摘要:用等效焓降法计算分析330MW亚临界再热机组最经济抽汽供热方案。利用等效焓降计算二、三、四段供热抽汽对汽机做功影响,得出三抽供热对汽轮机做功影响最少,二抽供热对汽轮机做功影响最大,四抽供热对汽轮机出力影响介于三抽与二抽供热之间。采用三四抽供热,二抽进行辅助调整来满足热用户要求最经济供热方案。
关键词 :等效焓降 ;抽汽 ;供热;经济性分析
引言;随着我国国民经济的持续快速增长 ,石油 、化工 、炼油 、 制糖 、纺织 、环保等大型企业的发展 ,需要大量供汽来满足生产需要,对供热机组提出了更高的要求,既要满足供热参数要求也要经济性 。通过等效焓降法计算二、三、四段供热抽汽对汽机做功影响,采用最经济供热方案,来满足用户近 、远期用热需求 ,又可以节能降耗 ,减少污染,又可以实现经济最大化。
一、先计算出同样供热量下,使用不同抽汽,抽汽量分别多少。
由于二、三、四段抽汽具有不同的压力,温度,对于相同的供热量,需要不同的抽汽量,所以要先计算相同供热量下,抽汽量的比例。
例如现在供热量需要:1KG/h,250℃,0.9Mpa的压力,2945.44KJ/KG
二段抽汽额定参数:324.9℃,3.921Mpa,3029.28KJ/KG
三段抽汽额定参数:437.8℃,1.836Mpa,3331.95KJ/KG
四段抽汽额定参数:348℃,0.9717Mpa,3153.31KJ/KG
凝补水作为减温水,热量是:(20℃)83.6KJ/KG
根据质量、能量守恒定律,当需要1KG/h,250℃,0.9Mpa抽汽时,
二段抽汽量分别是:
3029.28x+(1-x)83.6=2945.44 →x=0.9715KG/h,减温水=0.0285KG/h
三段抽汽量分别是:0.881KG/h,减温水=0.119KG/h。
使用供热匹配器后,引射系数达1时,二抽、四抽流量分别为:
0.475KG/h,0.475KG/h,减温水量0.048KG/h
设引射系数为z,二、四抽流量分别为x,y 则
二、利用抽汽等效焓降计算1KG二段抽汽、三段抽汽、四段抽汽等效焓降。
抽汽等效焓降是指排挤1KG加热器抽汽返回汽轮机后真实做功大小。
TMCR工况 | 抽汽压力/温度 | 水侧压力 | 进水温度 | 出水温度 | 疏水温度 |
#1高加 | 6.336Mpa 390.6℃ | 19.13Mpa | 244.6℃ | 277.3℃ | 262.8℃ |
#2高加 | 3.921Mpa 324.9℃ | 19.25Mpa | 205.8℃ | 244.6℃ | 219.1℃ |
#3高加 | 1.836Mpa 437.8℃ | 19.46Mpa | 179.2℃ | 205.8℃ | 189.4℃ |
除氧器 | 0.9717Mpa 348℃ | 1.69Mpa | 138.1℃ | 176.8℃ | |
#5低加 | 0.4041Mpa 245.4℃ | 1.69Mpa | 109.1℃ | 138.1℃ | 113.2℃ |
#6低加 | 0.1479Mpa 145.9℃ | 1.69Mpa | 88.4℃ | 109.1℃ | 95℃ |
#7低加 | 0.06993Mpa 89.9℃ | 1.69Mpa | 59.5℃ | 88.4℃ | 80℃(估算) |
#8低加 | 0.02549Mpa 65.4℃ | 1.69Mpa | 49.1℃ | 59.5℃ | 66.8℃ |
低缸排汽 | 0.0066Mpa 37.9℃ |
项目 | #1高加 | #2高加 | #3高加 | 除氧器 | #5低加 | #6低加 | #7低加 | #8低加 | 低排汽 |
抽汽焓hi Kj/kg | 3145.26 | 3029.28 | 3331.95 | 3153.31 | 2953.86 | 2764.18 | 2659.65 | 2619.33 | 2569.78 |
进水焓 Kj/kg | 1039.6 | 859.9 | 772.65 | 590.27 | 462.68 | 378.43 | 252.82 | 211.04 | |
出水焓 Kj/kg | 1230.9 | 1039.6 | 859.9 | 763.72 | 590.27 | 462.68 | 378.43 | 252.82 | |
疏水焓(假定高加疏水端差为8℃,低加疏水端差为0计算) | 1108.72 | 902.64 | 769.4 | 474.89 | 397.98 | 334.93 | 279.61 | ||
给水焓升 | 191.3 | 179.7 | 87.25 | 173.45 | 127.59 | 84.25 | 125.61 | 41.78 | |
疏水放热量 | 206.08 | 133.24 | 179.13 | 76.91 | 63.05 | 55.32 | |||
抽汽放热量Qi | 2036.54 | 2126.64 | 2562.55 | 2389.59 | 2478.97 | 2366.2 | 2281.22 | 2339.72 |
根据等效焓降简化计算公式:
(有疏水联系加热器间抽汽等效焓降)
(混合加热器之间抽汽等效焓降)
——低压缸排汽焓
——第m级为混合式加热器的抽汽焓
——第j级加热器抽汽焓
——排挤1KG第j级加热器蒸汽,经过汽轮机等效多做的功。
——抽汽效率,等于排挤蒸汽多做的功除以排挤这些蒸汽说需要的热量
——第j级加热器从上级疏水放热量
——第j级加热器给水进出口焓升
8号低加等效焓降:
7号低加等效焓降:
6号低加等效焓降:
5号低加等效焓降:
除氧器(4号加热器)等效焓降:
3号高加等效焓降:
蒸汽在再热器中吸热量:
2号高加等效焓降:
1、当供热量都是1kg/h时,使用二抽供热,使用三抽供热,使用二四抽供热经济性的影响是:
二抽供热导致汽轮机少做功
三抽供热导致汽轮机少做功
每1kg供热量,使用三抽供热要比二抽供热节省
若三抽供热全天使用24t,则折算成1t/h,则一天相比二抽节约电量
目前售电煤耗325g/kwh,则一天可节约燃煤
二、四抽供热时导致汽轮机少做功
当引射系数=1时,x=y=0.475kg/h,供热导致少做功
当引射系数≈0时,x≈0.971kg/h,供热导致少做功
2、例如现在供热量需要:1KG/h,240℃,0.9Mpa的压力,2923.52KJ/KG
二段抽汽额定参数:324.9℃,3.921Mpa,3029.28KJ/KG
三段抽汽额定参数:437.8℃,1.836Mpa,3331.95KJ/KG
四段抽汽额定参数:348℃,0.9717Mpa,3153.31KJ/KG
凝补水作为减温水,热量是:(20℃)83.6KJ/KG
根据质量、能量守恒定律,当需要1KG/h,240℃,0.9Mpa抽汽时,
二段抽汽量分别是:
3029.28x+(1-x)83.6= 2923.52 →x=0.9641KG/h,减温水=0.0359KG/h
三段抽汽量分别是:0.874KG/h,减温水=0.1257KG/h。
使用供热匹配器后,引射系数达1时,二抽、四抽流量分别为:
0.472KG/h,0.472KG/h,减温水量0.056KG/h
设引射系数为z,二、四抽流量分别为x,y 则
当供热量都是1kg/h时,使用二抽供热,使用三抽供热,使用二四抽供热经济性的影响是:
二抽供热导致汽轮机少做功
三抽供热导致汽轮机少做功
每1kg供热量,使用三抽供热要比二抽供热节省
若三抽供热全天使用24t,则折算成1t/h,则一天相比二抽节约电量
目前售电煤耗325g/kwh,则一天可节约燃煤
二、四抽供热时导致汽轮机少做功
当引射系数=1时,x=y=0.472kg/h,供热导致少做功
当引射系数≈0时,x≈0.964kg/h,供热导致少做功
3、例如现在供热量需要:1KG/h,180℃,0.9Mpa的压力,2784.66KJ/KG (温度大于175都就是过热蒸汽)
二段抽汽额定参数:324.9℃,3.921Mpa,3029.28KJ/KG
三段抽汽额定参数:437.8℃,1.836Mpa,3331.95KJ/KG
四段抽汽额定参数:348℃,0.9717Mpa,3153.31KJ/KG
凝补水作为减温水,热量是:(20℃)83.6KJ/KG
根据质量、能量守恒定律,当需要1KG/h,180℃,0.9Mpa抽汽时,
二段抽汽量分别是:
3029.28x+(1-x)83.6= 2784.66 →x=0.917KG/h,减温水=0.083KG/h
三段抽汽量分别是:0.8315KG/h,减温水=0.1685KG/h。
使用供热匹配器后,引射系数达1时,二抽、四抽流量分别为:
0.449KG/h,0.449KG/h,减温水量0.1KG/h
设引射系数为z,二、四抽流量分别为x,y 则
当供热量都是1kg/h时,使用二抽供热,使用三抽供热,使用二四抽供热经济性的影响是:
二抽供热导致汽轮机少做功
三抽供热导致汽轮机少做功
每1kg供热量,使用三抽供热要比二抽供热节省
若三抽供热全天使用24t,则折算成1t/h,则一天相比二抽节约电量
目前售电煤耗325g/kwh,则一天可节约燃煤
二、四抽供热时导致汽轮机少做功
当引射系数=1时,x=y=0.449kg/h,供热导致少做功
当引射系数≈0时,x≈0.9169kg/h,供热导致少做功
当引射系数≈0时,y≈0.88 kg/h,供热导致少做功≈485.5418kj/h正常运行很难实现四抽单独供热的,参数满足不了用户要求,只能跟其他段联合供热。
三、结束语
通过以上三个数据的计算总结得出:即无论引射系数为多少,二四抽供热经济性都低于三抽供热。若关闭憋气阀,二四抽供热经济性甚至低于二抽供热。
即,同样供热量情况下:
1、三抽供热对汽轮机做功影响最少,二抽供热对汽轮机做功影响最大,在不关闭憋气阀情况下,二四抽供热对汽轮机出力影响介于三抽与二抽供热之间。
2、三四抽供热经济性最好,平常供热三四抽尽量多带,二抽进行辅助调整来满足热用户的要求。
3、若三抽供热全天使用24t,则折算成1t/h,一天可以省煤约0.5吨,按三抽最大供热量算可以省数十吨以上媒量。
参考文献: [1] 李 静,陈海平,石维柱等.抽汽压损对机组热经济性影响计算方法研究[J].汽轮机技术 ,2008,50(3):173—175.
【2] 楼可炜 ,王培红.不同工况下喷水减温对机组效率影响的分析 [J].机 电信息 ,2004,19(79):30—32.
[3] 吴正勇 ,王培红 .加热器端差对机组经济性影响的通用计算模型[J].汽轮机技术 ,2008,50(3):226—229.
[4] 林万超.火电厂热系统节能理论 [M].西安 :西安交通大学出版社 1994。