百年電力#5機(jī)組低壓省煤器最佳流量的確定

董洋 呂海禎 祝令凱

1、前言

低壓省煤器是利用鍋爐排煙余熱，節(jié)約能源的有效措施之一。低壓省煤器裝在鍋爐尾部，結(jié)構(gòu)與一般省煤器相仿，其水側(cè)聯(lián)結(jié)與汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的低壓部分。由于內(nèi)部的介質(zhì)不是高壓水，而是凝結(jié)水泵供出的低壓凝結(jié)水，故稱(chēng)低壓省煤器。凝結(jié)水在低壓省煤器內(nèi)吸收排煙熱量，降低排煙溫度，而自身被加熱，升高溫度后再返回低壓加熱器系統(tǒng)。根據(jù)等效焓降理論分析得出，低壓省煤器的利用將排擠部分汽輪機(jī)的回?zé)岢槠?，在汽輪機(jī)總進(jìn)汽量不變的情況下，該排擠抽汽將從抽汽口返回汽輪機(jī)繼續(xù)膨脹做功。因此，在燃料消耗量不變的情況下，可以多獲得電功，從而提高了裝置的經(jīng)濟(jì)性。

2、低壓省煤器串聯(lián)方式經(jīng)濟(jì)性分析

低壓省煤器分為串聯(lián)和并聯(lián)兩種聯(lián)結(jié)方式，百年電力發(fā)展股份有限公司#5機(jī)組低壓省煤器為串聯(lián)方式，并設(shè)計(jì)為#7低加、#6低加出水分別引入低壓省煤器兩種運(yùn)行方式。由于加裝低壓省煤器屬于余熱利用，因此其取得的經(jīng)濟(jì)型，應(yīng)從利用熱量在汽機(jī)側(cè)的節(jié)能效果來(lái)分析。百年電力發(fā)展股份有限公司#5機(jī)組低壓省煤器#7低加出水流量和#6低加出水流量怎樣分配才能達(dá)到最高的經(jīng)濟(jì)性，就要利用等效焓降理論進(jìn)行試驗(yàn)來(lái)進(jìn)行比較分析。

2.1#6低加出水進(jìn)低壓省煤器經(jīng)濟(jì)性分析

δηi=（（αd*（hd-h5）*η4+τ5*η5）/H）*100%

式中δηi ---機(jī)組熱效率相對(duì)提高百分比

αd ------ 低壓省煤器流量相對(duì)主蒸汽流量份額

hd --------省煤器出水焓值

h5 --------#5低加出口水焓值

τ5 -------#5低加焓升

η5 -------#5低加抽汽效率

η4 -------除氧器抽汽效率

H---------主蒸汽等效焓降

2.2 #7低加出水進(jìn)低壓省煤器經(jīng)濟(jì)性分析

δηi=（（αd*（hd-h5）*η4+τ5*η5+τ6*η6）/H）*100%

式中δηi ---機(jī)組熱效率相對(duì)提高百分比

αd ------ 低壓省煤器流量相對(duì)主蒸汽流量份額

hd --------省煤器出水焓值

h5 --------#5低加出口水焓值

τ5 -------#5低加焓升

τ6 -------#6低加焓升

η5 -------#5低加抽汽效率

η4 -------除氧器抽汽效率

η6 -------#6低加抽汽效率

H---------主蒸汽等效焓降

2.3#7低加出水與#6低加出水分別進(jìn)低壓省煤器的經(jīng)濟(jì)效果比較

以上結(jié)果整體來(lái)看#7低加出水進(jìn)低壓省煤器的經(jīng)濟(jì)效果沒(méi)有#6低加出水進(jìn)低壓省煤器的經(jīng)濟(jì)效果好，分析原因是#7低加出水進(jìn)低壓省煤器雖然使#6、#5低加抽汽減少，但低壓省煤器出水溫度低于#5低加出水溫度，導(dǎo)致四抽至除氧器抽汽增加，綜合考慮#7低加出水進(jìn)低壓省煤器不能使經(jīng)濟(jì)性提高值達(dá)到最大。因此投用#6低加出水進(jìn)低壓省煤器運(yùn)行方式較經(jīng)濟(jì)。

220MW低壓省煤器各流量下的經(jīng)濟(jì)效果

3、低壓省煤器最佳流量的調(diào)整確定

百年電力發(fā)展股份有限公司#5機(jī)組可以通過(guò)改變低壓省煤器流量來(lái)控制鍋爐排煙溫度，運(yùn)行中改變水量將影響低壓省煤器出口水溫和排煙溫度，它們對(duì)經(jīng)濟(jì)性的影響是相互矛盾的，其中有一個(gè)最佳流量。隨著流過(guò)低壓省煤器的水量增加，鍋爐排煙溫度在逐漸降低，低壓省煤器出口水溫也在逐步降低。因此機(jī)組經(jīng)濟(jì)性先是增加后是降低，中間達(dá)到最大點(diǎn)的流量便是最佳流量。

取三點(diǎn)做趨勢(shì)圖得出該工況最佳流量為250000kg/h左右。

總之，加裝低壓省煤器是降低排煙溫度、回收利用余熱的好辦法，低壓省煤器運(yùn)行中，不能一味地降低排煙溫度，因?yàn)榕艧煖囟冉档椭荒苷f(shuō)明低壓省煤器吸收熱量增加，但熱量利用于汽輪機(jī)加熱器系統(tǒng)并不能達(dá)到效果最佳，降低排煙溫度的同時(shí)，還要保證低壓省煤器出水溫度不低于低壓加熱器混合前的出水溫度，這樣低壓省煤器的利用才能達(dá)到最大化。根據(jù)百年電力#5機(jī)組低壓省煤器效率試驗(yàn)220MW工況實(shí)際計(jì)算表明，它能使該機(jī)組效率相對(duì)提高0.5%-0.7%。只要科學(xué)地選擇好最佳參數(shù)，合理地確定聯(lián)結(jié)方式才能收到預(yù)期效果。

百年電力#5機(jī)組低壓省煤器試驗(yàn)工況圖

取三點(diǎn)做趨勢(shì)圖

（作者單位：華電電力科學(xué)研究院，國(guó)網(wǎng)山東省電力公司電力科學(xué)研究院）

作者簡(jiǎn)介

董洋（1980-），男，華電電力科學(xué)研究院山東分院工程師。主要從事汽輪機(jī)熱力試驗(yàn)研究工作。