雙壓凝汽器凝結水回熱熱經濟性定量分析

張燦勇，孫華杰

（1.山東省電力學校，山東 泰安 271000；2.華電青島發電有限公司，山東 青島 266031）

0 引言

近年來，單殼體雙壓凝汽器在我國600 MW和超超臨界1 000 MW火電機組上得到了廣泛應用。在雙壓凝汽器中，凝汽器低壓側的凝結水可以送到凝汽器高壓側進行回熱，使其被加熱到凝汽器高壓側的飽和溫度，即其溫度與在高壓側生成的凝結水溫度相等。因而，提高了凝結水的溫度，減少了凝結水帶走的熱量。

目前一般采用重力輸送法將凝汽器低壓側的凝結水送往到高壓側去回熱，這種方法是在凝汽器熱井位置中利用幾何位差使凝結水依靠重力自流到高壓凝汽器中，如圖1所示。該方法的優點是系統簡單、維修費用低、容易布置。

雙壓凝汽器的凝結水回熱可以提高機組的熱經濟性。研究確定了凝結水回熱回熱量的計算方法，定量分析了凝結水回熱的熱經濟性，并給出了DH－600－40－T 型機組的應用實例。

1 凝結水回熱回熱量的確定

定量分析凝結水回熱的熱經濟性，首先要確定凝結水回熱的回熱量。為分析方便，構建如圖2所示熱力系統。圖中：pl—低壓汽室排汽壓力，kPa；tsl—低壓凝結水溫度，℃；hsl—低壓凝結水焓，kJ／kg；ph—高壓汽室排汽壓力，kPa；tsh—高壓凝結水溫度，℃；hsh—高壓凝結水焓，kJ／kg；αnl—低壓汽室排汽質量分數，%；αnh—高壓汽室排汽質量分數，%；η1—1號低壓加熱器等效熱降計算的抽汽效率，%。

圖1 雙壓凝汽器示意圖

假設汽輪機進汽為1 kg，凝汽αnkg，進入低壓汽室和高壓汽室的凝汽分別為αnlkg和αnhkg。根據前述凝結水的回熱過程，凝結水的回熱量實際上就是低壓側凝結水流入高壓側后的吸熱量，其溫度由tnl上升到tnh。因此，凝結水回熱的回熱量為

圖2 熱力系統

2 凝結水回熱熱經濟性的定量分析及應用

2.1 定量分析

根據文獻［1］，對于該回熱量可以認為是內部“純熱量”利用于熱力系統。根據熱力系統計算原則，軸封加熱器和1號低壓加熱器組成一個計算整體，具體來說，就是該回熱量隨凝結水的流動利用于1號低壓加熱器。

由于ΔQhn屬于純熱量進入系統，并利用在η1能級上，因而，按照等效熱降概念，新蒸汽等效熱降的增量為

裝置熱效率相對提高

式中：H為機組新蒸汽等效熱降，kJ／kg。

2.2 應用實例

DH－600－40－T型機組有關參數如表1所示。凝結水回熱的回熱量為

表1 DH－600－40－T型機組有關參數

2.3 雙壓凝汽器的應用

隨著汽輪機單機功率的增加和排汽口的增多，以及采用多殼體凝汽器，多壓凝汽器就應運而生。美國是世界上首次應用多壓凝汽器的國家，60年代初期美國就開始在大功率機組中采用這一技術。60年代中期，日本從美國引進了這一新技術，成功地研制了單殼體多壓凝汽器（主要是雙壓凝汽器）。之后于70年代末，前蘇聯在K－800－240－3型機組上也成功地采用了雙壓凝汽器。90年代，我國首次在600 MW級機組上采用雙壓凝汽器，目前，雙壓凝汽器技術在我國600 MW和1 000 MW級等大型火電機組上已廣泛采用。我國采用雙壓凝汽器的典型600 MW和1 000 MW機組如表2所示。

新蒸汽等效熱降增加

裝置熱效率相對提高

3 結語

現代大容量機組廣泛采用的雙壓凝汽器，其凝結水回熱是提高機組熱經濟性的方法之一。 借助等效熱降理論等節能工具在求得凝結水回熱量的基礎上，可以方便地對其熱經濟性進行定量分析。

通過應用實例可以看出，雙壓凝汽器凝結水回熱的回熱量相對較少，又加之該熱量是利用于能級較低的1號低壓加熱器上，因此，新蒸汽等效熱降的增加值和裝置熱效率的相對提高都是很小的，節能效果不顯著。但作為內部廢熱的合理利用，在投資不大的情況下還是提倡凝結水回熱的。

表2 我國采用壓凝汽器的典型600 MW和1 000 MW機組

［1］ 林萬超.火電廠熱系統節能理論［M］.西安：西安交通大學出版社，1994.

［2］ 張燦勇，倪令紅，范孝利，等.DH－600－40－T 型機組高壓加熱器運行方案的熱經濟性分析［J］.山東電力技術，2001（5）:35－36.

［3］ 胡念蘇.汽輪機設備及運行［M］.北京：中國電力出版社，2010.

［4］ 廣東電網公司電力科學研究所.汽輪機設備及系統［M］.北京：中國電力出版社，2011.

［5］ 華東六省一市電機工程（電力）學會.汽輪機設備及系統［M］.北京：中國電力出版社，2006.