600MW機組高壓閥桿漏氣回收利用熱經濟性的研究

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濟性差異，對這部分漏氣的回收方式進行了討論，得出了最佳方案，對火電廠的節能降耗具有一定意義。

關鍵詞：等效焓降;閥桿漏氣;熱經濟性

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

0 引言

電廠汽輪機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，影響汽輪機熱經濟性，回收這些工質及熱量對于提高機組經濟型和效率很有必要[1]。

本文對于某坑口電廠2號機組高壓缸閥桿漏氣的回收利用問題做熱力計算，該機組是哈爾濱汽輪機廠有限責任公司生產的亞臨界、單軸、三缸四排汽、直接空冷凝汽式汽輪機，型號為NZK600-16.7/538/538。機組回熱系統由三臺表面式高壓加熱器，一臺除氧器，三臺表面式低壓加熱器以及兩臺凝結水泵、三臺電動給水泵（一臺備用）等設備組成，各加熱器之間疏水方式均為逐級自流。

1 等效熱降法簡介

等效焓降法是一種新的熱工理論，基于熱力學的熱功轉換原理，考慮到設備質量、熱力系統結構和參數的特點，經過嚴密的理論推演，導出幾個熱力分析參數Hi和ηi等，用以研究熱功轉換及能量利用程度的一種方法[2]。這種方法應用廣泛，研究的內容有汽輪機各級抽汽，系統補充水，低壓省煤器布置，噴水減溫系統，排污及其利用系統，常用蒸汽系統，除氧器系統，疏水及凝結水回收系統等[3]。

門桿漏汽既有工質損失，也有熱量損失，它的計算方法可以按照等效焓降應用法則計算。門桿漏汽及利用系統對機組熱經濟性的影響是衡量整個軸封系統完善程度的標準，根據這些定量分析計算和指標，可以判斷各種機組回熱系統及回收利用的優劣，為改進設計和加強運行維護與管理提供了較好的方法。

2 高壓閥桿漏汽經濟性分析

本次熱力計算將該段高壓閥桿漏氣分別引至3號高壓加熱器、4號除氧器、5號，6號，7號低壓加熱器用于加熱凝結水，減少低壓抽汽量，利用等效熱降法分別對比計算，以便得到準確的經濟性數值。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號高壓加熱器、4號除氧器、5、6、7號低壓加熱器主要參數見下表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，熱經濟性分析數據見表2。

3 預改造的高壓閥桿漏氣熱經濟性計算

該機組有三個低壓加熱器，再熱蒸汽入口段在3號高壓加熱器前，除氧器抽汽來自中壓缸尾部排汽。本次預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號高壓加熱器，4號除氧器，5號、6號、7號低壓加熱器。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℃。

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

利用等效焓降法計算[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：;系統做工損失為：VHxti=Vhf-Vhfi;再熱器吸熱量增加：VQ=αfσ;裝置熱經濟性相對降低：;熱耗率增加值：Vq=qδηi;標準煤耗率增加值為：Vbb=bbδηi

分別計算高壓閥桿漏氣引至3號高壓加熱器、除氧器、7號，6號，5號低壓加熱器，計算數據如表3所示。

從計算數據來看，預改造的高壓閥桿漏氣，即將此漏氣引至7、6、5號低壓加熱器和除氧器以及3號高壓加熱器后，機組熱經濟性的相對降低值為正數，而改造前的經濟性是增加的，說明此次改造經濟性降低。同時，熱耗率和煤耗率增加值相對改造前來說變大，尤其是熱耗率增加值，增加值較大。

（下轉第61頁）

（上接第36頁）

對于這三種改造方案，由表3可以看出：3號高壓加熱器在熱經濟性，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，在引至加熱器過程中，勢必會有沿程阻力等能量的損失[3]，損失的大小也會體現在經濟性數值上面。閥桿漏氣回收利用在高壓缸排汽，即引入改造前的2號加熱器，其熱經濟性相對最好。

4 結論

本次熱力計算對某發電廠2號機組的高壓閥桿漏氣進行預改造，經計算得到的結論是將這段漏氣引至2號高壓加熱器熱經濟性好。將高壓閥桿漏氣引至較低壓加熱器熱經濟性降低，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，汽輪機組排汽焓值也會受到影響而升高。火電廠汽輪機熱系統中閥桿漏氣在眾多軸封和汽封漏氣中所占比重較小，汽輪機高壓缸由于安裝和長期工作等原因，在閥門、管道等連接部位出現一定漏氣是很普遍的現象，這部分熱量和工質長時間積累也會造成可觀數量的經濟損失，但是考慮到管路改裝費用，復雜程度等因素，對于該機組，可以適當改到較高級加熱器中，減少管道費用損失，或者仍將這部分漏氣引至高壓缸排汽，維持原有工況運行。

參考文獻：

[1]劉洪偉，李娟，張春發.汽輪機軸封系統經濟性分析方法的研究[A].電力科學與工程，2008（05）：38-4.

[2]林萬超.火電廠熱力系統定量分析[M].西安：西安交通大學出版社.

[3]李國軍，關明，李敬，肖紅，盛偉.300MW機組負壓軸封問題的分析與改進[J].沈陽電力高等專科學校學報，1999（04）：26-27.

作者簡介：谷聰偉（1990-），女，碩士，主要從事：電廠優化運行。endprint