供热改造热经济性的定量分析

1、供热改造热经济性的定量分析QuantitativeanalysisofheateconomyinExternalheatingTransformation门常山华电国际邹县发电厂，山东邹城，273522Abstract:ThenatureofExternalheatingTransformationistorecoverthepartoflossthatwillbedischargedtothecoolingtowerattheexpenseofreducingelectricitypowersupply,whichcanimprovefuelenergyutilization.Fromthe

2、overalllookofheatingandpowergeneration,Externalheatingunitcansavealotoffuelandimprovepowerplantheateconomy.Onthebasisofdiscussingheateconomyimpactofbackwaterrateandbackwatertemperatureandbackwatermethod,thispaperquantitativelyanalyzeheateconomyofZouxianPowerPlant335MWunitheatingTransformationandpoin

3、tedoutthatthekeyissuesintheprocessandactualoperationofHeatingtransformationshouldbecontrolled.Finally,externalheatingcostsisconvertedintopowersupplyreductionofunits.Thesehaveagoodreferenceforimprovingpowerplantheateconomyandstrivingforbenefits.Keywords:Externalheatingtransformation1引言供热是把膨胀作功后仍具有一定温

4、度、压力的蒸汽从汽轮机中抽出供外界热用户使用，是机组节能的重要途径之一，其实质是以牺牲一局部供电量为代价，将排放到凉水塔中的冷源损失局部回收利用用于采暖供热，替代分散用户燃煤采暖，节约燃煤，随着供热面积的增加，供热抽汽backwaterratebackwatertemperatureQuantitativeanalysisHeateconomy摘要：供热改造节能的实质是以牺牲一局部供电量为代价，将排放到凉水塔中的冷源损失局部回收利用，从而到达提高燃料热能利用程度的目的。从供热和发电的整体看，机组供热能够大量节约燃料，提高电厂热经济性。本文在探讨回水率、回水温度以及回水方式对供热机组热经济性影响

5、的根底上，以邹县发电厂335MWI组供热改造为例，进行定量分析计算，指出供热改造过程及实际运行中应控制的重点问题，并将机组供热的代价折算成对外供电量的减少，对供热效益的控制及提高供热机组热经济性具有一定的借鉴意义。关键词：供热改造；回水率；回水温度；定量分析；热经济性量增加，回收的冷源损失增加，燃煤节约量就会增加。同时随着网上电力负荷相对充裕，中小容量机组发电量比例不断降低，经常处于调峰状态运行，锅炉效率、汽轮机效率下降，设备经济性无法得到保证；动力设备出现“大马拉小车的现象，厂用电率上升；然而，在“以热定电的原那么下，供热采暖期内，机组负荷将会得到大幅提升，设备能够在经济状态下运行，性能、效

6、率得到极大改善，各类指标向好；因此，对于靠近城市的电厂，将中小容量凝汽机组进行供热改造，从热力循环和设备经济性两方面都能受益，是降低煤耗，提高经济性的一种重要方式。2供热改造热经济性的定量分析在热经济性分析中，对外供热需要牺牲的一局部供电量主要包括：供热抽汽的做功损失导致的发电量减少、纯供热系统运转需要的耗电量、由于供热的存在导致原机组辅助系统增加的用电量。后两种都比拟明确，能够准确计量；关键是供热导致的发电量减少及其影响因素才是热经济性分析的重点。作成效率法是一种先进的节能理论，在对电厂热力系统做定量分析方面，该理论比等效热降法的应用更加简捷、方便。作成效率法所提及的各能级效率只与机组的初参

7、数、终参数、抽汽参数及热力系统结构有关，与抽出蒸汽的数量和抽汽的用途无关。就是说，抽汽是用于回热加热还是用于对外供热，抑或用作其他任何用途，将不影响机组的各能级效率。所以，供热机组的分析计算方法和公式与纯凝机组一样。2.1 作成效率法简介作成效率法将“回路做功能力原理''、"热功转换网络和以含向量视为构成热力系统及其与外界作用的完整的描述手段，正是由于这种全新的描述，使得做成效率法不出现“质量量纲，也不出现“等效热降的概念，对于工质进出热力系统的状态蒸汽、热力或纯热量不必进行分类处理；同时，热力系统的网络化使得各种能量损失都是对这个网络的作用，每种作用都处于同等的地位

8、，处理它们的方法也完全相同1。“回路做功能力原理指出单位热量在热力系统中某一确定位置的做功能力是一个定值，由其所携带的能量和在热力系统中的作用位置决定，与工质具体通过哪一条路径实现做功无关。“热功转换网络将热力系统看做由假设干个能级组成，假设热力系统有n级非调节抽汽，称回热系统有n个能级；锅炉、和凝汽器也各是一个能级，这样，热力系统共有n+2个能级。在每个能级内，做成效率是常数，热量是可以直接相加减的；不同的能级之间，热量是不能直接相加减的。热力系统中能级按做功能力从高到低依次编号为0,1,2,，n,n+1。锅炉为第0能级，凝汽器为第n+1能级。引入做成效率向量表示各个能级效率：Te0，1，n

9、“烙向量是用来描述热力系统中热量的一种有效的方法，根据热力学第一、二定律，热量对热力系统的作用不仅与热量的数量有关，而且与热量参加热力系统的位置有关。这样，当我们要表示热量对热力系统的作用时，既要指出其数量，又要指出其在热力系统中的分布情况，这时，热量或工质烙用向量来描述比拟方便，称为“始向量。始向量是出发自凝汽器水侧焰，终至于外部作用对热力系统做功网络作用点的向量，用向量的分量来形象表示各加热器的位置，用向量各分量的数值向量在热力系统中各个能级上的投影来表示工质在各加热器中热量的增减。2.2 供热抽汽的作功损失对外供热的的方案很多，但就其根本实质而言，可归结为两种方式，一种是供热蒸汽的凝结水

10、全部回收即供热回水率等于1；另一种是供热蒸汽的凝结水局部回收即供热回水率小于1。2.2.1 供热回水率等于1时供热引起的作功损失图1是水网采暖系统，供热抽汽进入热网循环水加热器放热凝结，其凝结水全部回收并从第j+1级低压加热器出口返回热力系统。式中icn表示供热回水烙；ij1表示第j+1级低压加热器出口水烙；j表示第j能级的作成效率；r表示凝结水在任意加热器中的焰升；r表示任意能级的作成效率；max表示最后加热器级数。单位供热抽汽的实际作功能力损失显然等于热抽汽离开热力系统时所携带的作功能力与返回热力系统时所携带的作功能力的差值。即cncn.outcn.inmaxhcnhnicnij1jrrr

11、j1供热抽汽总的实际作功能力损失:图1水网采暖系统cnDcn单位对外供热抽汽离开热力系统时所携带的作功能力为：cn.outhcnhnkj/kg，式中hcn表示供热抽汽燃；hn表示汽轮机排汽燃。单位供热回水返回系统时所携带的作功能力为：maxiicn.incnj1jrrrj1Dcncnmaxicnij1jrrrj11当供热凝结水回水烙小于j+1级加热器出口水烙值时回水温度小于加热器出口水温度，式1中i,ij1为负值，导致供热抽汽的实际作功能力损失增加，引起机组出力降低，发电量减少；解决方法，一是在供热改造过程中，事先核算回水温度，与各级加热器出口水温进行比拟，以便正确的选择回水接入点；另外,也不

12、可因为保证回水温度大于加热器出口水温，便选择更低级的加热器，虽然此时能够防止负值的出现，但j也相应变小，一样会导致作功能力损失增加；二是运行中注意加强调整，防止回水温度过低。2.2.2供热回水率小于1时供热引起的作功损热蒸汽的凝结水返回热力系统时所携带的作功能力是相同的，皆为：图2是汽网采暖系统，供热抽汽直接供应热用户，其凝结水只能局部回收，为了补充供热凝结水损失，化学补水与生产回水一同进入低压除氧器中除氧，然后从第j+1级低压加热器出口返回热力系统。sg.inbs.ind.inmaxidij1jrrrj1因此，由供热引起的作功能力损失为:sgDsgsg.outDdd.outDsgDdd.in

13、按低压除氧器热平衡计算低压除氧器的耗汽量为:DsghsghnDdhdhnmaxDsgDdidij1jrrrj1DsgidibsDbshdidDsghsghnmaxidij1jrrrj1式中Dsg、Dd、Dbs分别表示供热抽汽量、除氧耗汽量、补水量，其中补水量等于供热抽汽量与回水量的差值；isg、ibs、hd、id分别表示maxDdhdhnidij1jrrrj12当除氧器出口水始小于j+1级加热器出口水供热抽汽燃、补水燃、除氧用汽燃、除氧器出口始值时除氧器出水温度小于加热器出口水温水火含。单位对外供热抽汽离开热力系统时所携带的作功能力为：sgouthsghnkj/kg，式中hsg度，式2中idi

14、j1为负值，导致供热抽汽的实际作功能力损失增加，引起机组出力降低，发电量减少解决方法与2.2.1中的相同；另外，通过比拟式1与式2可以看出式2比式1多增加做功能力损失项为maxDdhdhnidij1jrrrj1,该项是由补水除氧引起的，因此在运行中消除设备泄漏，减少补水是提高机组做功能力的有效表示供热抽汽燃。途径；同时，降低除氧用汽的参数儿也可减少单位除氧器耗用蒸汽离开热力系统时所携做功能力损失。带的作功能力为：d.outhdhnkj/kg单位供热抽汽、化学补水以及低压除氧器加2.2.3邹县发电厂机组供热改造热经济性分析部利用的供热方式，使分析更为简便。邹县#1、2机组热力系统共九个能级锅炉、

15、三级高加、一级除氧器、四级低加。热力系统各能级效率为：e0123456780.535910.470870.449520.308800.261260.240050.205600.110150.03927邹县发电厂所实施的#1、2机组供热改造简图如图3所示，是在机组原运行系统上，从汽轮机中压缸至低压缸导汽管上接出抽汽管道至热网首站，对热网循环水进行加热，厂外热网循环水管延伸至城市供热系统。供热抽汽凝结水全部回至热力系统，但厂外热网循环存在补水量供热抽汽燃hcn为2938.7kj/kg,汽轮机低压缸排汽燃hn为2407.9kj/kg。第六级低压加热器出口凝结水烙i6值供热回水之前为56kj/kg,供

16、热抽汽凝结水回水烙icn为56kj/kg。第七、八级低压加热器出口凝结水烙值分别为298.6kj/kg、181.7kj/kg,凝汽器热井水烙值为140kj/kg,因此第六、七、八级低压加热器中凝结水的次t升分别为270.7kj/kg、116.9130t/h,该局部补水需要热力除氧。与前面两种供热方式不同的是，虽然供热抽汽凝结水全部回至热力系统，但厂外热网需要补kj/kg、41.7kj/kg。根据式1，供热时总的做工能力损失:cnDcnhcnhn水，补水除氧用汽采用局部供热抽汽。因为除氧用汽取自供热抽汽，在对外供热量不变的情况下，供热抽汽量与没有补水时是一致的，为325t/h;除氧用汽凝结水在实

17、际情况中做为补水的一局部进入厂外热网，热力系统需要从凝汽器增加局部补水，这将会引起系统各能级的效率变化，但变化甚微，可忽略不计；为了更加贴近前面两种供热方式，可以假设低压除氧器的一局部出水补入热力系统，如图3中虚线局部所示，这2938.72407.9325000569.8568.60.24005270.70.20560116.90.1101541.70.03927=149611126kj/h取机组机电效率为99%那么供热导致机组每小时做功能力损失相当于少发电量为：149611126X99%+3600=41143kWH同时，每小时供热系统运转需要的耗电量及由于供热的存在导致原机组辅助系统增加的用样假设使得供热改造的热力分析适合于回水全电量为5000kWh,所以供热导致的机组供电量减少46143kWh改造后单台机组供热量765.6Gj/h,取社会供暖锅炉效率为80%那么相当于社会上节煤+0.8+29271X1000=t/h。3结论1供热改造在牺牲一局部供电量的同时，能够从凉水塔中回收局部冷源损失，加以利用，到达了提高燃料热能利用程度的目的；然而，实际上机组的总耗煤量没有变化，节约的煤量表现在