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文檔簡介
1、分類號鄭州電力高等專科學校畢 業 設 計(論 文)題目大型機組定壓與滑壓運行的經濟性比較 并列英文題目The economic comparison of constant pressure and sliding pressure operation for large unit 系部動力工程系專 業火電廠集控運行姓 名郭登攀班 級集控0901 指導教師李麗萍 職 稱副教授論文報告提交日期 2012.06 鄭州電力高等專科學校摘要本課題先描述了2011年的電力供需形勢,涉及到電廠的節能減排,然后引入了“等效熱降理論”。重點討論了用等效熱降的方法給予定量分析和計算。然后用該方法對大型機組的定壓
2、調節和滑壓調節進行定量分析,比較它們的經濟性,確定了型機組在同負荷下滑壓運行比定壓運行時的經濟性要高。關鍵詞: 定壓運行 滑壓運行 經濟性 比較AbstractThis topic describes the 2011 year of power supply and demand situation, involving power plant energy-saving emission reduction, and then introduces equivalent heat drop theory. Focused on quantitative analysis and calcu
3、lation of equivalent heat drop method. And then use this method to slide large units of pressure and pressure of a quantitative analysis, comparison of their economy, sliding pressure operation determines the type of unit in the same load than the constant pressure of the running of the economy to h
4、igh. Keyword:Constant pressure regulation Sliding-pressure regulation Of economic Relatively 目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc10690 一.前言 PAGEREF _Toc10690 1 HYPERLINK l _Toc8433 1.1 2011年電力供需形勢 PAGEREF _Toc8433 1 HYPERLINK l _Toc24715 1.2 電廠節能理論與措施 PAGEREF _Toc24715 1 HYPERLINK l _Toc8316 1.3 本課題研究思路
5、與意義 PAGEREF _Toc8316 3 HYPERLINK l _Toc23006 二.等效熱降的理論基礎 PAGEREF _Toc23006 4 HYPERLINK l _Toc8650 2.1 等效熱降的概念 PAGEREF _Toc8650 4 HYPERLINK l _Toc3772 2.1.1 概述 PAGEREF _Toc3772 4 HYPERLINK l _Toc22260 2.1.2 等效熱降的概念 PAGEREF _Toc22260 5 HYPERLINK l _Toc31118 2.1.3 計算符號和公式的規定 PAGEREF _Toc31118 6 HYPERLI
6、NK l _Toc26284 2.2 抽汽等效熱降 PAGEREF _Toc26284 8 HYPERLINK l _Toc3203 2.3 等效熱降之間的關系 PAGEREF _Toc3203 11 HYPERLINK l _Toc20378 2.3.1疏水放流式加熱器與其后相鄰加熱器之間的等效關系 PAGEREF _Toc20378 11 HYPERLINK l _Toc13296 2.3.2 匯合式加熱器之間的等效熱降關系 PAGEREF _Toc13296 13 HYPERLINK l _Toc23501 2.4 等效熱降的應用 PAGEREF _Toc23501 14 HYPERLI
7、NK l _Toc3214 2.4.1內、外純熱量出入熱力系統 PAGEREF _Toc3214 16 HYPERLINK l _Toc19567 2.4.2攜帶工質的內外熱源進入熱系統 PAGEREF _Toc19567 16 HYPERLINK l _Toc29901 2.4.3帶工質的熱量出系統 PAGEREF _Toc29901 17 HYPERLINK l _Toc11366 2.5再熱機組的等效熱降 PAGEREF _Toc11366 18 HYPERLINK l _Toc25118 2.5.1概述 PAGEREF _Toc25118 18 HYPERLINK l _Toc4621
8、 2.5.2定熱量抽汽等效熱降 PAGEREF _Toc4621 19 HYPERLINK l _Toc31726 2.5.3定熱量新蒸汽等效熱降 PAGEREF _Toc31726 20 HYPERLINK l _Toc19061 2.5.4定熱量等效熱降應用特點 PAGEREF _Toc19061 20 HYPERLINK l _Toc3791 2.5.5變熱量等效熱降 PAGEREF _Toc3791 23 HYPERLINK l _Toc29854 2.5.6等效熱降的條件 PAGEREF _Toc29854 24 HYPERLINK l _Toc8843 2.5.7等效熱降應用的差不
9、多法則 PAGEREF _Toc8843 24 HYPERLINK l _Toc21227 三.定壓與滑壓運行方式比較 PAGEREF _Toc21227 25 HYPERLINK l _Toc19140 3.1定壓運行 PAGEREF _Toc19140 25 HYPERLINK l _Toc25083 3.2滑壓運行 PAGEREF _Toc25083 26 HYPERLINK l _Toc4870 3.2.1滑壓運行的分類 PAGEREF _Toc4870 26 HYPERLINK l _Toc772 3.2.2滑壓運行的特點 PAGEREF _Toc772 27 HYPERLINK l
10、 _Toc13338 四.定壓與滑壓運行計算 PAGEREF _Toc13338 29 HYPERLINK l _Toc15960 4.1定壓運行計算 PAGEREF _Toc15960 30 HYPERLINK l _Toc9489 4.1.1熱力系統簡捷計算 PAGEREF _Toc9489 30 HYPERLINK l _Toc1723 4.1.2機組的等效熱降計算 PAGEREF _Toc1723 33 HYPERLINK l _Toc28079 4.2 滑壓運行計算 PAGEREF _Toc28079 35 HYPERLINK l _Toc27821 4.2.1熱力系統簡捷計算 PA
11、GEREF _Toc27821 35 HYPERLINK l _Toc3350 4.2.2機組的等效熱降計算 PAGEREF _Toc3350 38 HYPERLINK l _Toc26847 五.結論 PAGEREF _Toc26847 40 HYPERLINK l _Toc7908 六.結束語 PAGEREF _Toc7908 41 HYPERLINK l _Toc24422 七.參考文獻 PAGEREF _Toc24422 42 HYPERLINK l _Toc31262 八.附錄 PAGEREF _Toc31262 43一.前言1.1 2011年電力供需形勢 2011年,全國全社會用電
12、量平穩較快增長,發電裝機容量接著增加,結構調整加快,裝備技術水平進一步提高,節能減排取得新進展,全國電力供需總體平衡偏緊。在用電需求快速增長的情況下,由于水電來水偏枯、電煤供應緊張、火電企業大面積虧損、跨省(區)跨區域通道能力不足、體制機制不暢等問題,部分地區、部分時段缺電比較嚴峻,全國共有24省級電網相繼缺電,最大電力缺口超過3000萬千瓦,其中重慶、浙江、廣東等地既缺少本地電源,又沒有新增跨省(區)跨區域通道能力,電力供應存在著硬缺口。通過采取跨區域跨省(區)電力支援、加強需求側治理和實施有序用電等多種措施,有效緩解了電力供需矛盾,保障了經濟社會平穩健康進展。1.2 電廠節能理論與措施 合
13、理安排運行方式,盡量達到機爐負荷的匹配。以保證機組的安全穩定運行,為節約能源提供基礎和前提。 在主汽溫度和主汽壓力操縱方面,鍋爐值班員要求及時 調整,通過合理的安排吹灰器的投入順序及時刻,改變上下層給 粉機投入方式以及給粉機轉速, 最大限度的降低受熱面吹灰對汽 溫的阻礙,使機組始終保持高參數運行,提高機組經濟性。 在制粉系統的參數操縱方面,需要按照制定的鍋爐制 粉系統運行參數調整的相關規定 ,依照不同的煤種,合理操縱 磨煤機出口和一次風溫,在保證安全的前提下,通過提高磨煤機 出口溫度和二次風溫度,縮短煤粉燃燒前的預熱時刻,使煤粉燃 燒更加完全,有效的降低煤粉的不完全燃燒損失,達到降低動力煤消耗
14、的目的。 加強煤質延伸治理,監督料場原煤取樣、料場進料、消耗情況的統計工作,在煤質偏離設計煤種偏差較大時,能夠及時溝通使其掌握入爐煤質情況,以便采取相應的調整方案,保證鍋爐燃燒的穩定。 對燃燒、調風、混風、爐溫分布進行監督,掌握燃用煤質對應的磨煤機運行小時數、粉位變化幅度,以及煤氣火嘴的投入數量變化,鍋爐尾部受熱面的煙溫變化,推斷爐管積灰情況,爐膛出口煙溫變化及減溫水量增減推斷水冷壁沾污程度, 督促崗位吹灰除焦,提高鍋爐熱效率。 定期進行鍋爐效率監測,用以指導鍋爐的燃燒調整。每月進行鍋爐效率監測,要緊監測:主汽溫度、壓力、流量,給水溫度、壓力、流量,爐膛氧量、排煙溫度、空預器入口煙溫、飛灰含碳
15、量,爐渣含碳量。 受動力煤采購的阻礙,鍋爐燃用煤種與設計煤種偏差較大,要求按照制定的不同煤種、不同工況下的燃燒調整方案,依照煤質分析報告,及時對鍋爐一二次風配比進行調整,緩解鍋爐受熱面的結焦,提高鍋爐效率;其次,通過合理的二次風配比, 優化鍋爐的燃燒工況,降低排煙損失和飛灰可燃物損失,使鍋爐的熱經濟性提高,煤耗相對降低。 針對外部因素造成機組發電負荷低,各項參數無法達到額定工況降低經濟性。需要通過查閱機組設計資料,結合往年機組運行參數,制定不同負荷下的最優運行參數,并將這些參數繪制成負荷對應曲線,為運行人員操作調整提供依據,最大限度的提高機組的經濟性,從而降低機組的燃煤消耗。 在全廠范圍內接著
16、有效的開展節水工作。1.3 本課題研究思路與意義本課題先描述了2011年的電力供需形勢,涉及到電廠的節能減排,然后引入了“等效熱降理論”,并著重介紹了等效熱降的概念、抽汽等效熱降等效熱降之間的關系、等效熱降的應用、再熱機組的等效熱降等定量計算的理論基礎知識。通過定量分析研究熱力系統的經濟性問題,然后用該方法對大型機組的定壓調節和滑壓調節進行分析,比較它們的經濟性。確定了型機組在同負荷下滑壓運行比定壓運行時的經濟性要高。能源是人類社會賴以生存和進展的重要物質基礎。近年來,我國的資源環境問題日益突出,節能減排形式十分嚴峻。本課題的研究,對電廠的節能減排有著重要的指導意義。二.等效熱降的理論基礎2.
17、1 等效熱降的概念 2.1.1 概述等效熱降法是基于熱力學的熱工轉換原理,考慮到設備質量、熱力系統結構和參數的特點,通過嚴密地理論推演,導出幾個熱力分析參量j及等,用以研究熱工轉換及能量利用程度的一種方法。等效熱降法即可用于整體熱力系統的計算,也可用于熱力系統的局部分析定量,它差不多屬于能量轉換熱平衡法。然而,它摒棄了常規計算的缺點,不需要全盤重新計算就能查明系統變化后的熱經濟性,即用簡捷的局部運算代替整個系統的繁雜計算。等效熱降法要緊用來分析蒸汽動力裝置和熱力系統。在火電廠設計中,這一方法能夠論證方案的技術經濟性,探討熱力系統和設備中各種因素的阻礙以及局部變動后的經濟效益,是熱力工程和熱力系
18、統優化設計的有力工具。用等效熱降分析運行電廠的技術改造,尤其是熱力系統節能技術改造,將收到良好效果,為改造提供確切的技術依據。等效熱降法在診斷電廠能量消耗、查明能量損耗的大小、發覺機組存在缺陷和問題、指出技能改造的途徑與措施,以及評定機組的完善程度和挖掘節能潛力等工作中將發揮重要作用,真正達到熱耗查定的目的。等效熱降法的特點是:局部運算的熱工概念清晰,與一般熱力學完全一致,因此,容易掌握應用;其次,計算簡捷而又準確,與真實熱力系統相符,且不管是手工計算或是電子計算機計算都專門方便。分析問題時,這種方法能充分剖析事物的本質和矛盾,分清問題的主次,從而有利于問題的正面解決。 2.1.2 等效熱降的
19、概念關于純凝汽式汽輪機(如圖2.1)所示,顯然,1kg新蒸汽的做功就等于它的熱降(即焓降) (2.1)式中 蒸汽進汽輪機的初焓 汽輪機排氣焓 圖2.1 圖2.2 關于有回熱抽汽的汽輪機(如圖2.2所示),1kg的新蒸汽做功 = (2.2)式中 ; 抽汽份額; 抽汽做功不足系數; 任意抽氣級的編號; 抽汽級數;顯然,那個做功不是1kg新蒸汽的簡單熱降,他比純凝汽新蒸汽熱降小。然而,它與凝汽式汽輪機中的H又類似,它們差不多上1kg新汽的實際做功。為了有不于純凝汽熱降H,故稱那個做功為等效熱降。等效的數量含意,從式(2.2)可知,它是指回熱抽汽式汽輪機1kg新蒸汽的做功,等效于新蒸汽直達冷凝器的熱降
20、。 2.1.3 計算符號和公式的規定為了計算方便和統一,規定計算公式和符號如下: 加熱器給水焓升 加熱蒸氣在加熱器內的放熱量 輸水在加熱器中的放熱量 在整理原始數據時,依照加熱器的類型不同,其加熱器的,的計算規定也各不相同。疏水放流式加熱器的、和按下面公式計算 匯合式加熱器的、和按下面公式計算 2.2 抽汽等效熱降研究圖中如此一個簡單的熱力系統,假設一個純熱量q(即無工質帶入系統)進入NO.3加熱器中,使NO.3得抽汽減少1kg,這1kg蒸汽稱為排擠抽汽。那個被排擠的抽汽中有一部分作功到汽輪機的出口,另一部分作功到后面各抽汽口再被抽出用以加熱給水。 圖2.4這1kg排擠抽汽返回汽輪機以及隨后在
21、各抽汽口上的分配,按照熱平衡方程可計算。由于NO.3加熱器抽汽減少1kg,在僅有熱量加入而無工質加入時,其疏水也相應減少1kg,因而使疏水在NO.2加熱器的放熱量減少。那個減少的熱量應由NO.2段抽汽來補償,其補償量為 式中 即NO.2加熱器1kg抽汽的放熱量,是排擠NO.3加熱器1kg抽汽中分配到NO.2加熱器中的份額。排擠抽汽接著向后流淌的份額只有()了。這部分蒸汽膨脹做功并凝聚后,產生相同數量的水返回NO.1加熱器。NO.1加熱器為了加熱這部分水,因而抽汽量應增加式中 NO.1加熱器中1kg水的焓升 ; NO.1加熱器中1kg抽汽的放熱量 ; 是排擠NO.3加熱器1kg抽汽中,分配到NO
22、.1加熱器中的份額。由于在NO.1和NO.2加熱器中增加了抽汽份額,并產生了作功不足,故NO.3加熱器排擠1kg抽汽返回汽輪機的作功等于 (2.3)那個作功稱為抽汽的等效熱降,用符號表示。抽汽等效熱降,在抽汽減少情況下表示1kg排擠抽汽作功的增加值;反之抽汽增加時,則表示作功的減少值。顯然,它考慮了比該抽汽壓力更低的所有抽汽量的變化。抽汽效率。如同一般效率概念一樣,是作功與加入熱量之比。那個地點排擠1kg抽汽,需要加入的熱量為,而排擠1kg抽汽獲得的功為。因而,對之比是一個熱效率的含意,故稱之為抽汽效率。它反映任意抽汽能級處熱變動的程度,和該能級以下(由于加入熱量引起)的一切作功變化。即 的計
23、算公式的規律是,從排擠1kg抽汽的焓降中減去某些固定成分,因此可歸納為下列通式 (2.4) 式中 取或者,視加熱器型式而定; 加熱器后更低壓力抽汽口腳碼。假如j為匯合式加熱器,則均以代之。假如為疏水放流式加熱器,則從以下直到(包括)匯合式加熱器用代替,而在匯合式加熱器以下,不管是匯合式依舊疏水放流式加熱器,則一律以代替。各抽汽等效熱降算出后,按作功與加熱量之比,可得相應的抽汽效率 (2.5)式中和均為已知數,故得計算極為方便。2.3 等效熱降之間的關系 2.3.1疏水放流式加熱器與其后相鄰加熱器之間的等效關系疏水放流式加熱器與其后相鄰加熱器之間的等效熱降關系,可用下圖所示的兩種情況進行分析。圖
24、中(a)表示其后相鄰加熱器是疏水放流式加熱器聯接系統;圖(b)表示其后相鄰加熱器是匯合式加熱器聯接系統。 按照圖(a),依照通式(2.4)求等效熱降有: No.j No.j-1 No.j No.j-1 (a) (b) (2.6) (2.7)從中減去得 j -j-i=(j-j-i)-由于圖(a)中的Noj-i為疏水放流式加熱器,其中j-i應為j-i,故Hj= (2.8)按照圖(b),依照通式求等效熱降有: =( (2.9) (2.10)從 中減去 得=( (2.11)比較式(2.8)與式(2.11)可知,盡管圖(a)與圖(b)中NOj-i加熱器形式不相同,但相鄰加熱器之間的等效熱降的關系式是相同
25、的。由此可得出,疏水放流式加熱器與其后相鄰加熱器(不論其加熱器形式如何)之間的等效熱降關系的通式為 (2.12) 它的物理意義是,排擠j段抽汽1Kg從j到j-1的做功為,這1kg排擠抽汽到j-1后只有( )kg接著往后流淌膨脹,而該處1kg排擠抽汽的等效熱降為故( )kg蒸汽的做功為(),因而j級的等效熱降為()與()之和。 2.3.2 匯合式加熱器之間的等效熱降關系如圖所.和.為兩個匯合式加熱器,它們之間的關系式可推證如下。 No.j No.m圖2.6 匯合式加熱器聯接系統依照通式求NOj和Nom等效熱降有: 從中減去得 (2.13)它的物理意義是,匯合加熱器j的1kg排擠抽汽返回汽輪機作功
26、到更低匯合加熱器m時,它仍具有等效熱降。而從j到m的焓降應減去兩級之間因抽汽份額增加所減少的作功,才是排擠抽汽在兩級之間的作功,即()。兩部分作功之和確實是j對應抽汽級的等效熱降。應當指出,假如j和m匯合加熱器之間還有另外的匯合加熱器存在,該式也同樣適用。公式(2.12)和(2.13)提供了一個從已知的等效熱降Hj-1或Hm計算的方法,它使的計算更為簡便。2.4 等效熱降的應用內部熱源利用,使循環作功增加,其裝置效率 式中 新蒸汽的實際作功,即新蒸汽等效熱降,; 循環吸熱量,; 內部熱源回收利用的作功,。可知,任何內部熱源的利用,都使裝置效率得以提高。因為內部損失熱量再次回收利用,終將提高循環
27、吸熱的利用程度,提高熱變功的份額,故而裝置效率總是提高的。而外部熱源利用,若按熱力學原理分析,這時,除循環作功增加外,循環吸熱量也將增加,即外熱源被利用的熱量也是循環吸熱的一部分,故裝置效率 式中 外部熱源被利用的熱量;可知,外部熱源的利用,通常都使裝置的效率降低。因為外部余熱的品位一般低于新蒸汽能級,熱變功的程度較低,余熱的大部分將變為冷源損耗,從而大大增加了損耗的冷源損失降低了裝置效率。如若按外部熱源利用,按余熱利用原理處理,其裝置效率所謂按余熱利用處理,系指余熱不利用就廢棄了,若給予利用,則利用一點就回收一點。表現在裝置效率的計算上,確實是只記作功收益而不計熱量支出。因而,盡管余熱品位較
28、低,但怎么講有一部分轉變為功,因此,這時裝置效率總是提高的。局部定量分析時,不管是內部熱源依舊外部熱源出入系統,都要依照有無工質出入系統來分析。對無工質出入系統的熱量簡稱“純熱量”,對有工質出入系統的熱量簡稱“帶工質的熱量”純熱量出入系統,僅熱量有變動,不引起系統工質總量的變化;帶工質的熱量出入系統,不僅有熱量的變化,而且系統的工質總量也將發生變化。 2.4.1內、外純熱量出入熱力系統(1)外部熱源利用于系統,在不變時,裝置效率提高為進入系統 ; 出系統 新蒸汽等效熱降的增量 (2)內部熱源出入系統進入系統 ; 出系統 2.4.2攜帶工質的內外熱源進入熱系統蒸汽攜帶熱量進入系統: 系統經濟性的
29、相對變化為 上述討論不僅對適用,同樣地對也適用,只是在=時,純熱量部分的作功等于零,因而在時,純熱量部分的作功為負值而已。 (2)熱水攜帶熱量進入系統不管外部熱水抑或內部熱水進入系統,其方式有兩種:一種是從主凝聚水管路進入,二是從疏水管路進入,由于熱水進入地點不同,產生的經濟效果和計算方法也不相同。當熱水從主凝聚水管路進入系統; 裝置經濟性的相對變化為當熱水從疏水管路進入系統 裝置經濟性的相對變化為 2.4.3帶工質的熱量出系統 (1)蒸汽攜帶熱量出系統 蒸汽攜帶熱量出系統而導致裝置熱經濟性的相對降低為 式中(2)給水攜帶熱量出系統: 給水攜帶熱量出系統而導致裝置熱經濟性的相對下降為 (3)疏
30、水攜帶熱量出系統: 疏水攜帶熱量出系統而導致裝置熱經濟性的相對下 2.4.4補水地點引起的作功差異及多種形式的計算公式問題由冷凝器補入改為從除氧器補入引起作功差異,按等效熱降定理分析,其值為 應當指出,凡有工質進出系統,且補水地點又在除氧器時,若引用以冷凝器為補水其點的計算公式都應在該公式中增補這項作功差異。 2.4.5熱系統輔助成分作功損失總和新蒸汽毛等效熱降扣除熱系統全部輔助成分的作功損失,就得到新蒸汽凈等效熱降,即熱系統的輔助成份,是指除了抽汽回熱加熱以外的一切附加成份。它一般包括:門桿漏汽及其利用;抽氣器用汽及其回收利用;給水泵的焓升;加熱器的散熱損失等等。2.5再熱機組的等效熱降 2
31、.5.1概述再熱機組熱系統,其高壓缸的排汽;在流經再熱器之前叫再熱冷段,經再熱器加熱升溫后叫再熱熱段。由于有再熱及其吸熱量的存在,給等效熱降的計算及其應用帶來了一些不同于非再熱機組的特點。這些特點要緊表現于再熱冷段及其以上區段,在這區間出現的任何排擠抽氣都將流經再熱器而吸熱。這時將引起兩個問題:首先,它引起汽輪機熱耗量變化,與等效熱降保持熱量不變相矛盾,其次,排擠抽汽的作功不含加入熱量本身在汽輪機中接著作功,而且還包含再熱器增加吸熱的作功。解決以上問題的方法有兩種:其一,是定熱量等效熱降;其二,順其自然,恢復循環吸熱的真實性,讓它隨系統的變化而變,如此的等效熱降及其應用成為再熱機組的變熱量等效
32、熱降。 2.5.2定熱量抽汽等效熱降 再熱冷段產生1kg排擠抽汽,將全面流經再熱器并汲取熱量 ,然后返回汽輪機中、低壓缸接著膨脹作功。那個作功可用等效熱降之間的關系求的,但必須扣除再熱器吸熱量的作功。再熱器吸熱量是燃料供給的熱量,是循環吸熱的一部分,其作功為,由此,冷段1kg排擠的等效熱降為: 當冷段抽汽加熱器j是疏水放流型時 =( = (2.14) 當冷段抽汽的加熱器j是匯合型時 =+ (2.15式中 1kg蒸汽在再熱器中的吸熱量, hzr再熱熱段蒸汽焓, hzl再熱冷段蒸汽焓, 汽輪機裝置效率,有熱力系統計算獲得, m匯合式加熱器編號。 定熱量抽汽效率是定熱量抽汽等效熱降Hj與排擠1kg抽
33、汽所需熱量qj之比,即 (2.16) 顯然定熱量抽汽等效熱降的物理意義,是從再熱器熱段到凝汽器之間的1kg排擠抽汽返回汽輪機的真實作功,也是加入熱量的真實作功,而不是1kg排擠抽汽返回汽輪機的真實作功。用它們求得全部抽汽效率的物理意義,都將反映加入熱量轉變為功的程度。 2.5.3定熱量新蒸汽等效熱降為了確保循環吸熱量不變,計算再熱機組新蒸汽等效熱降時,以通過再熱器的工質為1kg計算熱量,即 (2.17) 故新蒸汽的毛等效熱降 (2.18) 考慮熱力系統各種附加成份的作功損失后,可得凈等效熱降 - (2.19)由此,汽輪機的裝置效率 (2.20) 2.5.4定熱量等效熱降應用特點(1)有工質出入
34、系統的特點用定熱量等效熱降進行局部定量時,有它的專門性。盡管建立等效熱降時,已考慮到再熱機組的特點,采取了相應措施,使問題得到解決。然而,那只是針對純熱量進出系統,并未涉及有工質出入系統。當工質出入系統發生在再熱前,其作功損失的計算不同于一般的差不多法則,有軸封蒸汽從高壓缸滲出,其份額為焓值為。則該蒸汽出系統損失作功為但這時流經再熱器的工質質量減少了,再熱器的吸熱量也減少了,為保證裝置的熱耗量不變,則其作功損失為 當蒸汽攜帶熱量出入系統發生在再熱后,這時,由于不引起再熱器吸熱量的變化,因而,其計算與非再熱機組的差不多法則相同。當有工質進入系統并發生在再熱前,有蒸汽進入高壓缸的抽汽,其份額為,焓
35、值為,則其作功損失為 綜上所述,定熱量等效熱降分析再熱機組的特點,表現為有蒸汽從再熱前進出系統上。這時,為了確保機組熱耗量不變的條件,應該引起計算式的變化,它與非再熱機組的計算式相比增加了一項。(2)轉換系數在局部定量中的應用任意熱量(純熱量)加入系統,按等效熱降原理,該熱量能獲得作功為但汽輪機真實內功變化式中 由熱量引起再熱器吸熱量的變化,; 裝置效率;則變化后,新蒸汽的實際作功為而變動后定熱量的新蒸汽等效熱降為 上述各式中 變化前新蒸汽的實際作功; 變化前定熱量的新蒸汽等效熱降。由; 式中 變化前循環的吸熱量,; 變化前定熱量蒸汽等效熱降的吸熱量,也是變化后的定熱量新蒸汽等效熱降的吸熱量。
36、因為它們保持不變。式中 ;由以上各式聯立得 。應當注意,這時是隨再熱器吸熱量變化而變化。即常數。(3)經濟性變化的計算特點裝置熱經濟性相對變化的計算公式為式中當作功增加時取正值,當作功減少時取負值。 2.5.5變熱量等效熱降再熱熱段以后的由于再熱熱段以后排擠抽汽不阻礙通過再熱器的蒸汽份額,也就不阻礙再熱器的吸熱量,因而,這時變熱量等效熱降的計算與非再熱機組一樣,也與定熱量等效熱降一樣,也與定熱量等效熱降一樣,其通式是 再熱冷段及其以上的,依照等效熱降的定義,再熱冷段及其以上產生排擠抽汽,按前面基礎理論的推演方法,能夠導出該蒸汽返回汽輪機的實際作功為 式中符號和腳碼與定熱量等效熱降的意義相同。應
37、當指出,這是蒸汽返回汽輪機的真實作功,它不但包括排擠蒸汽所需加入熱量的真實作功,而且還包括排擠抽汽引起再熱器吸熱增加的作功,這時它與定熱量等效熱降的本質區不。讓自然循環吸熱量自然變動而求得的抽汽等效熱降稱之為變熱量等效熱降,為了有不于定熱量等效熱降,用符號表示。變熱量抽汽效率:變熱量抽汽等效熱降與排擠抽汽所需熱量之比,稱之為變熱量抽汽效率,即 新蒸汽等效熱降,采納變熱量抽汽效率可導出新蒸汽等效熱降為 裝置效率為 式中,那個地點的及與常規系統計算的結果完全一致。 2.5.6等效熱降的條件等效熱降的計確實是以新蒸汽流量保持不變為前提條件的。此外,在計算等效熱降時,認為新蒸汽參數,再熱參數,終參數以
38、及各抽汽參數均為已知,且保持不變,即汽輪機膨脹過程線的變化臨時不予考慮。等效熱降是抽汽流從j處返回汽輪機的真實作功能力,它標志著汽輪機各抽汽口蒸汽的能級及位能高低。愈大,它所處的能級就愈高,汽流作功能力也就愈大。 2.5.7等效熱降應用的差不多法則對火電廠的熱力設備和系統來講,不管是熱量或是工質的損失,依舊工質和熱量利用于系統,都將阻礙裝置的經濟性。熱力設備和管道的散熱、排污以及汽、水滲漏和取樣等就屬工質和熱量的散失。因此,工質損失的同時,通常總伴隨有熱量的損失。工質和熱量利用于熱系統,包括來自循環內部(簡稱內部)的工質和熱量,以及循環外部(簡稱外部)的工質和熱量。軸封漏氣、抽氣器排氣、除氧器
39、余汽的利用以及給水在泵內的焓升等均屬于內部熱量和工質的利用,而外來蒸汽或熱水、排污擴容蒸汽、發電機冷卻熱量以及鍋爐排煙余熱等的利用則屬于外部熱量和工質利用與系統。應當指出,從熱力學角度講內、外熱源的利用,對裝置熱經濟性的阻礙是有原則性區不的,不能簡單混為一談的。三.定壓與滑壓運行方式比較汽輪機運行,應保證汽輪機在正常情況下安全經濟運行,并保證所需的主蒸汽參數。因此在汽輪機正常運行過程中,不可幸免地需要進行負荷調整,依照調整負荷時采納的方法不同,一般有兩種運行方式定壓運行和滑壓運行。3.1定壓運行定壓運行確實是汽輪機改變負荷過程中,新蒸汽的壓力和溫度保持不變,而改變閥門開度的一種運行方式。關于采
40、納節流調節的汽輪機,通過改變調節閥門的開度實現負荷改變;關于采納噴管調節的汽輪機,通過依次開啟或關閉調節閥實現負荷改變,故又稱定壓運行的噴管調節。定壓運行方式是機爐分不操縱,相互牽連較少。在自動化水平較低的情況下,與其它運行方式相比,這是一種比較方便與可靠的運行方式。定壓運行方式在改變負荷時產生節流損失。因此只有在差不多負荷時,定壓運行才是最經濟的。部分負荷時完全采納定壓運行不僅使經濟性降低,而且也使可靠性下降,故隨著科學技術的進展,機組容量的增大,一般采納了另一種運行方式滑壓運行。3.2滑壓運行滑壓運行確實是汽輪機改變負荷過程中,調速汽門開度不變,保持進汽面積不變,而通過鍋爐調節改變蒸汽壓力
41、的一種運行方式。在整個負荷調節過程中,蒸汽溫度和再熱蒸汽溫度盡量保持額定值不變,(或力求不變),蒸汽壓力隨著負荷的改變而改變,這種運行方式又稱為變壓運行。 3.2.1滑壓運行的分類(1)純滑壓運行。在整個負荷變化范圍內,所有調節閥均處于全開位置完全靠鍋爐調節燃燒適應負荷變化。這種方法操作簡單,維護方便,具有較高的經濟性。然而,從汽輪機負荷信號輸入鍋爐,到新蒸汽壓力改變有一個滯后,即不能對負荷變化快速響應。關于中間再熱機組,由于再熱器和冷段導汽管的熱慣性,負荷變動時,低壓缸有明顯的功率延滯現象,通常依靠高壓調速汽門動態過開的方法來補償,但現在調速汽門已全開,沒有調節手段,故此方式難于適應負荷的頻
42、繁變動的工況。 (2)節流滑壓運行。機組負荷穩定時調速汽門不全開,對主蒸汽壓力有一定的節流。當負荷突然增加時,立即全開調速汽門,利用鍋爐的蓄能,增大進汽量,達到快速增負荷的目的。待鍋爐調整燃燒工況使新汽壓力升高后,蒸汽的做功能力差不多滿足當時負荷的要求,然后再把調速汽門關小,恢復至原來的位置。因此,這種方式彌補了純滑壓運行負荷適應性差的缺點。由于調速汽門經常處于部分開啟的狀態,存在節流損失,在一定程度上降低了它的經濟性。 (3)復合滑壓運行。這是滑壓與定壓相結合的一種運行方式。在高負荷區保持定壓運行,在低負荷區,一個或兩個調節閥關閉轉入滑壓運行,而在更低負荷區,又進行較低壓力的定壓運行 事實上
43、,復合滑壓運行方式有三種復合方式:第一,低負荷時滑壓運行,高負荷時定壓運行。低負荷時調速汽門全開,滑壓運行,隨著負荷的增加,主蒸汽壓力增加,待增至額定值后,維持主蒸汽壓力不變,過渡到噴管調節。第二,低負荷時定壓運行,高負荷時滑壓運行。低負荷時,蒸汽壓力維持在較低值,作定壓運行;當負荷增加后,開大調速汽門,待閥門全開后則依靠鍋爐提升壓力增大負荷。第三,高負荷和低負荷時定壓運行,中間負荷滑壓運行。低負荷時,在較低壓力下定壓運行,中間負荷時,則關閉12個調速汽門滑壓運行,高負荷時采納噴管調節定壓運行。復合滑壓運行方式既具有較高的經濟性,又具有較強的負荷適應性,故應用最廣。 3.2.2滑壓運行的特點與
44、定壓運行相比,滑壓運行具有如下特點:(1)機組變負荷時,由于主蒸汽的溫度變化小,因此部分金屬溫度的變化相應減小,從而能夠降低部件的熱應力,延長部件的使用壽命。 (2)節流損失能夠提高低負荷時的經濟性,定壓運行時,負荷降低節流損失增加,汽輪機的內效率降低,采納滑壓運行時,主蒸汽壓力隨負荷的減小而降低,但主蒸汽溫度和再熱溫度保持不變。盡管進入汽輪機的蒸汽質量流量減少,但容量流量差不多保持不變,速比焓降等也保持不變,而且蒸汽壓力的降低,使濕氣損失減小,故汽輪機的內效率仍可維持較高的水平。 (3)給水泵耗功減少。現代大功率汽輪機均采納汽動給水泵,有些采納電動泵的機組也在電機和泵之間加裝了可無級變速的液
45、力耦合器,因此,機組若采納滑壓運行,當負荷降低時,鍋爐給水流量和壓力隨之減少,因而給水泵能夠低轉速運行,從而降低了水泵的耗功量。 (5)調速系統工作穩定,并可使機組振動減少。 (6)高負荷區滑壓運行不經濟。當機組在高負荷區(75%100%額定負荷)時。由于閥門的開度較大,定壓運行的節流損失不大,尤其是噴管調節的汽輪機,節流損失更小。若采納滑壓運行,由于新蒸汽壓力的降低,使機組循環熱效率下降,故現在經濟性比定壓運行運行低。四.定壓與滑壓運行計算600MW機組熱力系統圖600MW機組熱力系統簡圖4.1定壓運行計算4.1.1熱力系統簡捷計算 1. 依照圖中原始資料整理熱力參數如下: 單位PMPa ,
46、kJ/Kg 2.按簡捷計算方法整理原始資料得(單位:kJ/kg) 3.抽汽系數計算(不考慮加熱器散熱損失) 4.再熱蒸汽份額 再熱蒸汽的再熱器吸熱量 1kg新蒸汽的膨脹內功 循環內功 循環吸熱量 實際循環效率 5.熱經濟指標計算 (1)毛經濟指標 汽耗量() 汽耗率 熱耗率 標準煤耗率 全年標準煤耗量(年利用小時n=7000) (2)半凈經濟指標汽耗量() 汽耗率 熱耗率 標準煤耗率 全年標準煤耗量(年利用小時n=7000) 4.1.2機組的等效熱降計算 1.抽汽等效熱降和抽汽效率的計算(的單位為:) 2.內部熱源出入系統引起裝置熱經濟性的變化 (1)給水泵焓升,由于那個熱量加入系統使新蒸汽作
47、功增加 裝置熱經濟性的相對提高 % (2)除氧器排氣的余熱回收利用 裝置熱經濟性的相對提高 % 3.主蒸汽等效熱降計算新蒸汽毛等效熱降 各種附加成分引起的作功損失的計算 4.新蒸汽凈等效熱降 循環吸熱量 則汽輪機裝置效率為 4.2 滑壓運行計算4.2.1熱力系統簡捷計算1. 依照圖中原始資料整理熱力參數如下: 單位PMPa ,ikJ/Kg2.按簡捷計算方法整理原始資料得(單位:kJ/kg) 3.抽汽系數計算(不考慮加熱器散熱損失) 再熱蒸汽份額 再熱蒸汽的再熱器吸熱量 1kg新蒸汽的膨脹內功 循環內功 循環吸熱量 實際循環效率5.熱經濟指標計算(1)毛經濟指標 汽耗量() 汽耗率 熱耗率 標準
48、煤耗率 全年標準煤耗量(年利用小時n=7000) (2)半凈經濟指標汽耗量() 汽耗率 熱耗率 標準煤耗率 全年標準煤耗量(年利用小時n=7000) 4.2.2機組的等效熱降計算1.抽汽等效熱降和抽汽效率的計算(的單位為:) 2.熱源出入系統引起裝置熱經濟性的變化 (1)給水泵焓升,由于那個熱量加入系統使新蒸汽作功增加 裝置熱經濟性的相對提高 %(2)、除氧器余氣回收利用 裝置熱經濟性的相對提高 %3.主蒸汽等效熱降計算新蒸汽毛等效熱降 各種附加成分引起的作功損失的計算 4.新蒸汽凈等效熱降 循環吸熱量 則汽輪機裝置效率為 由以上的計算可看出機組滑壓運行調節經濟性較定壓運行調節高五.結論通過計
49、算分析,我們得出的600MW機組在75%負荷下,定壓與滑壓運行的經濟性比較,在同一負荷下,由以上計算可知:機組在滑壓運行時的效率(0.4729)比定壓運行時(0.4673)高出0.56個百分點;機組在滑壓運行時的凈等效熱降(1336.61)比定壓運行時(1308.18)的大,同時其各種附加成份所引起的作功損失要比定壓少;機組在滑壓運行時(0.155、16.383)余熱回收利用率高,給水泵的損失比定壓運行時(0.14、15.187)的小,裝置熱經濟性的相對提高較多;機組在定壓運行時(分不為353.52、2.82、7787.67、290.79、9160.29)機組的經濟指標各參數量:汽耗量、汽耗率
50、、熱耗率、標準煤耗率、全年標準煤耗率等比滑壓運行時(347.47、2.77、7774.46、287.68、906278)的要大,即滑壓運行耗量小。由以上幾點可知,大型機組在同負荷下滑壓運行比定壓運行時的經濟性要高。六.結束語 三年的大學生活就快走入尾聲,我們的校園生活就要劃上句號,心中是無盡的難舍與眷戀。從那個地點走出,對我的人生來講,將是踏上一個新的征程,要把所學的知識應用到實際工作中去。回首三年,取得了些許成績,生活中有歡樂也有艱辛。感謝老師三年來對我孜孜不倦的教誨,對我成長的關懷和愛護。學友情深,情同兄妹。三年的風風雨雨,我們一同走過,充滿著關愛,給我留下了值得珍藏的最美好的經歷。在我的
51、十幾年求學歷程里,離不開父母的鼓舞和支持,是他們辛勤的勞作,無私的付出,為我制造良好的學習條件,我才能順利完成完成學業,感激他們一直以來對我的撫養與培育。最后,我要特不感謝李麗萍老師。是她在我畢業的最后關頭給了我們巨大的關心與激勵,使我能夠順利完成畢業設計,在此表示衷心的感激。李老師認真負責的工作態度,嚴謹的治學精神和深厚的理論水平都使我收益匪淺。在論文的撰寫過程中李老師給予我專門大的關心,關心解決了許多的難點,使得論文能夠及時完成,那個地點一并表示真誠的感謝。七.參考文獻 林萬超.火電廠熱系統定量分析.西安:西安交通大學出版社,1985 馬芳禮.熱力系統節能分析理論.北京:水利電力出版社,1
52、992鄭體寬.熱力發電廠.北京:中國電力出版社,2001 4.李建剛.汽輪機設備及運行.北京:中國電力出版社,2006水蒸汽參數計算軟件;6.相關技術期刊八.附錄翻譯: (一)Powdered coal degree of fineness to combustion characteristic influence experimental study. Along with our country national economys development, the coal-burning consumption increases day by day, because the coa
53、l ultimate reserves are limited, in addition coal industrys development relative lag, causes the coal-burning power plant the coal insufficient supply, generates electricity drops unceasingly with the coal quality. Thus causes the utility boiler to be bad faced with the combustion stability, special
54、ly low load with difficulty stable conbustion, but the easy flameout, the boiler peakload performance to be bad; The anthracite and the inferior coal combustion efficiency is low; Has not burnt emissions NO, SO and the dust the pollution which creates to the bad boundary and so on a series of questi
55、ons. Therefore, improves its combustion characteristic to raise the boiler combustion efficiency and to reduce the boiler pollutant the withdrawal is the coal-fired boiler technology key. Because the influence powdered coal firing processs factor already has the burner structure, the combustion envi
56、ronment substandard in the factor, also has powdered coals immanent cause, like powdered coal physical structure and so on. Powdered coal degree of fineness to combustion characteristic influence.1.Powdered coal degree of fineness to catches fire and the combustion characteristic influenceThe apprai
57、sal powdered coal catches fire one of performance important targets is the flame temperature, and the coal grain separates out the moisture content and the volatility share gradually in the elevation of temperature process, along with furnace temperatures elevation, weightlessness increases, when th
58、e temperature achieves certain temperature, the oxidation rate increases suddenly, weightlessness intensifies suddenly, as well as exothermic speeds up suddenly instantaneous temperature. Flame temperatures height is consistent when the outside heat source heating condition, the fuel is lit the diff
59、iculty degree one kind of external showing, may use for to compare coals combustibility directly.2. Powdered coal degree of fineness to burns through the characteristic influenceBecause the coal in catches fire the after-combustion speed to be higher, easier to form the high combustion temperature,
60、the combustion is stabler, the coal burnout degree is also higher in certain resident time. In the thermogravimetric analysis, the maximum weightlessness speed has reflected the coal rapidity of combustion. The exothermic peak width can also reflect the coal after fire rapidity of combustion. The ex
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