基于熱經(jīng)濟(jì)學(xué)方法的某600MW機(jī)組運(yùn)行方案設(shè)計(jì)

鄒 婭，李捍東

(貴州大學(xué)電氣工程學(xué)院，貴州 貴陽(yáng) 550025)

0 引言

能源是發(fā)展生產(chǎn)力和提高人類生活水平的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，在人類社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，能源總是占著舉足輕重的位置?；痣姀S是我們電力的主要來(lái)源，但也是耗能大戶以及污染物排放的重要源頭。因此，對(duì)火電廠熱力系統(tǒng)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境特性進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)具有極為重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。

1 熱經(jīng)濟(jì)學(xué)結(jié)構(gòu)理論建模

1.1 機(jī)組熱力系統(tǒng)

以國(guó)產(chǎn)600MW亞臨界壓力火電機(jī)組的熱力系統(tǒng)為例，鍋爐為東方鍋爐廠生產(chǎn)的DG2028/17.35--Ⅱ2型，600MW亞臨界中間一次再熱自然循環(huán)汽包爐，為單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣，全鋼架結(jié)構(gòu)，露天布置π型爐，汽輪機(jī)型號(hào)為N600-16.7/538/538，有8級(jí)不調(diào)整抽汽，回?zé)嵯到y(tǒng)為“三高、四低、一除氧”，采用疏水逐級(jí)自流。

1.2 燃料及產(chǎn)品的數(shù)學(xué)表達(dá)式

熱經(jīng)濟(jì)學(xué)結(jié)構(gòu)理論是采用物理和生產(chǎn)結(jié)構(gòu)圖，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)的分析建立產(chǎn)品成本的計(jì)算模型方程組，計(jì)算產(chǎn)品成本分布，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析，從而對(duì)熱力系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀況做出合理評(píng)價(jià)。

表1 系統(tǒng)主要組件的經(jīng)濟(jì)學(xué)數(shù)學(xué)模型

為了計(jì)算火用效率，首先要弄清楚各組元的燃料和產(chǎn)品。各個(gè)組件火用流都包括輸入火用流和輸出火用流兩種。燃料為系統(tǒng)提供的火用，產(chǎn)品為組元得到的火用。

1.3 物理及生產(chǎn)結(jié)構(gòu)圖的構(gòu)建

首先，根據(jù)熱力系統(tǒng)中各組元不同的功能特性，將熱力系統(tǒng)圖繪制成物理結(jié)構(gòu)圖，如圖1所示，然后利用物理結(jié)構(gòu)圖上的功能單元，按照成產(chǎn)過(guò)程繪制成產(chǎn)結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。

圖1 600MW亞臨界機(jī)組物理結(jié)構(gòu)圖

生產(chǎn)結(jié)構(gòu)除了包含真實(shí)的單元外，還包含兩種虛擬的單元，一種單元是用于匯合火用流的，即有多股火用流輸入，一股火用流輸出，稱為匯合單元;另一種單元是用于分流火用流的，即有一股火用流輸入，多股火用流輸出，稱為分流單元。

圖2 600MW亞臨界機(jī)組生產(chǎn)結(jié)構(gòu)圖

2 火用成本計(jì)算結(jié)果

將鍋爐燃料單位火用成本取為1。

由表2結(jié)果發(fā)現(xiàn)，沿著熱力循環(huán)進(jìn)行的方向，各組件產(chǎn)品的單位火用成本逐級(jí)遞增。對(duì)于給水加熱器組，產(chǎn)品單位火用成本從高加到低加逐級(jí)增加，在末級(jí)八號(hào)低加達(dá)到最大值。其中，凝汽器的產(chǎn)品單位火用成本最高。分析結(jié)果直接反映各個(gè)組元對(duì)系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性能的影響程度，應(yīng)該提高八號(hào)低加和凝汽器的火用效率，但是凝汽器火用效率低不是由于設(shè)備本身的問(wèn)題，是由于放出的熱量未加以利用造成的，所以暫不需作改變。

表2

表的最后一列代表了差價(jià)，能說(shuō)明子系統(tǒng)的火用損費(fèi)用和非能量費(fèi)用的大小程度。由于未考慮非能量的費(fèi)用，因此差價(jià)就只表示了火用損的程度，結(jié)果發(fā)現(xiàn)鍋爐的火用損程度也比較大。

3 設(shè)計(jì)分析結(jié)論

1)可通過(guò)安裝低溫省煤器，提高給水溫度，減小煙氣與工質(zhì)之間的平均傳熱溫差，達(dá)到提高鍋爐火用效率，提高全廠的熱經(jīng)濟(jì)性的目的。

2)可通過(guò)增大加熱器的換熱面積，保證換熱面的清潔度，減小換熱端差，從而提高八號(hào)低加火用效率，達(dá)到提高全廠的熱經(jīng)濟(jì)性的目的。

3)雖然凝汽器是系統(tǒng)中最薄弱的環(huán)節(jié)，但這是由于凝汽器放出熱量未加以利用造成的，并不是設(shè)備本身的原因，所以暫不作改變。

4)可增大機(jī)組容量，提高鍋爐的火用效率、汽輪機(jī)的火用效率、回?zé)峒訜崞鹘M、除氧器等的火用效率。

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