【正文】 方面， 據(jù)有關(guān)資料記載 ， 火電廠鍋爐熱效率 提高 1%就會使整個機組的效率提高約 %～ %， 標(biāo)準(zhǔn)煤耗可下降 3～ 4 )/( hkWg ? [5]。目前，全國各地火電廠節(jié)能的主要措施有 ：實現(xiàn)電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，推行火電廠的經(jīng)濟(jì)運行，并保持供電質(zhì)量 ； 對 200MW 3 以下的機組進(jìn)行系統(tǒng)改造 ，以提高效率、降低能耗。初步測算，關(guān)停 5400 萬千瓦小火電機組，每年可減少二氧化硫 （ 2SO ） 排放 106 萬噸，減少二氧化碳 （ 2CO ） 排放 1． 24 億噸 [3]。關(guān)停5400 萬千瓦小火電機組的主要成效體現(xiàn)在 3 個方面：首先，火電裝機容量結(jié)構(gòu)得到優(yōu)化，大容量機組比例升高，小機組特別是能耗高、污染重的小機組下降。其中，每 1 萬元 GDP 標(biāo)準(zhǔn) 煤耗 量應(yīng)減少到 噸；單位 GDP 的能耗每年必需減至 %；單位工業(yè)附加值的水資源消耗必需減少 30%；主要污染物排放應(yīng)減少 10%。同時對現(xiàn)今在運行的機組采取節(jié)能措施，減少不必要的煤耗， 降低污染物排放量， 節(jié)約能源，改善我們的環(huán)境，減少 能源危機。東西南北縱橫上千公里的運輸距離，使東南沿海地區(qū)煤炭用戶的用煤成本居高不下。此外，煤炭的運輸費用過于高昂。目前，我國 二氧化硫（ 2SO ）的 排放量居世界第一位，酸雨的覆蓋面積已達(dá)國土面積的 40%，其中主要集中在東部沿海城 市。因此，能源結(jié)構(gòu)多元化是社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的必然結(jié)果，建立一個高效、潔凈和持久的能源體系是一個國家 (或地區(qū) )走向現(xiàn)代化的必然趨勢。 根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要和可能，我國的能源政策是“開發(fā)和節(jié)約并重，近期把節(jié)約能源放在優(yōu)先地位 ” 而且節(jié)能是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的一項長期戰(zhàn)略任務(wù) 。 能源 工業(yè) 是 國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是實現(xiàn)現(xiàn)代化的物質(zhì)基礎(chǔ) ，世界各國都把建立可靠、安全、穩(wěn)定的能源供應(yīng)保障體系作為國民經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略問題之一 [1]。從世界范圍來看，目前尚沒有一個國家能夠依靠以煤為主這種低效的能源消費結(jié)構(gòu)實現(xiàn)現(xiàn)代化。煤炭在使用的同時，會帶來嚴(yán)重的環(huán)境污染。 2021年世界銀 行發(fā)展報告列舉的世界污染最嚴(yán)重的 20個城市中，中國占了 l6個，中國大氣污染造成的經(jīng)濟(jì)損失已經(jīng)占到 GDP的 3%～ 7%。隨著東部經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，對能源的需求越來越多，煤炭生產(chǎn)和需求的增長率均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于煤炭運輸量的增長率，鐵路運輸?shù)钠款i問題將 更加突出。 為了有效解決大量使用煤炭所帶來的環(huán)境污染問題和鐵路運輸壓力問題，必須大力發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù) 。 在我國的“十一五”規(guī)劃中，國家將能源利用率列為重中之重，主要目標(biāo)是到 2021 年單位 GDP 的能源消耗減少 20%。 2021 年 7 月，全國淘汰小火電機組 突破 5400完千瓦，提前一年半完成了“十一五”關(guān)停 5000 萬千瓦小火電機組任務(wù)。再有 ，污染物和溫室氣體排放明顯減少。 提高火電廠熱經(jīng)濟(jì)性（即減少能耗） 不僅是降低本身成本的需要，更是影響全國一次能源生產(chǎn)、運 輸和節(jié)約的大事。 在火電廠三大主機鍋爐、汽輪機、發(fā)電機中，要做到節(jié)能降耗， 主 要從鍋爐和汽輪機入手。汽輪機方面，要加強對真空系統(tǒng)的運行調(diào)整和維護(hù)，調(diào)整凝汽器水位，提高給水溫度 ，以達(dá)到提高經(jīng)濟(jì)性的目的 [6]。 汽包液位控制的意義 對于汽包鍋爐而言，汽包水位是鍋爐運行的重要指標(biāo)，保持 水位在一定的范圍內(nèi)是保證鍋爐安全運行的首要條件，水位過高、過低 都會給鍋爐及蒸汽用戶的安全操作帶來不利的影響。尤其大型鍋爐，水在汽包內(nèi)的停留時間極短， 從而導(dǎo)致水冷壁燒壞，甚至引起爆炸，所以對水位必須嚴(yán)格的加以控制。在加熱器各種 故障中，與殼側(cè)水位控制有關(guān)的故障占有相當(dāng)大的比重?？梢娬_的水位控制是確保加熱器運行可靠性和熱力性能的基本條件之一 [9]。 所以，在火 電廠的運行中，對于加熱液位的控制不能疏忽大意，或者為了方便，直接讓加熱處于無水位運行的狀態(tài)，這些都會對火電廠的安全運行和整體效率造成很大的影響。 （ 3） 根據(jù)文獻(xiàn) 總結(jié) 目前 國內(nèi) 加熱器水位控制的方法：浮子式疏水器 、 疏水調(diào)節(jié)閥 和 兩相流自調(diào)節(jié)水位控制器 ，并分別對上述 幾 種 水位控制的方法進(jìn)行分析。給水流經(jīng)低壓加熱器、除氧器、高壓加熱器。回?zé)嵫h(huán)是由回?zé)峒訜崞?，回?zé)岢槠艿溃艿?，輸水管道等機組成的一個加熱系統(tǒng)，而回?zé)峒訜崞魇窃撓到y(tǒng)的核心。 圖 22 全混合式加熱器的回?zé)嵯到y(tǒng) [10] 圖 23 全表面式加熱器回?zé)嵯到y(tǒng) [10] 對于表面式加熱器，布置形式上可分為正立式、倒立式和臥式三類；傳熱區(qū)段有過熱蒸汽冷卻段、凝結(jié)段和疏水冷卻段的各種組合。 加熱器殼側(cè)水位過高 當(dāng) 加熱器殼側(cè) 水位過高時， 將多淹沒 一部分有效傳熱面，給水在加熱器中的吸熱量則會減少， 給水溫度將會降低， 也就降低了 吸熱過程中的平均吸熱溫度 ， 8 從而降 低回?zé)嵫h(huán)熱效率。 對具有內(nèi)置式過熱蒸汽冷卻段的倒置立式加熱器， 如果殼側(cè)水位 過高，淹沒了過熱蒸汽冷卻段的上端隔板，會導(dǎo)致該處管束的損壞。疏水 冷卻段的流通截面 是按水設(shè)計的，為 了 防止壓損過大， 一般規(guī)定疏 水冷卻段內(nèi)凝結(jié)水流速不大 于 ～ sm/ 。 在水位過低的情況下，疏水冷卻段不能正常工作，由加熱器排出的疏水過冷度很小，在流動過程中就很容易因壓損而造成疏水 在管道內(nèi)的“閃蒸”。由于疏水的“閃蒸”和兩相流動過程通常不穩(wěn)定，也 會激發(fā)管道的振動。對采用疏水泵的系統(tǒng)，疏水過冷度不足還會對疏水泵的汽蝕余量產(chǎn)生不利影響。 加熱器無水位運行會導(dǎo)致本級抽汽隨疏水串入下一級加熱器，它不僅將高能級抽汽貶為低能級使用，大幅度降低機組熱經(jīng)濟(jì)性，而且汽水兩相流動還會使管壁，閥門遭受汽蝕和沖擊，并引起疏水管道振動和損壞，影響系統(tǒng)的安全運行。但立式占地面積小，便于安裝和檢修，為中、小機組和部分大機組廣泛采用。 本文介紹的鐘形浮子式疏水器是利用金屬彈簧片受熱彎曲的特性來阻汽排水的。當(dāng)水位達(dá)到一定位置時，金屬彈簧片由于冷卻而收縮，排水孔閥 蓋 打開，冷凝水大量進(jìn)入桶內(nèi)，吊桶由于自身重量而下沉，通過連桿，將閥瓣打開，排出冷凝水 ,見圖 28（ b） 。疏水調(diào)節(jié)閥 的特點是響應(yīng)快、能實現(xiàn)遠(yuǎn)距離操作，但其調(diào)節(jié)系統(tǒng) 11 線路復(fù)雜，維修要求高。由于汽液的比容相差上千倍，所以動力源所需蒸汽量很小，約為本級加熱器疏水量的1%2%。調(diào)節(jié)器的外型類似三通，上端與外置式傳感變送器頂部聯(lián)絡(luò)管 (或內(nèi)置式傳感變送器信號管 )相連，左側(cè)連接加熱器的疏水口。同時，在調(diào)節(jié)器中接受到的調(diào)節(jié)汽量小的信號，因而流過調(diào)節(jié)器中的汽量減少，對于一個固定的斷面，流過的汽量減少，流過的水量必然增加，加熱器的水位隨之下降。 h 0 =0 /t zr =535/535 CP 0 =t sf 4t s1t nt sf 3t s2t s3t s4t s6t s7t s8t bt 1t 2t 3t 4t 5t 6t 7P n8t 8NO1NO2NO3NO4NO5NO6NO7NO8h zrh nh1h 2h3h 4h 5h 6h 7h 8P nPr1P r2Pr3P r4P r5P r6P r7P r8 11984107362051 注：○向軸封送氣①～④來自再熱冷段以前 單位：； MPap? ； kgkJh /? 圖 31 N200/ 簡捷計算 熱力系統(tǒng) 簡捷計算 方法 是在改進(jìn) 回?zé)嵯到y(tǒng) 常規(guī)計算的過程中逐步完善形成的。使抽汽份額 j? 的計算 13 能由高到低逐個地解出。 等效熱降計算 計算抽汽等效熱降 iH 、抽汽效率 i? ? ?kgkJhhH n / 5 4 3 6 9 111 ????? 0993 ??? qH? ? ?kgkJhhH n / 9 9 3 4 3 8 8 81122 ???????? ?? 1680 ??? qH? ? ?kgkJ HhhH / ? ????????? ??1988 ??? qH? ? ?kgkJ HhhH / ? ????????? ??257 ??? qH? ? ?kgkJHhhHrrr/242255?????????????? ????284 ??? qH? ? ?kgkJ HhhH / ? ????????? ??314 ??? qH? ? ?kgkJ HhhH / ? ??????????? ??? 20 439 ??? qH? ? ?kgkJ HhhH / ? ????????? ??465 ??? qH? 新蒸汽的等效熱降計算 （ 1） 新蒸汽毛等效熱降 ： ??????810 r rrnM hhH ??? ? ?kgkJH M/???????????????????? （ 2） 各種附加成分引起的做工損失 ： ? ?kgkJbb /7 7 3 6 )3 1 4 1 (23)1( 6 ??????? ?? ? ?? ?? ?kgkJqqqq fnffffrrrfff/)()()()( 121010199415000???????????????????????? ???????????? ?? ?? ?kgkJhhhhhh nfnfff/7 5 1 5 2 7 5) 2 7 4 3 3(2 8 4 1 4 3 30 0 2 8 )()(( 5551111?????????????? ??? ? ?? ?? ?kgkJqqhh fnfnfff/( 123333?????????????? ???? ? ?? ?? ?kgkJhhhhhh nfnfff/)()()(( 5555555???????????? ?? ? ?? ?? ?kgkJqqhh fnfnfff/1 4 9 2 0 9 6 3 6 8 0 1 5 4 3 5 4 30 0 3 127777???????????? ??? 21 ? ?? ?? ?kgkJhhhhhh nfnfff/6 2 3 7 1 6 4) 1 6 1 0 0(2 6 6 9 1 0 00 0 5 7 )()( 4442222?????????????? ??? ? ?? ?? ?kgkJqhh fnfff/( 14444??????????? ??? ? ?? ?? ?kgkJhhhhhh nfnfff/)()()( 4446666???????????? ?? ? ?? ?? ?kgkJqhh fnfff/7 2 1 9 0 9 9 3 3 5 4 3 4 9 18888????????? ?? （ 3） 新蒸汽的凈等效熱降： ? ?kgkJHH M/??????????????? ? （ 4） 等效熱降所求得的實際循環(huán)效率： 4 3 2 3 7 7 8 3 71 1 6 9 2 2 8/2 ??? QHi? 與之前所計算的裝置效率完全一致。 （ 1） 假定高壓加熱器中的 8段無水位運行，串汽份額 ?? 。部分取代 2段抽汽，則 2 段新蒸汽等效熱降損失為： ? ?kgkJH /)1 6 8 0 9 8 8 ()( 2322 ??????? ???? 裝置效率相對降低： 00 ??????? HH H?? 煤耗的絕對變化量 ： )/( 0 90 0 1 0 hkWgb ????? 則一年運行 5000h 將多耗煤： ? ?? ?atnNbB d /3101050002 0 0 0 0 6622 ????????? ?? （ 5）由 以上 計算結(jié)果可以看到，加熱器無水位運行對機組的經(jīng)濟(jì)性影響很大 ，如圖 31 所示 。 該程序為我本人 編寫，使用該程序可以簡化計算，避免了人工計算大量繁瑣的工作量，且對于計算結(jié)果的準(zhǔn)確率有很大的提高。在輸入數(shù)據(jù)后可點擊保存，當(dāng)再次計算時，點擊載入數(shù)據(jù)即可免除再次輸入數(shù)據(jù)。 圖 42 保存數(shù)據(jù) 圖 43 載入數(shù)據(jù) 26 圖 44 熱力系統(tǒng)計算顯示界面 點擊繼續(xù)，將繼續(xù)計算出熱耗率的反平衡檢驗結(jié)果，以及變熱量等效熱降的計算結(jié)果。 圖 45 熱耗率反平衡檢驗計算以及變熱量等效熱降計算界面 27 5 結(jié)論與展望 能源是社會發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，根據(jù)我國經(jīng)濟(jì)建 設(shè)的需要和可能，我國的能源政策是“開發(fā)和節(jié)約并重，近期把節(jié)約能源放在優(yōu)先地位”而且節(jié)能是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的一項長期戰(zhàn)略任務(wù)?；痣姀S的節(jié)能措施包括很多方面，在本文中礙于篇幅不能一一列舉，但在火電廠三大主機中的兩大主機 —— 鍋爐和汽輪機方面，若能對液位控制給予相當(dāng)?shù)闹匾暎纯赡茏龉?jié)能。 對于回?zé)峒訜崞鳎?無水位運行也是國內(nèi)加熱器運行中的一個普遍的