等效熱降法分析減溫水對機組經(jīng)濟性影響

鄭威，郝玉振，丁俊齊，劉浩

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院，濟南250003；2山東中實易通集團有限公司，濟南250002）

等效熱降法分析減溫水對機組經(jīng)濟性影響

鄭威1，郝玉振1，丁俊齊1，劉浩2

（1.國網(wǎng)山東省電力公司電力科學研究院，濟南250003；2山東中實易通集團有限公司，濟南250002）

運用等效熱降方法，提出一種新的針對給水泵中間抽頭再熱減溫水對機組運行經(jīng)濟性影響的計算方法，并與常用計算公式進行比較。指出新方法與常用計算公式的假設條件不同。新推導的計算公式與ASME PTC6-2004中第一類修正計算的原則保持一致。結合具體機組，給出給水泵中間抽頭再熱減溫水對機組性能影響的算例。

再熱減溫水；等效熱降；汽輪機組；經(jīng)濟性能

0　引言

從給水泵中間抽頭引出的再熱器減溫水對機組運行經(jīng)濟性影響很大，一般再熱器噴水流量每增加鍋爐額定負荷的1%，機組的熱經(jīng)濟性約降低0.2%［1］。

目前再熱器減溫水對機組經(jīng)濟性影響的定量分析中，通常采用等效熱降的方法［2-3］，具體計算時多數(shù)依據(jù)文獻［1］中關于再熱器噴水從給水泵抽頭分流的熱力分析中的常用計算公式進行計算。

1　再熱減溫水對機組經(jīng)濟性影響的常用計算公式

根據(jù)文獻［1］，噴水系統(tǒng)示意如圖1所示。

圖1中，（a）表示噴水從給水泵抽頭分流的系統(tǒng)。這時再熱器噴水份額為αps，由于不經(jīng)過高壓加熱器及其產(chǎn)生的汽流不流經(jīng)汽輪機的高壓缸，故少做功：

圖1　再熱器噴水系統(tǒng)示意

循環(huán)吸熱量下降：

式中：h0-hzl是1 kg噴水由給水焓加熱到再熱冷段蒸汽焓hzl所減少的吸熱量；是噴水份額不流經(jīng)高加而使循環(huán)吸熱增加的部分；是高壓加熱器回熱抽汽減少，使再熱器流量加大而增加的再熱器吸熱量部分。

再熱噴水引起裝置熱經(jīng)濟性的相對降低：

2　再熱減溫水對機組經(jīng)濟性影響公式的重新推導

從再熱減溫水對機組經(jīng)濟性影響的常用計算公式的推導過程可以看出，與未投減溫水前的工況相比，投入減溫水后保持除氧器出水流量不變。

等效熱降的計算是以新蒸汽流量保持不變?yōu)榍疤釛l件的［1］。基于該前提，對再熱減溫水對機組經(jīng)濟性的影響公式重新進行推導。

2.1系統(tǒng)吸熱量的變化

由于主汽流量不變，則通過高加的給水流量不變，所以投再熱減溫水前后高加的抽汽流量不變，再熱冷段蒸汽流量份額保持不變。

未投入再熱減溫水的系統(tǒng)，總吸熱量為

投入再熱減溫水的系統(tǒng)，總吸熱量為

投入再熱減溫水前后，總吸熱量變化為

式中：h0、hgs、hps、σ、αzr、分別表示主汽焓值、給水焓值、再熱減溫水焓值、再熱段吸熱量變化、再熱冷段蒸汽流量份額、再熱減溫水流量份額；表示主汽流量保持不變時，將再熱減溫水加熱到再熱蒸汽所吸收的熱量。

2.2系統(tǒng)做功能力變化對于未投入再熱減溫水的系統(tǒng)，做功為

對于投入再熱減溫水的系統(tǒng)，做功為

投入再熱減溫水前后，做功變化為

式中：hzr、hn為再熱蒸汽焓值、低壓缸排汽焓值；為通過加熱器的凝結水或給水流量增加1 kg引起的抽汽流量增加而帶來的做功能力的下降值；為主汽流量不變時，增加再熱減溫水份額所帶來的做功能力的增加值；為增加1 kg再熱減溫水噴水導致凝結水流量增加1 kg而引起的低加和除氧器抽汽流量增加而帶來的做功能力的下降值。

3　常用計算公式與新推導計算公式的比較

3.1假定條件不同

兩種公式推導的假定條件不同，常用計算公式是基于除氧器出水流量保持不變進行推導的，而新推導計算公式是基于主蒸汽流量保持不變進行推導的。汽輪機性能試驗規(guī)程ASME PTC6-2004中指出，試驗結果的第一類修正計算是用試驗膨脹過程線（試驗汽輪機效率）、規(guī)定的循環(huán)參數(shù)、試驗時的軸封漏汽量以及試驗時的主蒸汽流量來計算規(guī)定熱力循環(huán)性能［4］，即一類修正時主蒸汽流量要保持不變，因而新推導計算公式與目前通用的汽輪機性能計算方法和分析方法保持一致。

3.2凝結水流量不同

投入再熱減溫水后，常用方法由于除氧器出水流量保持不變，凝結水流量與未投減溫水前保持一致。新方法為了保持主蒸汽流量不變，必須從凝汽器補入相同數(shù)量的化學除鹽水，導致投入減溫水后凝結水流量增加。

3.3再熱減溫水比例不同

再熱器噴水份額為再熱器減溫水流量與未投再熱減溫水前的主汽流量的比值。雖然αps與數(shù)值相等，但投入減溫水后的系統(tǒng)，常用方法中的再熱器減溫水比例大于新推導方法中的系統(tǒng)。

3.4計算實例

某廠N660-24.2/566/566超臨界660 MW中間再熱凝汽式汽輪機，采用3臺高加、1臺除氧器、4臺低加的熱力系統(tǒng)，3臺高加逐級自流至除氧器，4臺低加逐級自流至凝汽器熱井，1號高加由高壓缸抽汽供汽，2號高加由再熱冷段供汽，3號高加由中壓缸抽汽供汽，除氧器由中排供汽，5～8號低加由低壓缸抽汽供汽。其設計工況參數(shù)如表1所列。

考慮再熱減溫水由給水泵中間抽頭提供，噴水份額為主汽流量1%，按照文獻［1］中常用公式及本文中新推導公式進行計算，結果比較如表2所列；同時，查詢制造廠提供的修正曲線，將再熱減溫水對機組熱耗率及出力的修正值也列于表2。

表1　N660-24.2/566/566型機組主要設計參數(shù)

表2　再熱減溫水對經(jīng)濟性的影響比較

從計算結果來看，新推導公式所計算的裝置經(jīng)濟性降低值要低于常用計算公式。原因為兩種公式推導的假定條件不同，導致新方法中的再熱減溫水流量與投減溫水后的主汽流量的比值比常用方法低。新推導公式計算的結果與制造廠提供的再熱減溫水對機組熱耗率及出力的修正結果基本一致。

4　結語

運用等效熱降的方法對給水泵中間抽頭再熱減溫水對機組經(jīng)濟性影響的公式進行了重新推導；指出兩種計算方法的假定條件不同，新的計算方法與ASME PTC6-2004中一類修正計算的原則保持一致。

以N660-24.2/566/566型機組為例，運用常用計算公式和新推導計算公式分別計算了給水泵中間抽頭再熱減溫水對機組經(jīng)濟性的影響，常用計算公式所計算的裝置經(jīng)濟性降低值偏大，原因為投減溫水后的系統(tǒng)中，再熱減溫水流量占比較大；新推導計算公式運用等效熱降的增加值能夠計算出機組出力的增加值，且計算結果與制造廠提供的再熱減溫水對機組出力的修正結果基本一致。

［1］林萬超.火電廠熱系統(tǒng)節(jié)能理論［M］.西安：西安交通大學出版社，1994.

［2］李勤道.用等效熱降法分析噴水減溫對電廠經(jīng)濟性的影響［J］.發(fā)電設備，1997，11（1）：15.

［3］李曉華.再熱器事故噴水減溫對機組運行的影響［J］.山東電力技術，2002（1）：53-54.

［4］ASME PTC6—2004 Steam Turbines Performance Test Codes［S］.

Impact of Reheat Spray on Overall Unit Efficiency with Equivalent Enthalpy Drop Method

ZHENG Wei1，HAO Yuzhen1，DING Junqi1，LIU Hao2
（1.State Grid Shandong Electric Power Research Institute，Jinan 250003，China；2.Shandong Zhongshi Yitong CO.，Ltd.，Jinan 250002，China）

Using the equivalent enthalpy drop method，a new method for calculating the economic impact of feedwater pump intermediate tap reheat spray is presented.The new method is different from the assumption of common calculation formula.The new calculation formula is consistent with the principle of the first amendment in ASME PTC6-2004.Finally，an example is given to demonstrate the influence of reheat spray from feedwater pump intermediate tap on the performance of the unit.

reheat spray；equivalent enthalpy drop；turbine unit；economic performance

TK224

B

1007－9904（2015）10－0048－03

2015-06-04

鄭威（1980）男，高級工程師，主要從事工作為電廠熱試與節(jié)能。