火力发电厂低压省煤器系统的最佳水量分配

火力发电厂低压省煤器系统的最佳水量分配

初奇 肖桢铖 王鹏远

华能沁北发电有限责任公司 河南济源 459012

摘要：在过往的电厂工作中，其中造成最大热损失为锅炉排烟温度过高导致。占全部的热损总量的百分之八十可谓是“傲视群雄”的存在，在我国中有一些运行时间过长的锅炉机组的排烟温度能够达到二百摄氏度的可怕数值。其正常的合理数值应该在一百二十摄氏度到一百四十摄氏度，可见降低锅炉机组运行过程中的排烟温度已经变成了非常迫切的事。通过技术研究发现通过利用锅炉排烟过程中的余热加热一部分凝结水，从而能够有效降低锅炉运行过程中的高温。

关键词：火力发电厂 低压省煤器 数学模型 水量分配

一.低压省煤器的系统与其基础参数值

对于火力发电厂的整个运行闭环中，低压省煤器一直是举重若轻的存在。在其整个低压省煤器系统中存在着一个通水流量，这个通水流量数值能达到整个回热系统的顶峰经济性数值。一旦数值偏离这个最优量，其整个系统的经济性都会受到剧烈波动。用一个137MW发电机组低压省煤器为例子的话，全面分析其特点经过大量的最优计算公式，就可以得到一个与之相关的最佳流量的数学模型。在验证模型中，对其进行了低压省煤器运行的调试实验。其最终的实验结果与计算出的数学模型能够完美对上，说明了本文中的数学模型为低压省煤器的最佳运行方案。对于低压省煤器的凝结水吸收的排烟量以后，分别在除氧入口与主凝结水相继结合。再仔细观察低压省煤器水流量的变化对低压省煤器的经济性的影响时，按照实验的规定需要在系统的进口边界和出口边界取出二低地加出口，系统的进口边界则根据除氧器不一样的定压方式取出除氧器出口的一号高加出口。这个系统的主要设计过程的详细参数为：二号低加的出口水温为85.1摄氏度；出口端差为3.0摄氏度；抽汽气压0.0721MPa。三号低加的出口水温为121.9摄氏度；三号低加的出口端差为3.0摄氏度；抽汽压力为0.232MPa；抽汽效率为百分之零点二二一五。四号低加为出口水温为139.9摄氏度，出口端差为1.0摄氏度；抽汽压力0.371MPa；抽汽效率为百分之零点二五七四；除氧器的出口水温139.9；出口端差为零；抽汽压力为0.612MPa；抽汽效率为百分之二九一三。一号高加的出口水温为221.4摄氏度；出口端差为1.0摄氏度；其抽汽压力为2.130MPa；抽汽效率为零点三零一六。

二.低压省煤器的热经济性与最优水量

其整个137MW机电的低压省煤器热力系统图，有着四个低加口；除氧器；凝汽器；低压省煤器；低省进口集箱；低省出口集箱；烟道和两个阀门以及一个高加口低。压省煤器的进水分别取二号低加出口和三号低加出口，以二号低加出口的水为主要数据出水量，三号低加出口的水当作切换和调整的需求。对其低压省煤器的凝结水吸收到足够的排烟热量以后，通过除氧器入口与主凝结水相继进行汇合。在针对低压省煤器水流量的变动观察其对于其经济性的影响，需要对于低压省煤器系统的进口边界和出口边界进行规定。系统进口的边界规定与二号低加出口，系统出口边界取决于除氧器规定的定压方式。若要为了维持压力相对负荷恒定和固定除氧器温度，可以对于除氧器的出口更改成系统出口。若固定了除氧器的开度，会导致除氧器对于出水温度，其跟随低压省煤器的温度改变而进行自我改变。但是一号高加出口的出水温度不变的话，就可以取一号高加出口设定为低压省煤器系统的出口边界。

三.低压省煤器的排挤抽汽的计算公式

若是想要对于低压省煤器的热经济性进行分析，可以用等效热降原理进行分析。其最方便的方法就是将所有吸收的排烟热量，作为其余热量引入低压省煤器系统中。用这样的方法可以使一千克的新汽的能耗不发生改变，其他数值不发生改变。在这样的前提条件下，热气系统所有排挤油汽都会增加功率，也会让汽轮机的效率变得更高。排挤抽汽的纯热量作用于J集加热器时可增加供量，同时等效热降也会增量。△HJ及机组效率增量△∂的计算公式为：△HJ=Qj✖∂J KJ/KG

△∂=∑△HJ/（H+∑△HJ），两个式子中QJ相当于一千克新汽的排挤抽汽热量，KJ/KG。∂J为第j级的加热器的抽汽效率，H汽轮机组等效热降，KJ/KG。对于上述的系统，当低压省煤器的分水流量将绕过任一个低加时，就会产生排挤出抽汽，这个的根本原因是主凝结水量变少的原因。对于系统出口的加热器而言，排挤抽油就会产生进水焓的变化。

当其低压省煤器的水流量的值到Gd时，因为系统中的工质总焓升就会保持不变。排挤抽汽的总热量变成∑Qi时相当于低压省煤器的吸热量，等于GdTd/Da。随着G d的改变，Qd也会增加。因此排挤抽汽的总热量∑Qi都会与之增加，但是等效热降总增量∑△H的大小与∑Qi的各级之间的完全分布有关。随着Gd的逐渐增长，抽汽的效率也会变低。三号低加出口与四号低加出口的排挤热量也会逐渐增加，抽汽的效率增高的除氧器和一号高加出口的排挤的热量就会减少。故而∑△H的变化规律为先增加在减少的状态，∑△H达到最大的时候Qd也是低压省煤的最佳流量。通过上面的方程式能够看到这是让汽轮机组效率升高的最好水流量的数值与计算算法。

四.低压省煤器的优化过后的数学模型

经过前文的研究可以发现寻求最佳水量的方法，就是确定各加热器排挤热量随着低压省煤器水流量的变化的计算关系式。

在没有安装低压省煤器的时候，三号低加的抽汽热量Q3等于抽汽单位热量Q3与抽汽系数A3的整体乘机。带情况稳定以后与主水量的焓升一致，其中低压省煤投运以后，三号低加出口的抽汽热量为抽汽系数乘以抽汽单位热量。其排挤热量的相关公式为，抽汽热量减去抽汽热量的导数。因为三号低加出楼与四号低加排挤热量相近，因此其四号低加出口排挤的热量公式为分水系数相加后乘以主水量焓升值。除氧器是汇合式的加热器款式，其物质的平衡与热平衡由几个模块组成。四号低加；除氧器抽汽；门杆漏气；轴封漏气；除氧器；高加输水来；除氧器出水。在一号高加出口的情况下，除氧器的水温会随着低压省煤器的出水温度产生改变。但是在一号高加出口中可以恢复设计的数值，另外总的排放量会在三号低加和四号低加还有除氧器等模块进行分配。和系统边界的除氧量相比，一号高加是通过除氧器水温变化从而产生不同浓度的排挤抽汽。再次情况下，除氧器的排挤热量也会受到除氧器水温的变动从而产生波动。变工况计算的功能是为了确定低压省煤器和各级加热器的进口参数和出口参数，更是与低压省煤器的水函数有着密切的关系。

总结：

电力是人们日常中必不可少的存在也是生存的重要资源之一，对社会上的进步和发展起到强大的作用。电厂在电力生产工作中的重要集合部分，其自身质量和生产效率也是与社会息息相关的。根据热系统的变工况计算的模型，与低压省煤器调整验证。其模型的计算结果与实测数据是非常吻合的。 低压省煤器中计算尤其是热经济性计算中必须要考虑的一点就是，分水流量以及各加热器出口参数发生改变这一数值。如果对于这一数值的过度忽略就会引起等效焓降的误差变化，其误差值大概在百分之二十左右。

参考文献

【1】魏晋宏《煤矿低压配电系统中电力电子变压器研究》煤炭技术2018.10

【2】马定辉《火力发电厂电气设计中低压配电系统安全性探讨》区域治理2019.05

【3】夏志丹《电厂低压配电系统的安全性分析》2019.05