300MW熱電聯產機組變工況分析

趙洪濱 宋天仁 陳清 李猛 柴玉蔓

摘要：本文主要對系統及各個組件在不同工況下的損失和效率進行計算，分析負荷對損失和效率的影響規律，找出系統的節能潛力所在;發現鍋爐燃燒過程、傳熱過程以及排煙損失是鍋爐主要損失，也是機組主要的節能潛力所在。

關鍵詞：熱電聯產;熱力系統;分析;變工況損失

中圖分類號：G642.0 ? ? 文獻標志碼：A ? ? 文章編號：1674-9324（2016）43-0185-02

一、前言

熱電聯產既產電能又可供能[1]，實現高的功能效率;而通過對熱電機組的熱力系統進行分析，可以尋找節能潛力所在。系統分析可以發現系統中能量利用率較低的薄弱環節，對電廠的節能和運行優化更具有指導意義[2，3]。本文以300MW熱電聯產機組為研究對象，對其熱力系統進行不同工況的分析，為系統的節能以及優化運行提供指導。

二、動力循環描述

本文所分析的機組熱力系統如圖1所示。給水由1點經鍋爐被加熱成為2點的高溫高壓過熱蒸汽，進入汽輪機各缸依次做功;供熱蒸汽從4級抽汽抽出。

三、分析理論模型

對于穩定流動開口系統，質量、能量和的平衡方程分別如式（1）、（2）和（3）表示[4]。

∑m=∑m （1）

Q-W=∑mh-∑mh （2）

E-W=∑mφ-∑mφ+I （3）

溫度T下熱量傳遞率計算公式：

E=∑（1-T/T）Q（4）

焓計算公式為：φ=h-h-T（s-s） （5）

根據基本方程，對各部件進行損分析。

四、結果與討論

分析計算中環境參考溫度和壓力分別為298.15K和101.3kPa;特定工況（發電負荷283.03MW）下主汽溫度壓力分別為525℃、15.7MPa（圖中2點），流量為919kg/s。根據現場測量參數，進行了損計算，得到的各組件損及比率、效率如表1所示。

可見，鍋爐損比達86%，是熱力系統中損失最大的部件，其中燃燒、傳熱以及排煙損失占主要部分;其次是汽輪機;各回熱加熱器損平均在2MW以下，而熱網加熱器損達6MW以上。不同負荷工況下系統分析如表2所示。汽輪機損隨負荷增大逐漸減小，且變化幅度小;鍋爐損隨負荷增加而逐漸增大，負荷每增10MW，損失增大約7MW，導致機組損隨負荷的增大而增加;而鍋爐效率也最低。

五、結論

所研究的熱力系統效率為40%左右，且隨著負荷的增加有升高的趨勢。鍋爐是熱力系統中損失最大的部位，且其損失隨著負荷的增加比較明顯，汽輪機損失隨負荷變化不明顯，且隨負荷增加略有下降。鍋爐燃燒過程的損失、傳熱過程的損失以及排煙損失是鍋爐主要損失所在。

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The Exergy Analysis of 300MW CHP Unit under Variable Conditions

ZHAO Hong-bin1，2，SONG Tian-ren1，2，CHEN Qing1，2，LI Meng1，2，CHAI Yu-man1，2

（1. College of Machinery and Transportation Engineering，China University of Petroleum，Beijing 102249，China;2. Beijing Key Laboratory of Process Fluid Filtration and Separation，Beijing 102249，China）

Abstract：The main purpose of this paper is to calculate the exergy loss and the exergy efficiency of the systems and components under different working conditions，and to analyze the effect law of load to exergy loss and exergy efficiency，and to find out the energy conserving potential of the system. It is found that the exergy loss of boiler is mainly from boiler combustion process，the heat transfer process as well as the smoke，which is the main energy saving potential of the unit.

Key words：cogeneration;thermal system;exergy analysis;variable working condition;exergy loss