加熱器端差對機組經濟性的影響

摘要：加熱器端差是加熱器進口抽汽壓力基礎上的飽和溫度以及給水出口溫度之差，對各級加熱器端差的運行熱經濟性進行準確而快速的評價，對熱力系統的設計和檢修具有重要的意義。文章對加熱器端差對機組經濟性的相關影響進行了分析，希望能夠通過此次的理論研究對實際操作起到一定指導作用。

關鍵詞：加熱器端差；機組經濟性；熱力系統；熱平衡方法；數學模型 文獻標識碼：A

中圖分類號：TK223 文章編號：1009-2374（2015）14-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.035

處在同一熱力系統當中，各加熱器型式和所處位置都在一定程度上有著差異，所以加熱器端差對機組經濟性所產生的相應影響也會存在著差異。在這一情況下，倘若只是將高壓或者是低壓作為界限，對其采取相同端差，這樣就違反了科學性。如何更合理地解決這一端差影響就顯得格外重要。

1 加熱器端差的理論分析

1.1 加熱器端差增大的原因分析

加熱器在運行過程中，其自身會存在著端差問題，這一現狀對熱損失雖沒有造成直接性的影響，但卻對熱交換不可逆性得到了增強，從而就產生了額外的冷源損失，這樣就會使加熱器裝置的熱經濟效率大大降低。從實際情況來看，加熱器端差在增大的問題上存在著多方面因素，其中受熱面積垢以及加熱器的抽空系統不良和部分冷水走旁路等，都會使得加熱器端差增大，這樣會致使回熱系統當中的加熱器出口水溫發生降低的現狀，在本級的抽汽量就會大幅度降低，而比其高的一組在抽汽量上就會得到增加，最終會使得整個機組的功能降低。

1.2 加熱器端差理論方法分析

此次對加熱器端差的研究主要是運用了熱力系統矩陣熱平衡方程式以及熱耗變換系數的相關理論，在經過嚴密的數學推導作用下，對定功率基礎上的加熱器端差對機組熱經濟所產生影響的數學模型進行建立。通過這一模型的建立能夠對熱力系統自身的結構特點以及輔助汽水系統的影響進行分析，并能夠針對多種形式的加熱器和其間的多樣連接方式下的機組熱效率及端差間變化關系進行探究。從現階段對加熱器端差對機組熱經濟性的影響分析方法來看，主要就是通過矩陣法以及等效熱降法對其進行的分析，需要注意的是，通過這些方法的分析研究在機組設計選型以及技術改造后或在不變功率基礎上再進行熱經濟性的比較就不是很適合。

2 加熱器端差對機組熱經濟性的分析方法及模型建立

2.1 加熱器端差對機組熱經濟性的分析方法

針對加熱器端差對機組熱經濟性的分析方法有多種，所以在實際的應用過程中要能夠結合實際進行，這樣才能夠使方法的作用得到充分發揮。其中的等效熱降法是比較常用的分析方法，它主要是對蒸汽動力裝置以及熱力系統進行分析時候常用的，這一方法不僅能夠使整體熱力系統的相關計算得到應用，同時也能對熱力系統局部定量有著很好的分析效果。以常規熱平衡方法為基礎，將等效熱降法應用于壓水堆核電機組二回路熱力系統汽水流量的分配計算，計算結果與常規熱平衡法完全相同，并可簡捷快速地計算出熱力系統連接方式以及局部參數變化對汽水流量分配的影響，為壓水堆核電機組二回路熱力系統應用熱力學第二定律進行定量分析奠定了基礎。以新型300MW空冷機組為例，分別使用正平衡、反平衡及等效熱降方法對機組進行分析，這幾種方法的特點和計算結果對比表明，等效熱降法在機組性能及局部進行能損分析，提供節能改造手段等方面具有明顯的優勢。由于加熱器端差對機組的熱經濟性產生的影響和端差大小以及鄰近加熱器抽汽效率差大小有著直接性關系，不僅如此，同時也和之前的加熱器在疏水冷卻器及其份額上的大小有著直接性關系。在這一基礎上能夠將加熱器端差大小以及鄰近加熱器抽汽效率差得到明確就能夠很快地將影響結果得到解決。

等效熱降法的主要概念就是回熱抽汽式汽輪機1kg新蒸汽的做功，等效于kg新蒸汽直達冷凝器

熱降。

式中：

αγ——抽汽做功不足系數

yγ——抽汽的份額

Z——抽汽級數

γ——任意抽汽級編號

2.2 加熱器端差對機組熱經濟性影響的數學模型構建

回熱加熱器主要是熱系統的一個重要設備，這一設備運行對機組的經濟性以及穩定性有著重要作用，它關鍵體現在加熱器端差以及散熱損失等方面的因素對機組熱經濟的重要影響，對這些因素進行定量分析，能夠將熱力設備得以有效完善，并對其中的操作以及管理等技術工作有著很好改進和優化作用，其中最為重要的就是傳熱端差，所以針對這一情況對其進行建立數學模型加以分析能夠將相關的影響情況清晰的展現出來。

針對加熱器端差對機組熱經濟的影響，首先從定流量這一條件下的加熱器端差的數學模型進行構建，那么汽輪機的做功表達就是w=ho-hc+O-atho-wf，其中的循環中單位工質熱耗量就是qo+qrh=ho-t1+atho=ho-t1+o-（at+aft）o，在這一表達式中的ho、hc、O所表示的就是主蒸汽焓以及排氣焓和在1kg蒸汽再熱的吸熱量，而其中的wf就是軸封漏氣等在汽輪機內所做功不足的表示。

通過對加熱器上端變化對機組的熱經濟性指標的數值分析，可對其進行制作相應的強度系數圖譜。這里的強度系數主要就是各個加熱器上端差對機組能效產生影響的強度系數作為是縱坐標，而各個加熱器離散分布作為是橫坐標，然后通過這些關系進行建立的關系圖。在這一圖譜的比較上主要分為兩種重要的類型，第一種就是處在不同負荷下的同級加熱機上端差強度系數趨勢圖，第二種就是處在不同負荷基礎上的各級加熱器上端差強度系數條形圖。前者主要是通過機組各個典型的工況負荷作為橫軸，然后把不同負荷基礎上的各級加熱器上端差變化對機組能效影響強度系數進行連接成折線，后者則是將各級的加熱器編號作為橫軸，而在同級加熱器作出不同負荷下強度系數變化的趨勢。然后通過常規熱平衡法能夠分別對這一機組的上端差對機組的效能影響得到計算，通過對這一方法的采用，所得到的結果在最大相對誤差方面達到100%負荷時3號加熱所對應的2.030%，從這些數據能夠看出，這一圖譜能夠實際情況得到較為準確的反映。

3 結語

綜上所述，由于加熱器是回熱系統組成的重要設備，所以保障其自身的安全穩定經濟的運行非常重要，關于加熱器端差對機組的重要影響要能夠在具體的處理過程中，和實際情況緊密的契合，要對其中所出現的相關問題認真詳細地分析，找到問題根源所在然后針對性解決，與此同時還要能夠制定相對科學合理的指標定額以及有效的管理措施。只有從多方面進行加強，才能夠將影響降到最低。

參考文獻

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[2] 李建剛，李麗萍，阮濤，石孝民.二次再熱超臨界機組熱力系統熱經濟性計算模型的研究[J].汽輪機技術，2013，（6）.

作者簡介：張超（1985-），男，山東棗莊人，陜西德源府谷能源有限公司運行機組長，研究方向：電氣工程及其自動化。

（責任編輯：秦遜玉）