【文章內(nèi)容簡介】 系統(tǒng)主要是由高壓加熱器、低壓加熱器、除氧器和各種水泵及相關(guān)管道所構(gòu)成，而回?zé)峒訜崞魇瞧啓C(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的核心組成構(gòu)件，其運(yùn)行狀況直接影響到回?zé)嵯到y(tǒng)乃至整個(gè)熱力系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性，主要表現(xiàn)在加熱器端差（包括運(yùn)行中的加熱不足）、壓損、散熱損失、切除加熱器和給水部分旁路等因素對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響，在這些因素中，加熱器端差的大小是反應(yīng)加熱器性能優(yōu)劣的主要指標(biāo)，端差越小，則加熱器的熱經(jīng)濟(jì)性越高。 加熱器端差及熱損失產(chǎn)生的原因加熱器端差又有上端差和下端差之分，其中上端差是指加熱器內(nèi)蒸汽壓力下所對應(yīng)的飽和溫度與加熱器出口水溫之差；下端差是指離開加熱器殼側(cè)的疏水出口溫度和進(jìn)入管側(cè)的給水進(jìn)口溫度之差?？紤]到加熱器上端差對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響遠(yuǎn)比下端差大，如無特殊說明，一般文獻(xiàn)中加熱器端差均指上端差，因而本文也只對加熱器上端差進(jìn)行分析討論。過程線12是給水被加熱的升溫過程；34是加熱蒸汽凝結(jié)放熱過程；是加熱器的端差。在設(shè)計(jì)中有技術(shù)經(jīng)濟(jì)選定的端差，在運(yùn)行設(shè)備 中，由于各種原因產(chǎn)生給水加熱不足謂之運(yùn)行端差。經(jīng)濟(jì)上合理的端差值應(yīng)由技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算比較來決定，即比較當(dāng)端差值降低時(shí)得到的燃料節(jié)省和加熱器換熱面金屬消耗的增加費(fèi)用。燃料越貴，金屬越便宜，則降低端差越有利。一般表面式回?zé)峒訜崞鞯某隹诙瞬罴s為3～5℃。端差的存在和變化，雖沒有發(fā)生直接的明顯的熱損失，但卻增加了熱交換的不可逆性，產(chǎn)生了額外的冷源損失，降低了裝置的熱經(jīng)濟(jì)性。 分析加熱器端差對機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性影響的意義在再熱機(jī)組中，高加的端差變化通常不但影響新蒸汽等效焓降，而且還會(huì)通過影響再熱器的吸熱量進(jìn)而影響循環(huán)吸熱量。加熱器端差增大，一方面導(dǎo)致加熱器出力下降，使能級較低的抽汽量減少，汽輪機(jī)的排汽量增大。另一方面使上一級加熱器的負(fù)荷增大，使能級較高的抽汽量增加，降低汽輪機(jī)的作功能力；而高壓加熱器端差過大又使循環(huán)吸熱量增加，這些因素導(dǎo)致汽輪機(jī)的循環(huán)效率下降，影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。因而定量分析加熱器端差對機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響，對熱力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)化、節(jié)能改造、現(xiàn)場運(yùn)行管理有重要的意義。因此，對加熱器端差變化造成的機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響進(jìn)行定量的分析、計(jì)算是十分必要的。3 等效熱降理論及其計(jì)算通式 等效熱降理論概述等效熱降是基于熱力學(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)過嚴(yán)密的理論推演，導(dǎo)出及等熱力分析參量，用以研究熱力轉(zhuǎn)換及能量利用程度的一種方法。該方法主要用來分析蒸汽動(dòng)力裝置和熱力系統(tǒng)，既可用于整體熱力系統(tǒng)的計(jì)算，也可用于熱力系統(tǒng)的局部定量分析。由于它拋棄了常規(guī)熱平衡計(jì)算的缺點(diǎn)，無需全部重新計(jì)算便能查明系統(tǒng)變化的經(jīng)濟(jì)性，即可用局部運(yùn)算替代整個(gè)熱力系統(tǒng)的復(fù)雜計(jì)算，因而當(dāng)用于熱力系統(tǒng)局部定量分析時(shí)，等效熱降法簡捷而準(zhǔn)確，且與一般熱力學(xué)分析結(jié)果完全一致。因此，可借助等效熱降法定量分析加熱器端差對熱機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響。 基本概念對于純凝汽式汽輪機(jī)來說，1kg新蒸汽所做的功等于它的焓降，即： （31）式中：h為新蒸汽所做的功； 為新蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的初焓；hc為汽輪機(jī)的排汽焓，對于回?zé)岢槠狡啓C(jī)1kg新蒸汽所做的功為： （32）其中：h為新蒸汽所做的功； 為新蒸汽進(jìn)入汽輪機(jī)的初焓；hc為汽輪機(jī)的排汽焓；為汽輪機(jī)第??級抽汽焓；為抽汽份額。 對比可知：回?zé)岢槠狡啓C(jī)1kg新蒸汽所做的功小于純凝汽式汽輪機(jī)，為將其與純凝汽式汽輪機(jī)的焓降有所區(qū)別，將式（32）的焓降稱作等效熱降。 （1）等效熱降：指回?zé)岢槠狡啓C(jī)lkg新蒸汽的作功，等效于kg新蒸汽直達(dá)冷凝器的熱降。其中：為抽汽份額；為抽汽作功不足系數(shù)；??為任意抽汽級的編號(hào)；Z為抽汽級數(shù)。 （2）抽汽等效熱降：表示lkg抽汽流從加熱器(Noj)處返回汽輪機(jī)的真實(shí)做功能力。抽汽等效熱降計(jì)算通式為： （3）抽汽效率 ：表示任意熱量加到汽輪機(jī)的回?zé)嵯到y(tǒng)加熱器（Noj）處時(shí)，該熱量在汽輪機(jī)中轉(zhuǎn)變?yōu)楣Φ某潭然蚍蓊~。各抽汽等效熱降計(jì)算出后，按做功與加入熱量之比，可得出相應(yīng)的抽汽效率： 式中 —取或者，根據(jù)加熱器型式而定； —1kg給水在加熱器j中的焓升； —1kg疏水在加熱器j中的放熱量； —加熱器j后更低壓力抽汽口腳碼。說明：①如果№j為匯集式加熱器，則均以代之；如果№j為疏水放流式加熱器，則從j以下直到（包括）匯集式加熱器用代替；而在匯集式加熱器以下，無論是匯集式或疏水放流式加熱器，則一律以代替。②、分別為加熱器j中1kg抽汽的放熱量、加熱器j對應(yīng)的1kg抽汽的焓、汽輪機(jī)排汽焓。③、分別為加熱器中1kg抽汽的放熱量、加熱器中1kg抽汽的等效熱降。 方法應(yīng)用加熱器端差對機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響主要決定于端差的大小和相鄰加熱器抽汽效率之差的大小，此外，還與前面加熱器有無疏水冷卻器及疏水份額大小有關(guān)。因此，只要知道加熱器端差的大小和相鄰加熱器抽汽效率之差的大小，便可應(yīng)用等效熱降法定量分析出加熱器端差對機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)的影響。4 加熱器端差變化對經(jīng)濟(jì)性影響的計(jì)算分析 TC4F980型600MW亞臨界機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng) 。600MW亞臨界汽輪機(jī)組為美國西屋電氣制造的亞臨界、一次中間再熱、單軸、反動(dòng)式、四缸四排汽、雙背壓、凝汽式機(jī)組，配汽包爐，℃，（），汽輪發(fā)電機(jī)組額定設(shè)計(jì)功率為600MW。汽輪機(jī)的整個(gè)通流部分有四個(gè)汽缸組成，即1個(gè)單流高壓缸，1個(gè)雙流中壓缸和2個(gè)雙流低壓缸。本機(jī)組有八級回?zé)岢槠?，回?zé)嵯到y(tǒng)中有三臺(tái)高壓加熱器，四臺(tái)低壓加熱器，一臺(tái)除氧器，一臺(tái)軸封加熱器。本機(jī)組的熱力系統(tǒng)由八段非調(diào)整回?zé)岢槠M成，分別為3個(gè)高壓加熱器、1個(gè)除氧器和4個(gè)低壓加熱器，用于加熱凝結(jié)水和鍋爐給水。加熱器疏水采用逐級自流方式，高加疏水引至除氧器，低加疏水最終引至凝汽器。8級回?zé)峒訜崞鞒跗鳛榛旌鲜郊訜崞魍猓?個(gè)高加熱器和4個(gè)低壓加熱器均為表面式加熱器，并設(shè)有疏水冷卻段，此外高加還設(shè)有過熱蒸汽冷卻段。該機(jī)組的原始數(shù)據(jù)已在表41中列出，根據(jù)等效熱降理論可以計(jì)算出各級抽汽等效熱降和抽汽效率。 表41 TC4F980型600MW亞臨界機(jī)組原始數(shù)據(jù)加熱器編號(hào)抽汽焓值/(kJ/kg)疏水焓值/(kJ/kg)出口水焓值/(kJ/kg)蒸汽放熱量/(kJ/kg)疏水放熱量/(kJ/kg)給水焓升/(kJ/kg)抽汽份額 NO10NO2NO3NO4NO525370NO6NO7NO8排汽：混合式加熱器，用加熱器進(jìn)口水焓作為疏水焓。 其他參數(shù)再熱蒸汽焓升 熱耗率 等效熱降計(jì)算各段抽汽等效熱降和抽汽效率的計(jì)算： 再熱冷段以上排擠1kg抽汽所引起的再熱器吸熱量計(jì)算： 新蒸汽等效熱降計(jì)算在不計(jì)各種附加成分引起的做功損失的情況下，新蒸汽凈等效熱降等于毛等效熱降: 加熱器端差的定量分析在此討論600MW機(jī)組各加熱器端差減小的熱經(jīng)濟(jì)效果 No1加熱器端差減小即減小的熱經(jīng)濟(jì)效果新蒸汽等效熱降降低 循環(huán)吸熱量減少 機(jī)組效率相對提高熱耗率降低 標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低 No2加熱器端差減小即減小的熱經(jīng)濟(jì)效果新蒸汽等效熱降增加 循環(huán)吸熱量減少 機(jī)組效率相對提高熱耗率降低 標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低 No3加熱器端差減小即減小的熱經(jīng)濟(jì)效果新蒸汽等效熱降增加循環(huán)吸熱量增加 熱耗率降低 標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低 No5加熱器端差減小即減小的熱經(jīng)濟(jì)效果新蒸汽等效熱降增加 式中：進(jìn)除氧器的凝結(jié)水份額熱耗率降低 標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低 No6加熱器端差減小即減小的熱經(jīng)濟(jì)效果新蒸汽等效熱降增加 熱耗率降低 標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低 No7加熱器端差減小即減小的熱經(jīng)濟(jì)效果新蒸汽等效熱降增加 熱耗率降低 標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低 No8加熱器端差減小的熱經(jīng)濟(jì)效果新蒸汽等效熱降增加 熱耗率降低 標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低 綜合以上有該機(jī)組加熱器端差對經(jīng)濟(jì)性的影響如下表42和43表42 端差改變對的影響第1級第2級第3級第5級第6級第7級第8級0000表43 加熱器端差對經(jīng)濟(jì)性的影響項(xiàng)目，單位 加熱器編號(hào) 效率相對提高熱耗率降低標(biāo)準(zhǔn)煤耗率降低No1