锅炉减温水对机组热经济性能的影响分析

锅炉减温水对机组热经济性能的影响分析

【摘要】随着科学技术的发展和人类社会的进步，我国的电力市场开始逐步的开放，这样就导致电网价格的竞争，因此就要求发电企业的发电机组能够保持长期的安全稳定的运行。同时还需要发电机组能够参与到电网的深度削峰填谷的作用，同时还需要能够保证发电机组的安全稳定的运行。对于机组的性能进行计算分析，对于火电厂的运行人员进行优化的操作，在安全运行的同时还要保证节能降耗。本文从锅炉减温水对机组的热经济性能出发，提出了自己的一些观点。

【关键词】火电机组减温节能降耗

1 火电机组的热经济性

1.1 火电机组的热力循环

现在的大型火电厂中的火电机组使用的基本热力循环方式主要是朗肯循环，这种朗肯循环的主要实现方式有以下四大热力设备组成的，分别是蒸汽锅炉、蒸汽轮机、凝汽器和给水泵。这四大热力设备的主要功能如下：

锅炉的主要组成部分是省煤器、水冷壁、过热器。锅炉的作用是将给水定压加热产生过热蒸汽。然后把过热蒸汽通过主蒸汽管道进入到汽轮机。因此锅炉的主要功能就是将使用的燃料的化学能转化为热能。

汽轮机是火电机组的重要组成部分。主蒸汽通过主蒸汽管道进入到汽轮机以后，主蒸汽进入到汽轮机绝热膨胀做功，冲动汽轮机的叶片，汽轮机开始做功，将热能转变成机械能，并将使用完后的蒸汽排入到凝汽器中。

凝汽器的作用是，在蒸汽器中使用完后的蒸汽进入到凝汽器的后，使用冷却水进行冷却，然后再压力恒定的情况之下把它凝结成饱和水，工质在凝汽器内的压力等于汽轮机低压缸的排汽压力。

给水泵的作用是将凝结水进行绝热压缩，由于凝结水的压力非常低，最后通过给水泵加压一直加到锅炉的压力，然后再送到锅炉。

因此，对于朗肯循环的功能就是将工质经过锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵所进行的简单热力循环。在这个过程中，工质在热力设备中进行了吸热、放热、膨胀、压缩的过程。整个过程是将热能连续不断的转换成机械能。在整个过程中，蒸汽的状态参数有温度、压力、比容等都会发生变化。实际上，在现代的火电厂中的火电机组都是在基本的朗肯循环上，采用多级给水加热回热、蒸汽中间再热等等，这样就提高了机组的热经济性。这样就形成了火电机组复杂的热力循环。

1.2 火电厂热经济性能指标

对于火电成的性能指标有很多，通常情况下，使用火电厂热性能指标来表征机组热力设备的完善程度、机组经济性的好坏。对于电厂的热经济性指标主要有以下两大类：效率指标和能耗率指标。所谓效率指标即热效率，包括锅炉效率、管道效率、汽轮机装置循环效率、机械效率、发电机效率、厂用电效率；能耗率指标分为热耗率指标和标准煤耗指标，能耗率指标本质上是效率指标的倒数。

1.3 提高火电厂热经济性的途径

以上对于火电厂的热经济性能指标，进行了简要的介绍，在现代的火电厂的火电机组中，一般情况下，通过以下途径来提高火电厂机组的热经济性，从而能够达到火电厂的节能减排的目标。

（1）提高蒸汽参数和汽轮机的单机容量。由于现在对于火电设计的制造技术的发展十分迅速，对于高参数和大容量的火电机组开始逐步的设计并使用到实际当中。现在的火电机组中已经大量的使用600MW、1000MW超临界、超超临界火电机组，并且成为了电网的主干机组。

（2）改变热力循环方式：1）给水采用回热，这种热力循环方式采用的是从汽轮机的某些中间级中能够抽出一部分蒸汽，然后用加热锅炉给水，这就叫做给水回热加热。现代的火电厂中，大多数采用的就是多级给水回热加热。采用这种方式可以使得汽轮机在绝对内的效率能够得到大幅度的提高。2）蒸汽采用中间再热，蒸汽中间再热就是把蒸汽从汽轮机中间级引出来在再热器中再加热，当温度提高后再回到汽轮机中继续膨胀做功。有计算表明，蒸汽中间再热对循环热效率的相对提高并不大，其主要经济效果表现在较大地提高了汽轮机相对内效率。

2 减温水对机组热经济型的影响

火电机组蒸汽的温度，会直接影响到机组的安全经济稳定运行。如果产生的蒸汽温度过高会降低金属的热应力，减少机组的使用寿命，同时威胁到机组的安全运行；如果产生的蒸汽温度过低则会降低整个机组的循环热效率，影响机组的经济指标。因此，现代大型火电机组几乎无一例外地都设有喷水减温系统，通过对锅炉受热面进行减温水流量的控制，来补偿运行时各种扰动因素对汽温波动的影响。

喷水减温系统具有结构简单、调温幅度大和惰性小等优点。减温系统不同的来源和连接方式，将直接影响热力循环的状态参数，从而影响机组的热经济性。

锅炉减温水系统包括过热器和再热器减温水系统。喷水减温系统的联结方式直接影响机组热力循环的特性和机组的热经济性。因此，对减温水系统进行分析是指导机组节能运行的技术依据，也是机组经济性诊断的一个重要方面。由于运行机组一般以输出功率为目标，因此汽轮机组的热经济性分析适宜采用定功率分析法。

现代机组的典型配置：过热减温水的来源为高压加热器出口或者给水泵出

口，再热减温水的来源为高压加热器出口或者给水泵中间抽头。

通过这种方法可以对减温水的热经济性能进行相应的分析，可以根据能量说很和质量守恒定律进行进一步的推导。从最终的结果可以发现，与常用的热平衡方法的结果相同。同时可以发现，当过热减温水来自给水泵出口，再热减温水来自给水泵中间抽头时，相同流量下再热减温水比过热减温水对机组热经济性的影响要大。

3 结语

本文从火电厂机组的热经济性能出发，介绍了火电厂的热经济循环和相应的评价指标，从减温水进行分析进而提高机组的热经济性能的方法，并对相应的建模方法提出了自己的一些看法。从相关的结果分析可以看出，这种方法具有一定的正确性和借鉴意义。

参考文献：

[1]林万超.火电厂热系统节能理论[M].西安：西安交通大学出版社，2008.

[2]刑秦安，严俊杰，林万超，等.火电厂热力系统经济性诊断理论及应用[M].西安：西安交通大学出版社，2010.

[3]郭民臣，魏楠.电厂热力系统矩阵热平衡方程式及其应用[J].动力工程，2011，22（2）：1733-1738.

[4]王清照，郭民臣，魏楠，等.电厂热力系统矩阵分析方法的改进[J].热能动力工程，2010，12（2）：103-106.