600MW機(jī)組高壓閥桿漏氣回收利用熱經(jīng)濟(jì)性的研究

谷聰偉+陳鵬飛+肖增弘+李智

摘 要：基于等效焓降法定量分析了五種高壓閥桿漏氣回收的熱經(jīng)濟(jì)性差異，對(duì)這部分漏氣的回收方式進(jìn)行了討論，得出了最佳方案，對(duì)火電廠的節(jié)能降耗具有一定意義。

關(guān)鍵詞：等效焓降;閥桿漏氣;熱經(jīng)濟(jì)性

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.032

0 引言

電廠汽輪機(jī)的高壓缸由于壓力高，溫度高，其閥桿漏氣帶走的熱損失較多，影響汽輪機(jī)熱經(jīng)濟(jì)性，回收這些工質(zhì)及熱量對(duì)于提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)型和效率很有必要[1]。

本文對(duì)于某坑口電廠2號(hào)機(jī)組高壓缸閥桿漏氣的回收利用問(wèn)題做熱力計(jì)算，該機(jī)組是哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司生產(chǎn)的亞臨界、單軸、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機(jī)，型號(hào)為NZK600-16.7/538/538。機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)由三臺(tái)表面式高壓加熱器，一臺(tái)除氧器，三臺(tái)表面式低壓加熱器以及兩臺(tái)凝結(jié)水泵、三臺(tái)電動(dòng)給水泵（一臺(tái)備用）等設(shè)備組成，各加熱器之間疏水方式均為逐級(jí)自流。

1 等效熱降法簡(jiǎn)介

等效焓降法是一種新的熱工理論，基于熱力學(xué)的熱功轉(zhuǎn)換原理，考慮到設(shè)備質(zhì)量、熱力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)的特點(diǎn)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的理論推演，導(dǎo)出幾個(gè)熱力分析參數(shù)Hi和ηi等，用以研究熱功轉(zhuǎn)換及能量利用程度的一種方法[2]。這種方法應(yīng)用廣泛，研究的內(nèi)容有汽輪機(jī)各級(jí)抽汽，系統(tǒng)補(bǔ)充水，低壓省煤器布置，噴水減溫系統(tǒng)，排污及其利用系統(tǒng)，常用蒸汽系統(tǒng)，除氧器系統(tǒng)，疏水及凝結(jié)水回收系統(tǒng)等[3]。

門桿漏汽既有工質(zhì)損失，也有熱量損失，它的計(jì)算方法可以按照等效焓降應(yīng)用法則計(jì)算。門桿漏汽及利用系統(tǒng)對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響是衡量整個(gè)軸封系統(tǒng)完善程度的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)這些定量分析計(jì)算和指標(biāo)，可以判斷各種機(jī)組回?zé)嵯到y(tǒng)及回收利用的優(yōu)劣，為改進(jìn)設(shè)計(jì)和加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)與管理提供了較好的方法。

2 高壓閥桿漏汽經(jīng)濟(jì)性分析

本次熱力計(jì)算將該段高壓閥桿漏氣分別引至3號(hào)高壓加熱器、4號(hào)除氧器、5號(hào)，6號(hào)，7號(hào)低壓加熱器用于加熱凝結(jié)水，減少低壓抽汽量，利用等效熱降法分別對(duì)比計(jì)算，以便得到準(zhǔn)確的經(jīng)濟(jì)性數(shù)值。五段抽汽的溫度和壓力分別是107℃，165℃，216.9℃，325.4℃，428.3℃和0.05469MPa，0.1014 MPa，0.1726 MPa，0.4491 MPa，0.9461 MPa。3號(hào)高壓加熱器、4號(hào)除氧器、5、6、7號(hào)低壓加熱器主要參數(shù)見(jiàn)下表1。該段蒸汽份額分為A段和B段，漏氣份額分別為0.0009，0.00038，漏氣量約為0.36t/h，在此種原始布置下，熱經(jīng)濟(jì)性分析數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

3 預(yù)改造的高壓閥桿漏氣熱經(jīng)濟(jì)性計(jì)算

該機(jī)組有三個(gè)低壓加熱器，再熱蒸汽入口段在3號(hào)高壓加熱器前，除氧器抽汽來(lái)自中壓缸尾部排汽。本次預(yù)改造將高壓缸閥桿漏氣A段從引至高壓缸排汽改到引至3號(hào)高壓加熱器，4號(hào)除氧器，5號(hào)、6號(hào)、7號(hào)低壓加熱器。高壓門桿漏汽連接的低壓加熱器中抽汽最高壓力為0.8988MPa，最高疏水溫度為155.8℃。

單位質(zhì)量再熱蒸汽的單位吸熱量為509.8KJ/kg，實(shí)際熱耗率q=8011.4kJ/kw·h，新蒸汽等效焓降H=1185.03KJ/kg，實(shí)際煤耗率bb=315.92g/kw·h，裝置效率η=0.4494.

利用等效焓降法計(jì)算[2]。

閥桿漏氣損失做功為：Vhf=αf（hf+σ-hn）;閥桿漏氣回收功為：VHfi=αf[（hf-hi）ηi+（hi-hn）];能量回收率為：;系統(tǒng)做工損失為：VHxti=Vhf-Vhfi;再熱器吸熱量增加：VQ=αfσ;裝置熱經(jīng)濟(jì)性相對(duì)降低：;熱耗率增加值：Vq=qδηi;標(biāo)準(zhǔn)煤耗率增加值為：Vbb=bbδηi

分別計(jì)算高壓閥桿漏氣引至3號(hào)高壓加熱器、除氧器、7號(hào)，6號(hào)，5號(hào)低壓加熱器，計(jì)算數(shù)據(jù)如表3所示。

從計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)看，預(yù)改造的高壓閥桿漏氣，即將此漏氣引至7、6、5號(hào)低壓加熱器和除氧器以及3號(hào)高壓加熱器后，機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的相對(duì)降低值為正數(shù)，而改造前的經(jīng)濟(jì)性是增加的，說(shuō)明此次改造經(jīng)濟(jì)性降低。同時(shí)，熱耗率和煤耗率增加值相對(duì)改造前來(lái)說(shuō)變大，尤其是熱耗率增加值，增加值較大。

（下轉(zhuǎn)第61頁(yè)）

（上接第36頁(yè)）

對(duì)于這三種改造方案，由表3可以看出：3號(hào)高壓加熱器在熱經(jīng)濟(jì)性，熱耗率和煤耗率以及能量回收率方面比將高壓閥桿漏氣引至其他加熱器效果相對(duì)較好。閥桿漏氣的壓力比加熱器和軸封冷卻器中的壓力都高，在引至加熱器過(guò)程中，勢(shì)必會(huì)有沿程阻力等能量的損失[3]，損失的大小也會(huì)體現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)性數(shù)值上面。閥桿漏氣回收利用在高壓缸排汽，即引入改造前的2號(hào)加熱器，其熱經(jīng)濟(jì)性相對(duì)最好。

4 結(jié)論

本次熱力計(jì)算對(duì)某發(fā)電廠2號(hào)機(jī)組的高壓閥桿漏氣進(jìn)行預(yù)改造，經(jīng)計(jì)算得到的結(jié)論是將這段漏氣引至2號(hào)高壓加熱器熱經(jīng)濟(jì)性好。將高壓閥桿漏氣引至較低壓加熱器熱經(jīng)濟(jì)性降低，但可以減少低壓缸抽汽，使之有更多蒸汽在低壓缸中做功，增加回收功和能量回收率，汽輪機(jī)組排汽焓值也會(huì)受到影響而升高?；痣姀S汽輪機(jī)熱系統(tǒng)中閥桿漏氣在眾多軸封和汽封漏氣中所占比重較小，汽輪機(jī)高壓缸由于安裝和長(zhǎng)期工作等原因，在閥門、管道等連接部位出現(xiàn)一定漏氣是很普遍的現(xiàn)象，這部分熱量和工質(zhì)長(zhǎng)時(shí)間積累也會(huì)造成可觀數(shù)量的經(jīng)濟(jì)損失，但是考慮到管路改裝費(fèi)用，復(fù)雜程度等因素，對(duì)于該機(jī)組，可以適當(dāng)改到較高級(jí)加熱器中，減少管道費(fèi)用損失，或者仍將這部分漏氣引至高壓缸排汽，維持原有工況運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉洪偉，李娟，張春發(fā).汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析方法的研究[A].電力科學(xué)與工程，2008（05）：38-4.

[2]林萬(wàn)超.火電廠熱力系統(tǒng)定量分析[M].西安：西安交通大學(xué)出版社.

[3]李國(guó)軍，關(guān)明，李敬，肖紅，盛偉.300MW機(jī)組負(fù)壓軸封問(wèn)題的分析與改進(jìn)[J].沈陽(yáng)電力高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，1999（04）：26-27.

作者簡(jiǎn)介：谷聰偉（1990-），女，碩士，主要從事：電廠優(yōu)化運(yùn)行。endprint