组而言，高加出水温度设计值在255 ℃，高加出水至锅炉省煤器有相当长距离的管道。生产现场室温一般在40～50℃左右，这样给水管道与室温存在温差，就存在放热现象。如果给水管道的保温材料选型不当或质量差等原因存在，将导致给水管道的热损失增大，影响给水温度。解决办法是选用保温性能好的材料和提高保温材料的铺设水平。

4、高加管内构件的影响

如高加管内构件质量差、安装不到位，有可能造成抽汽走旁路或给水走旁路，同样会造成给水温度的下降。

四、运行维护剖析

1、疏水调控

高压加热器内汽轮机的抽汽与钢管中的给水进行交换后冷凝为疏水。为回收具有一定热量的高品质工质，高加疏水经采用逐级自流方式回收。如果运行人员在运行调控过程中，调控失当就会出现“干水”现象。这样上一级加热器内的蒸汽在压力差作用下，经疏水管道进入下一级加热器内，导致出现蒸汽排挤现象，降低了回热加热的效率，影响给水温度。解决办法是运行人员加强对高加水位等参数监视，经常比较分析高加水位，保持各加热器疏水水位显示在正常值范围内。如疏水调节阀出现故障，应迅速消除缺陷。

2、汽侧空气门开度

高压加热器汽侧设置有空气门，其作用是将高压加热器汽侧内积聚的空气排至除氧器，避免加热器内积聚的空气影响传热效果。因为空气的传热系数远小于钢材，空气会在钢管周围形成空气膜，阻碍传热。然而空气门系人工操作，其开度的大小影响给水温度。解决办法是运行人员通过分析各个高压加热器的端差，以此为依据调控好空气门的开度。

3、高加的放水阀门

为了停机后高加的保养和高加检修需要等，高加设有放水阀门。主要有各个高加的危急疏水门，疏水排地沟门。如果放水阀门密封性差或运行人员误操作开启放水阀，导致大量高品质的疏水流失或蒸汽漏失，这样将损失大量的热量，不利于提高机组热经济性。解决办法是运行人员加强巡查工作，根据机组状况适时开启或关闭高加放水阀门。

4、给水品质的影响

如果给水品质差，将会导致高加管内结垢，影响传热效率。

影响机组效率的因素还有很多，如主汽压力、主汽温、厂用电率、排烟温度等等，以上只是个人对给水温度这一参数对机组效率影响的浅显看法，不足和错误之处恳请大家予以指正。

一值二期王明珠

2007年7月27日