汽轮机二、三、四段供热抽汽经济性分析

汽轮机二、三、四段供热抽汽经济性分析

刘朝李

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摘要：本文对某公司 330MW 亚临界再热机组，通过抽汽等效焓降计算二、三、四段供热抽汽对汽机做功影响，分析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，三四抽供热经济性最好，二抽进行辅助调整来满足热用户的的结论，为供热机组供热调整提供依据。

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 ，电厂和 自备电站对于供热 、供电的抽汽供热机组提出了更高的要求 。大容量供热汽轮发电机组，具有较高的供热蒸汽参数 和较低的单位能耗 ，可以满足用户近 、远期用热需求 ，实现集中供热 ，又可以节能降耗 ，减少污染，用等效焓降法，计算二、三、四段供热抽汽对汽机做功影响，调整供热运行方式，实现机组供热经济性最大化。

具体分析：

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。

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

结论

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

结论

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、通过以上数据得知加大减温水，降低供热温度对煤耗的影响很小，供热温度降低导致各段供热对汽轮机少做功逐步降低。（供热温度由250度降至180度，节约煤耗由0.49t/d降至0.464t/d）

3、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。

4、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。