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电厂200MW机组热力系统运行热经济性分析研究
作者：胡志刚
来源：《无线互联科技》2014年第09期
摘要：随着我国社会的不断进步，经济的飞速发展，作为影响国民经济的电力资源企业
也在寻求和研究最好的生产技术。基于这种现状，本文通过对电厂的热力系统的热效率进行计算与研究，分析了主要影响热力系统经济性的因素及其计算偏差对机组热力系统运行的热经济性的影响，最后为机组热力系统的运行提供了合理化的建议及可控参数，使技术人员可根据运行参数能够准确的分析热耗，并对今后的热力系统的控制指明了方向。
关键词：机组热力系统；热经济性；热效率
电力资源是影响我国国民经济发展的重要基础，近几年我国各地区的大面积缺电就促进了电力行业的快速发展，更使火力项目的建设得到了迅猛增加，然而随着国情的需要和国家政策的调整，一大批符合不了国家环境保护政策要求的企业被强行停产，这就要求企业在寻求发展的同时要特别注意技术的提升，使企业生产符合国家的要求，通过对电力热经济性的分析计算，为企业提供提高热水效率的理论基础，为环境保护和节能做出贡献。
1 热力系统经济性的影响因素
研究对与热力系统热经济性的影响因素可以根据能量守恒定律、朗肯循环原理分析出来，其影响因素大致可分为以下几点：⑴理想循环效率的影响因素：主汽温度和主汽压力、再热温度和压损、加热器差、冷端排气压力、冷凝水的过冷度、过热和再热的减温水。⑵可以造成能量损失的因素：锅炉排污、热力系统的泄露。⑶影响装置效率的因素：气缸效率。
以上影响机组热力系统热经济性的因素根据不同性质可分为可控因素和不可控因素，其中主汽压力、主汽温度、再热温度、高压气缸效率为可控因素；再热压损、加热气上端差、给水温度等为不可控因素。然而，供电生产中的煤耗是电厂的最终经济指标，参数对系统性能的影响是局部的，通过研究分析可以将局部的影响因素量化到最终的经济指标[1]。
2 热力系统的热经济性分析
2.1 增加蒸汽冷却器和疏水冷却器设备
就一般电力企业来讲，其使用的国产200MW机组热力系统都有两台或两台以上的高压加热器，这样就避免不了在生产过程中热度的浪费，热度流失的结果就会使该段的抽汽量减少，如要保证发电量的不变，就会导致增加冷源的的损失，最终结果就是热经济性的降低。若要减
电厂热力系统节能分析 【摘要】：电能是最洁净的便于使用的二次能源，但是在生产电能的同时却消耗了大量的一次能源。本文简要分析了当前节能形势，归纳了主要的热力系统计算分析方法，指出了电厂热力分析仍然存在的问题，并对电站节能改造给出了建议和节能策略分析。 【摘要】：热力系统经济指标计算方法节能技术 众所周知，能源问题已经成为世界各国共同关注的问题，在我国这一现象更加凸显。由于我国粗放型经济增长方式，又处在消费结构升级加快的历史阶段，能源消耗过大，因此节能降耗将是一项长远而艰巨的任务。根据美国及我国电力行业调查统计表明，我国平均供电煤耗率要比发达国家高出30~60g/kWh，这是一个很大的差距，说明我国的电厂节能有很大的节能潜力可以挖掘。因此，电站热力系统节能是关系到节能全局以及可持续性发展的大事。因此，在热力系的环境下，揭示各种节能理论内在的联系，深入地研究和发展节能要的理论和现实意义，对电厂的节能降耗工作具有很强的指导性。 一、热力系统经济指标 我国火力发电厂常用的热经济型指标主要有效率和能耗率两种。 （一）全场热效率ηcp： 其中，Nj为净上网功率，B为燃煤量，Ql为燃煤低位发热量。 全厂热效率指标是电厂运行的综合指标，在进行系统分析是，常将这一综合指标进行分解，以区分各厂家的责任和主攻方向，因此可以改写为： 其中，ηb：锅炉效率，锅炉有效吸热量与燃煤低位发热量之比； ηp：管道效率，汽轮机循环吸热量与锅炉有效吸热量之比； ηi：汽轮机循环装置效率，汽轮机内部功与循环吸热量之比； ηm：机械效率，汽轮机输出功率与内部功率之比； ηg：发电机效率，发电机上网功率与前端功率之比； ∑ξi：厂用电率，电厂所有辅机消耗电功率之和与发电机上网功率之比。 （二）热耗率和标准煤耗率 热耗率指标综合评价汽轮机发电机组热经济性，其实质是发电机每发电1kWh，工质从锅炉吸收的热量值。定义式如下： 煤耗率指标也可以分为两种：发电标准煤耗率和供电标准煤耗率。
电锅炉推广经济性分析案例 1经济分析方法 拟定集中式电锅炉不同技术方案，编制典型案例，考虑初投资和年运行成本，以年费用为综合指标，与天燃气锅炉进行经济性比较，年费用低者经济性更优。 年费用计算式为： AC＝I×i×（1＋i）N/〔（1＋i）N－1〕＋C 其中，AC——年费用； I——初投资； i——折现率； C——年运行成本。 年供热运行成本计算式如下： C=D×H/（V×η）×P 其中：C——年供热运行成本； D——运行天数； H——日均供热量； V——燃料热值； η——锅炉效率； P——燃料价格。 鉴于人力成本和维修成本具有较强的地域性，故在案例计算中，不考虑人力成本和维修成本；电力增容及配网改造和燃气管道敷设产生费用与具体工程建设条件密切相关，因
此在典型案例计算中不考虑。 2典型分析范例 常见清洁能源锅炉系统包括电锅炉直供系统、电锅炉蓄热供热系统和燃气锅炉供热系统。鉴于这三种系统可适用于不同的供热规模，故宜建立典型供热范例，针对不同技术类型分别拟定技术方案，与燃气锅炉系统进行经济性比较。为确保典型案例分析的覆盖性，选择天然气价格较高的上海和较低的新疆分别进行计算。 典型范例主要边界条件如下： ●设计热负荷：1400kW ●项目性质为办公楼，正常供热时间设定为08:00～ 18:00，共10小时 ●采暖期的最大单日供热需求量：9100kWh ●采暖期平均单日供热需求量：5915kWh 在满足上述供热需求的情况下，拟定热产品为热水和蒸汽两类共5种类型锅炉系统的技术方案如下： （1）电锅炉蓄热供热系统 最大单日供热需求量在谷电8小时内全部蓄热完毕。国内组装常压电热水锅炉的热效率取98％，则小时装机功率为1160kW，故配置2台储热功率为520kW的电热水锅炉，并配置有效蓄热容积为174m3（供回水温差取45℃）的常压蓄热水箱。系统寿命周期为25年。 （2）电锅炉直供热水系统
热力系统运行方式节能优化调整 发表时间：2018-09-11T16:30:16.517Z 来源：《基层建设》2018年第21期作者：李鑫 [导读] 摘要：近几年对于机组的热力系统进行优化与改造之后，不仅有效提升了机组效率，更开阔了调整运行方式的空间。 国家电投集团东方新能源股份有限公司热力分公司河北石家庄 050000 摘要：近几年对于机组的热力系统进行优化与改造之后，不仅有效提升了机组效率，更开阔了调整运行方式的空间。通过运行部门不断加强对机组节能的管理，采用行之有效的技术方法，获得广泛的认可与推行。机组设备运行方式得到进一步优化与改造之后，提升了能源的利用率，降低了能源消耗程度，提高了机组运行的经济性，帮助公司实现最大化的经济效益。本文分析了热力系统运行方式节能优化调整。 关键词：热力系统；运行方式；节能调整 目前阶段我国的能源利用率低下的问题可谓是日益严重，并且在能源的使用过程当中，主要是以一次性的能源为主要对象，而煤炭等能源的使用和燃烧，会产生出大量的废气，进而对生态环境造成不利影响。 1 对节能技术的可行性认识 ①具有潜力大、易实现、投资少、见效快等特点。火电厂热力系统节能是电厂节能工作的新领域，是热力系统节能理论与高科技应用技术相结合的产物。在实施时大都不需要对主设备进行改造，不增加新设备，因此，它广泛开展热力系统节能工作，对当前调整产业结构提高管理水平，促进技术进步，具有非常重要的现实意义。 ②热力系统节能有多种可行的途径。对于新设计机组，可通过优化设计，合理配套进行节能；而对于运行机组，可通过节能诊断，优化改造，监测能损，指导运行，实现节能目标。 ③热力系统节能潜力大，效果明显。在过去一个相当长的时期内，由于工程界很少注意热力系统的节能，缺少完整的热力系统节能理论以及必要的优化分析工具。在火电厂热力系统设计方面，存在着系统结构与连接方式不合理的现象；在电厂运行过程中，除去设计不足外还存在着运行操作和维护不当的因素，致使运行经济性达不到设计水平。所有这些，都导致了机组热经济性的降低，热力系统节能理论及其实用节能新技术可以全面推广。 2 热力系统运行方式节能优化调整 ①针对非线性协调系统进行有规划的设计，合理的提升火电单位的工作效率。非线性协调系统对于维持电厂热力系统的稳定运行以及能源的运用有着关键性的价值和意义。一般来讲，非线性协调系统可以运用并且开发等来对常规性的PID控制器进行改造，进而进一步提升控制系统的性能以及控制效率，使得煤炭的燃烧可以更加节能，促进和推动社会经济的可持续性发展。在疏水泵系统上安装多级水封系统，在原先的暖风器的疏水扩管到上添加管道，并令其与凝汽器相连接，充分利用凝汽器内的真空抽吸暖风器疏水。具体流程为：炉暖风器疏水、多级水封、高价疏水扩容器到凝汽器。通过利用多级水封以及调整门来将暖风器疏水箱的水位维持在正常的水平，以免疏水箱内的水被抽干，致使将暖风器中的蒸汽被抽到凝汽器内部，而影响机组的经济性。将暖风器中的疏水吸到凝汽器内部之后，节能效果显著。在改造系统之后，还可以尽可能减少对日常维护暖风器疏水泵的工作量，让暖风器的疏水泵在运行过程中，有效解决“跑、滴、漏、冒”等现象，满足文明生产的要求。 ②通过进一步减少煤炭的燃烧来提升火电厂的发电工作效率。减少煤炭的消耗量，可以使得污染物质排放量进一步降低。在热力系统的火电发电机组当中，全面并且大力的推广性能管理系统，此系统适用的是基于离散线性坐标针对热力系统机组之中的锅炉密度以及流量等进行描述，是一种全新的工作方式，并且广泛的分析和研究了火焰等动态化的计算模型，将分析火焰的中心、高温腐蚀以及炉膛的结渣等问题，全面实现了运行的经济化以及条件话。另外，运用当前阶段国际先进的水蒸气物理计算指标，全面并且综合性的、立体化的构建出一种可以客观上反映热力系统火电机组性能的现代化模型，使得机组的能源消耗以及性能的分析可以更加合理和先进。在现代化的信息管理系统当中，还引入了相关的机组运行性能管理与检测系统模块，针对机组的运行进行实时监控，并且可以主动的针对机组进行管理，及时、准确、可靠的发现机组运行当中存在的问题与缺陷，根据运行以及电力负荷的现状提出合理化的改进对策以及工作建议，进而为节能性的增强以及机组工作效率的提升奠定了坚实的基础条件。 ③深入的研究机组锅炉燃烧的稳定性系数，并且对不充分燃烧的区域进行全面研究，对不充分燃烧的分布状况进行合理性的分析针对锅炉内部不充分燃烧的区域和分布状况进行全面分析，可以逐步的确定得出最佳的煤风配合比例，并且确定出整体燃烧措施的调整规划。另外，还需要根据电厂相关工作人员以及技术人员的工作经验，通过对特征参数以及主题词等的调整和提取，全面快速的检测出相关性能上的故障，为现代化的知识库建设以及电厂发展改革奠定坚实的条件。 ④提升机组的流通效率，进而逐步的降低机组运行过程当中缸内压力以及排气压力，使得机组的能耗降低。热力系统当中机组供电过程所消耗的煤炭量越少，管理的水准越高、管理的模式越先进，则可以使得经济成本控制效果达到最佳。为了更好的占领当前的市场，在竞价的过程之中可以报出相对较低的价格，而成本高则意味着煤炭消耗量进一步增加，并且管理不科学、不合理，这种企业在当前的市场竞争当中就会逐渐的处于劣势，最终可能会由于成本竞争压力过大以及成本费用较高而退出市场竞争。所以，这样的一个过程其本质上就是一个优胜劣汰的过程，最终的产能富余，主要依靠的是整个电力市场之间的竞争，这一点对于当前的电力环境而言非常关键。 ⑤针对热力系统的机组设备和相关设施进行日常运行的分析和实时监测控制。针对设备的运行参数进行研究，在全面的保障了安全运行和经济运行的前提基础之上，有计划的对机组进行调整，开展相应的优化测试试验，最终使得机组运行的基准参数得以确定，得出机组运行的基本工作情况，最终为提升机组系统运行效率提供必要的依据支持，逐步的降低煤炭的消耗量。另外，还可以在线的对机组性能进行检测，对运行和管理提供优化改良的措施方案。除氧器主要是用来出去锅炉给水时产生的氧气，它能够保持锅炉水的质量。如果在传统的运行方式下，排氧门是经常打开的，工质浪费严重。现在在确保锅炉给水时产生的溶氧达标的条件下，可以关闭排氧门，并对除氧器中的溶氧指标采取化学监督。根据情况来确定是否开启并调整溶氧，以达到减少工质损失的效果。 ⑥不断加快工业技术发展，将控制生态环境污染以及提升能源利用效率作为主要的工作方向。为了使我国的热力系统得到进一步的节能改造，还需要将全面降低能源损耗以及提升能源燃烧效率为主要的工作目标，并且需要在以上工作基础之上，保证机组的模型对称、保证机组基本运行的效率，很好的提升机组在不确定环境之下以及不稳定环境之下的运行效果，控制品质，提升机组的工作水准。另外，还需要机组可以在短时间之内迅速的适应电网负荷量的变化，应对不同的电力压力，保证其机前压力不会超过规定的范围。加快产业技术革
600MW亚临界火电机组热力系统（火用）分析 发表时间：2019-03-12T16:35:14.580Z 来源：《电力设备》2018年第27期作者：张博 [导读] 摘要：随着我国国民经济迅速发展，我国逐渐成为能源生产和消费大国。 （通辽霍林河坑口发电有限责任公司内蒙霍林郭勒市 029200） 摘要：随着我国国民经济迅速发展，我国逐渐成为能源生产和消费大国。某典型600MW 亚临界空冷机组为例，详细分析了主再热汽温变化对机组运行特性的影响，从热力学角度揭示了提高蒸汽初参数的经济性；在此基础上，又对机组在不同工况下初参数变化对能耗的影响进行了计算分析。结果表明：对于机组，在100% THA 工况下，当将其主再热蒸汽温度由538℃提高至580℃时，机组的发电效率可提高 0.61%，供电煤耗可降低4.73g /kWh，节能效果显著。 关键词：亚临界；机组；主再热汽温 由于现代火力发电厂的蒸汽循环以朗肯循环为基础，提高主蒸汽压力，主蒸汽流量增加，蒸汽在汽轮机内焓降增加，负荷升高，这点有利于机组的经济性，但随着主蒸汽压力的提高，末级排汽湿度增加，这不利于机组的安全运行。因此，综合考虑，同时提高主蒸汽温度和再热蒸汽温度更利于机组的安全经济运行提高蒸汽初温，平均吸热温度提高，则朗肯循环效率提高；同时减少了低压缸排汽的湿气损失，高压端的漏气损失，从而提高了汽轮机的绝对内效率，即提高主蒸汽温度，总可以提高热经济性。 一、机组介绍 某600MW 亚临界空冷机组，其锅炉为亚临界参数、一次中间再热的Ⅱ型汽包炉，锅炉设计排烟温度为130℃。其汽轮机组为2×600MW 国产空冷机组，安装有2台600MW 单轴、三缸四排汽、空冷、中间再热、凝汽式汽轮机，主蒸汽压力为16.67MPa，温度为538℃，再热蒸汽压力为3.41MPa，温度为538℃，回热系统为“三高三低一除氧”布置。 二、热力系统建模 1、系统主要设备模型。机组的热力学性能可通过EBSILON 软件模拟分析，EBSILON 软件是专业的电站系统模拟软件，其基于基本物理学原理，主要应用于电站的设计、热力性能评价以及优化。该软件能够较为精确模拟计算电站系统的热力学参数以及系统不同工况下的热力学参数与性能。采用该软件对机组热力系统进行建模，为保证模拟结果的准确性，选用的系统设备的模型，同时，还将EBSILON 模型的计算结果与经典热平衡计算结果及汽轮机说明书中数据进行对比，以验证模型的准确性。 2、模型准确性验证。根据设备模型，并参照机组汽轮机说明书中汽水流程图，对机组在100%THA 工况下的热力特性进行了模拟，由EBSILION 软件搭建出的机组100%THA 工况模型如图所示。 为了验证搭建计算模型的正确性与准确性，在此选取机组的2个重要参数，即发电功率、热耗率。将计算模型得出的发电功率、热耗率同京隆电厂汽轮机说明书中两项数据做对比，对比结果模型计算得出发电功率为600.77MW，汽轮机说明书中设计值为600.185MW，两者之差为0.585MW，计算得出相对误差为0。0975%；模型计算得出热耗率为8076.04kJ /kWh，汽轮机说明书中设计值为8064kJ /kWh，两者之差为12.04kJ /kWh，计算得出相对误差为0.1493%；可见利用EBSILON软件搭建的模型其正确性与准确性是可以保证的，能够作为其他改造方案的原模型。 三、主再热汽温节能效果分析 1、热力学分析。根据朗肯循环定理，提高主蒸汽的初温与再热温度会提高平均吸热温度，从而提升蒸汽循环效率，降低能耗。同时，提高蒸汽初温，还可使排汽干度提高，从而减少低压缸排汽湿气损失，提高汽轮机相对内效率。通过工程简化回热算法可对提高主再热汽温的节能效果进行理论分析，其是从热力学的基本原理出发，并对系统进行简化处理，忽略各回热抽气的影响，求得主蒸汽参数偏离目标值造成经济指标的变化，结合机组的系统热力计算模型，通过由相关的参数状态变化而引起相关状态点焓值的变化，可求得系统循环热效率的变化率，进而得到机组煤耗率的变化。对于系统循环热效率ηt为： 2、设计工况下改造方案的节能效果分析。由机组分析可知，其主再热温度仅为538℃，而目前600MW 机组主汽温度多在570℃左右，故机组主汽初参数存在一定的提升空间；综合机组汽轮机金属材料强度极限和机组经济性，将主再热蒸汽温度由538℃提高到570℃，并利用EBSILON 软件对改造方案在设计工况下的节能效果进行计算分析。在模拟过程中做了如下假设： 1）提高主蒸汽温度后汽轮机高压缸进汽比体积增大，其他条件不变时汽轮机高压端漏气损失会变化。 2）设定提高主再热汽温前后主汽流量不变，主再热蒸汽压力不变，回热系统各级抽汽的压力不变。 3）暂不考虑由于主再热蒸汽参数提高而引起的汽轮机各级相对内效率变化。 1）将主再热蒸汽温度由538℃提高到580℃后，在主汽流量不变的情况下，各级相对内效率不变，从而回热系统各级抽汽温度升高，抽汽量减少，即汽轮机各级用于做功的蒸汽流量增加。 2）提高主再热汽温后，汽轮机末级干度提高，如原机组七段抽汽干度为0.999，汽轮机排汽干度为0.931；而提高蒸汽初温后七段抽汽变为过热蒸汽，汽轮机排汽干度也提高至0.943；在降低汽轮机末级湿汽损失的同时又可保证其安全运行。 3）提高主再热汽温后，锅炉入炉煤量由原来的73.64kg /s 增加至76.35kg /s，这主要是由于改造前后主汽流量不变，而主再热汽温均升高，即蒸汽需要从锅炉吸收更多的热量以达到设定的蒸汽初参数。 1）由于改造后汽轮机主再热蒸汽温度提高，而主汽流量不变，故锅炉入炉煤总热量由1446.7MW 增加至1499.9MW，增加约4.0%； 2）改造后机组出功可由600.8MW 增加至632.1MW，增加约5.2%；机组净出功可由555.5MW 增加至584.4MW，增加28.9MW；同时，
热力发电厂课程设计 1.1 设计目的 1. 学习电厂热力系统规划、设计的一般途径和方案论证、优选的原则 2. 学习全面性热力系统计算和发电厂主要热经济指标计算的内容、方法 3. 提高计算机绘图、制表、数据处理的能力 1.2 原始资料 西安 某地区新建热电工程的热负荷包括： 1）工业生产用汽负荷； 2）冬季厂房采暖用汽负荷。 西安 地区采暖期 101 天，室外采暖计算温度 –5℃，采暖期室外平均温度 1.0℃，工业用汽 和采暖用汽热负荷参数均为 0.8MPa 、230℃。通过调查统计得到的近期工业热负荷和采暖热 负荷如下表所示： 1.3 计算原始资料 （1）锅炉效率根据锅炉类别可取下述数值： 锅炉类别 链条炉 煤粉炉 沸腾炉 旋风炉 循环流化床锅炉 锅炉效率 0.72～0.85 0.85～0.90 0.65～ 0.70 0.85 0.85～ 0.90 （2）汽轮机相对内效率、机械效率及发电机效率的常见数值如下： 汽轮机额定功率 750～ 6000 12000 ～ 25000 5000 汽轮机相对内效率 0.7～0.8 0.75～ 0.85 0.85～0.87 汽轮机机械效率 0.95～0.98 0.97～ 0.99 ～ 0.99 发电机效率 0.93～0.96 0.96～ 0.97 0.98～0.985 3）热电厂内管道效率，取为 0.96。 4）各种热交换器效率，包括高、低压加热器、除氧器，一般取 0.96～0.98。
5）热交换器端温差，取3～7℃。 2%
6）锅炉排污率，一般不超过下列数值： 以化学除盐水或蒸馏水为补给水的供热式电厂 以化学软化水为补给水的供热式电厂5% 7）厂内汽水损失，取锅炉蒸发量的3%。 8）主汽门至调节汽门间的压降损失，取蒸汽初压的3%～7%。 9）各种抽汽管道的压降，一般取该级抽汽压力的4%～8%。 10）生水水温，一般取5～20℃。 11）进入凝汽器的蒸汽干度，取0.88～0.95。 12）凝汽器出口凝结水温度，可近似取凝汽器压力下的饱和水温度。 2、原则性热力系统 2.1 设计热负荷和年持续热负荷曲线 根据各个用户的用汽参数和汽机供汽参数，逐一将用户负荷折算到热电厂供汽出口，见 表2-1 。用户处工业用汽符合总量：采暖期最大为175 t/h, 折算汇总到电厂出口处为166.65 t/h 。 2-1 折算到热电厂出口的工业热负荷，再乘以0.9 的折算系数，得到热电厂设计工业热负荷，再按供热比焓和回水比焓（回水率为零，补水比焓62.8 kJ/kg）计算出供热量，见表2-2。根据设计热负荷，绘制采暖负荷持续曲线和年热负荷持续曲线图，见图2-1 、图2-2。 表2-2 热电厂设计热负荷
300MW供热机组热力经济性分析 摘要：我国社会经济的快速发展，带动了各个行业 的经济发展，对电力的需求也越来越大。因此，汽轮机的系统、结构等不断改善，逐渐向大容量发展。若机组设备在多种因素影响下出现故障，则会降低其预期功能，降低其经济性，甚至对整个机组的安全运行带来较大影响。所以，机组经济性性和安全性具有密切关系，只有确保机组运行的稳定性，才能提高其经济性。文章主要对300MW供热机组热力 经济性进行了分析。 关键词：300MW供热机组；热力经济性；分析 经济全球化的不断发展，促使我国经济得到了快速发展，经济发展对电力的需求逐渐增加，火力发电比例非常大。大部分火力发电机组投入生产后，不仅在很大程度上提高了机组运行效率，也节省了自然资源，改善了生态环境，也减少了劳动力，降低了投资成本。对于大型火力发电机组而言，在发展过程中必须着重考虑的是发电对不可再生资源、环境等带来的影响。因此，为了实现可持续发展，就要采取措施提高发电技术。只有确保了机组运行的稳定性，才能提高其生产的经济效益。由于机组热力系统的安全性与经济性彼此互相影响，对机组运行状况进行实时监测，并分析其经济性
具有重要意义。 1 300MW供热机组热力系统热经济性分析方法简介 对火力发电机组的运行性能、热力系统性能等进行分析意义重大。通过分析，可以对机组循环中的各项热力参数、流量平衡性等有充分的了解，利于机组各项热经济指标的计算。目前采用的热力系统经济计算方法比较多，比如常规热平衡法、循环函数法、矩阵法以及等效热降法等。 1.1 常规热平衡法 此方法应用比较广泛，是采用流量平衡与能量的方法。在计算过程中主要用两种方法，即并联、串联。常规热平衡发电原因是以物质平衡关系为基础，通过对热力系统的热经济性展开计算，可以计算出研究对象的N个热量平衡式、流量方程式，从而获得N+1个流量值，并根据得到的系统水、蒸汽的流量值、参数值，用吸热方程进行计算，就能获得系统热经济性指标。这种方法应用比较方便，但要根据系统变化不断变化，适用性比较差。因此主要用来验证其他方法的正确性，不适合直接对热力系统性能进行计算。 1.2 循环函数法 作为新兴的热力系统计算方法，其原理是把热力系统划分为多个子系统，即主系统及其他辅助系统。主系统是没有附加汽水的回热系统，辅助系统是所有附加汽水。要计算热力系统的经济参数，就要结合多个子系统的参数用热平衡法
1 绪论 1.1 课题研究背景及意义 我国的煤炭消耗量在世界上名列前茅，并且我们知道一次能源的主要消耗就是煤炭的消耗，而在电力行业中煤炭又作为主要的消耗品。根据统计，在2010年的时候，全国的煤炭在一次能源消费和生产的结构中，占有率达到了71.0%和75.9%，从全球范围来看，煤炭在一次能源的消费和生产结构中达到了48.5%和47.9%。根据权威机构的预测，到了2020年，我国一次能源的消费结构中，煤炭占有率约为55%，煤炭的消费量将达到38亿吨以上；到了2050年，煤炭在一次能源消费的结构中占有率仍有50%左右。由此看来，煤炭消耗量还是最主要的能源消耗[1]。电力生产这块来看，在2011年，我国整体的用电量达到46819亿千瓦时，比2010年增长了11.79%.在这中间，火力发电的发电量达到了38900亿千瓦时，比2010年增长了14.10%，整个火力发电量占据全国发电量的82.45%，对比2010年增长了1.73个百分点，这说明电力行业的主要生产来自于火力发电，是电力生产的主要提供[2]。自改革开放以来，国家大力发展电力工业中的火力发电，每年的装机发电量以每年8各百分点飞速增长[3]。飞速发展的中国经济使得电力需求急剧上升，这也带来相应的高能耗，据统计，全国2002年到2009年的火力发电装机容量从几乎翻2.5倍的增长为到了，煤耗的消耗量增加了13亿吨。预计到2020年，火电装机的容量还会增长到，需要的煤耗量预计为38亿吨多，估计占有量会达到届时总煤碳量的55%[4],[5]。随着发展的需要，大功率和高参数的机组对能耗的能量使用率会大大提升，这样对于提高火力发电燃煤机组的效率有着很重要的发展方向。 2011年，全国600兆瓦级别以上的火力发电厂消耗的标准煤是329克/千瓦时，比2010年降低了约有4克/千瓦时，在2012年时，消耗的标准煤降低了3克/千瓦时达到了326克/千瓦时，但是在发达国家，美、日等技术成熟国家的600兆瓦级别以上的火力发电厂消耗的标准煤仅仅约为每千瓦时300克上下，可以从中看出和我国的差距还是很大的。这表明，全国600兆瓦及其以上级别的超临界火电机组在设计水平、实际运行等方面与国外成熟的火电技术是有着较大的差距。这样看来，对于600兆瓦及其以上级别的超临界火电机组的热力系统优化，探求其节能的潜力有着很重要的意义[6]。 节能是我国很多年来一直遵循的重要方针和贯彻可持续发展的重要战略，从2016年开始，我国进入十三五规划的重要时期，在这一时期，我国全面建成小康社会的最为重要的时期。预计世界经济会进入后危机时期，全国经济建设和工业发展将进入新的平稳上升期[7]-[9]。工业发展进入更为绿色的新阶段，新能源带来的冲击会给传统工业带来更大的危机。这对于传统工业来是机遇和挑战，对于火力发电来说，能耗的高消耗是绿色发展的重要方向[10]。火电厂标准煤耗的降低会节
火力发电厂热力系统节能分析 摘要：本文简要分析了当前节能形势，归纳了主要的热力系统计算分析方法，指出了电厂热力分析仍然存在的问题，并对电站节能改造给出了建议和节能策略分析。 关键词：热力系统 ; 经济指标 ; 计算方法;节能技术 abstract: this paper analyzes the current energy situation, summed up the main system calculation analysis methods, and pointed out that there are still problems of power plant thermal analysis, and provided strategy analysis for power plant energy-saving advice and energy saving. keywords: thermodynamic system; economic indicators; calculation method; energy-saving technologies 中图分类号： tk284.1文献标识码：a文章编号： 引言 众所周知，能源问题已经成为世界各国共同关注的问题，在我 国这一现象更加凸显。由于我国粗放型经济增长方式，又处在消费结构升级加快的历史阶段，能源消耗过大，因此节能降耗将是一项长远而艰巨的任务。根据美国及我国电力行业调查统计表明，我国平均供电煤耗率要比发达国家高出30~60g/kwh，这是一个很大的差距，说明我国的电厂节能有很大的节能潜力可以挖掘。因此，电站热力系统节能是关系到节能全局以及可持续性发展的大事。因此，在热力系的环境下，揭示各种节能理论内在的联系，深入地研究和
汽轮机组主要经济技术指标的计算 为了统一汽轮机组主要经济技术指标的计算方法及过程，本章节计算公式选自中华人民国电力行业标准DL/T904—2004《火力发电厂技术经济指标计算方法》和GB/T8117—87《电站汽轮机热力性能验收规程》。 1 凝汽式汽轮机组主要经济技术指标计算 1.1 汽轮机组热耗率及功率计算 a. 非再热机组 试验热耗率： G 0H G H HR0 fw fw N t kJ/kWh 式中G ─主蒸汽流量，kg/h；G fw ─给水流量，kg/h；H ─ 主蒸汽焓值，kJ/kg ；H fw─ 给水焓值，kJ/kg； N t ─实测发电机端功率，kW。 修正后（经二类）的热耗率： HQ HR C Q kJ/kWh 式中C Q─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对热耗的综合修正系数。修正后的功率： N N t kW p Q 式中K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、汽机背压对功率的综合修正系数。 b. 再热机组 试验热耗率：： G 0H G fw H fw G R （H r H 1 ） G J (H r H J) HR N t kJ/kWh 式中G R─高压缸排汽流量，kg/h； G J ─再热减温水流量，kg/h； H r ─再热蒸汽焓值，kJ/kg； K
p c ?υ0 p 0?υc k H k H 1─ 高压缸排汽焓值，kJ/kg ； H J ─ 再热减温水焓值，kJ/kg 。 修正后（经二类）的热耗率： HQ HR C Q kJ/kWh 式中 C Q ─ 主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及汽 机背压对热耗的综合修正系数。 修正后的功率： N N t kW p Q 式中 K Q ─主蒸汽压力、主蒸汽温度、再热蒸汽温度、再热压损、再热减温水流量及 汽机背压对功率的综合修正系数。 1.2 汽轮机汽耗率计算 a. 试验汽耗率： SR G 0 N t kg/kWh b. 修正后的汽耗率： SR G c kg/kWh c p 式中G c ─修正后的主蒸汽流量，G c G 0 ，kg/h ； p c 、c ─设计主蒸汽压力、主蒸汽比容； p 0、 ─实测主蒸汽压力、主蒸汽比容。 1.3 汽轮机相对效率计算 a. 非再热机组 汽轮机相对效率： H 0 H k 100％ oi 0 - H ' 式中 ' H k ─ 汽轮机等熵排汽焓，kJ/kg ； ─ 汽轮机排汽焓，kJ/kg 。 K N H
火电厂热力系统节能技术分析李梦洁 发表时间：2018-04-12T11:37:43.853Z 来源：《电力设备》2017年第7期作者：李梦洁 [导读] 摘要：众所周知，能源问题已经成为世界各国共同关注的问题，在我国这一现象更加凸显。 （国网能源哈密煤电有限公司新疆 839000） 摘要：众所周知，能源问题已经成为世界各国共同关注的问题，在我国这一现象更加凸显。我国是能源生产大国，同时也是能源消耗大国，每年煤炭产量的一半都用于火力发电，提高煤炭资源的有效利用率，发展火电厂热力系统节能技术具有很大的现实意义。 关键词：火电厂热力系统；节能技术 能源是国民经济的基础，随着能源价格的攀升和节能减排政策的要求，提高能源利用效率，节约煤炭资源受到越来越多的重视。火电厂作为耗能大户，更应采取各种节能措施，最大限度降低能源消耗。 1 节能技术措施的提出和选择原则 在火电厂节能技术措施的提出和选择过程中，应针对工程特性合理选择匹配的节能降耗方案，即节能工程必须追求高效合理的投资回报率，不能盲目地为了节能而大肆投入，也不能盲目求新而忽视其实际应用功能特性。火力电厂节能降耗工程的具体指导原则，笔者认为应该按照“效益为主”、“分项实施”、“技术更新”与“重点突破”等原则进行，通过合理搭配，力求节能项目取得较为良好的经济效益和社会效益，确保电厂电能生产运营具有较高的安全可靠性和节能经济性。 2节能技术分析及措施 2.1 锅炉方面 2.1.1 加强燃烧调整 锅炉应加强燃烧调整，锅炉效率是锅炉设备节能降耗经济性的总指标。影响锅炉效率的因素主要有排烟损失、一氧化碳损失、机械未完全燃烧损失、散热损失等各类指标。除合理的燃烧调整外，锅炉的完全燃烧还应该加强对风量的配比。合理的过量空气系数，对燃烧过程十分重要，该系数过大或过小都会使锅炉效率降低。在正常运行中，随着负荷的增减，不断调整风量可以保证燃料完全燃烧，从而降低燃料的未完全燃烧损失。此外，氧量也应进行适当控制，避免因烟气量的增加而增加损失，降低锅炉热效率，影响发电煤耗。所以，在低负荷时应加强对风量和氧量的控制。 2.1.2 减少再热器减温水量 提高机组热效率的主要途径是提高初温、初压、降低排汽压力，而再热器属于中压设备，再热器加热出来的蒸汽进入汽轮机做功，相比高压蒸汽进入高压缸做功，效率明显降低，因此，应该尽量采用高温高压的蒸汽做功。再热减温水的喷入相当于增加中压蒸汽量，用低压蒸汽来代替高压蒸汽以满足机组负荷，降低了热经济性。所以，应尽量保证再热器温度，减少喷水量。 2.1.3 加强受热面的吹灰 锅炉各项损失中最重要的一项损失是排烟热损失，约为4%～8%，机组中排烟温度越高，排烟处烟容积越大，排烟热损失越大。若受热面在锅炉运行中发生积灰时，其传热性变差，排烟温度就会升高，排烟损失随之增大。为防止这种现象的发生，应经常对锅炉受热面进行清洁维护，清洁次数也不可过多，否则容易增加工质和热量损失，应根据工况合理安排吹灰次数并严格执行，保证锅炉效率。 2.2 汽轮机组方面 2.2.1 提高真空 提高真空，减少燃料是提高汽轮机组节能降耗的重要方面，主要有以下几个方面的措施：每月进行一次真空密闭实验，定期检查负压系统，投入封水阀系统；每年夏季根据系统负荷情况启动备用循环水泵；根据蓄水库结冰情况及时关闭循环水；正常投入循环水水室真空系统；检查凝汽器循环水入口压力差，发现入口过滤器堵塞及时联系检修清理；保持凝汽器水位正常，凝汽器水位在正常运行中一般保持在 500 mm左右，这是一项重要的运行调整任务。 2.2.2 维持正常的给水温度 维持正常的给水温度是汽轮机组节能减排的重要环节，给水温度变化不但影响做工能力还会影响锅炉效率。 首先，要确保高加投入率，用三态控制电动门代替高加进汽电动门，杜绝漏泄。 其次，将高加水位调整至正常。这一环节是保证主、辅设备安全运行的基础和保障。 水位过高，会淹没传热面，危害主机安全；水位过低或无水位，会造成加热器汽侧超压、尾部管束受到冲蚀，加速对疏水管道及阀门的冲刷，引起疏水管振动和疲劳损坏。 再次，检查高加旁路无漏泄，以保证抽汽管压降正常。 经过以上三个步骤的检查，来判断是否达到负荷对应的给水温度，降低汽轮机组能耗。 2.3 电气方面 当前火电厂为达到主机负荷调节、辅机出力的节点目的，已大量采用电机调速技术手段，采用的方法主要有变频调速、永磁调速和电机由单速改为双速等技术手段。 目前火电厂机组负荷率较低，这几种调速技术取得了比较显著的节能降耗效果[1]。例如，某330MW机组进行一次风机改造后，各负荷点节电率分别在20%～30%范围内，风机的平均功率从1150KW降低到590KW，若一年运行7000小时，则，每年便可节约电量7730000kWh[2]。 2.4热力系统方面 火力发电厂节能工作的内容包括设计施工、运行管理和技术改造等多个方面，从节能的对象和采用的措施来看，可归纳为两个方面：一是针对锅炉、汽轮机和主要辅机，旨在提高主机的热效率、降低辅机的电耗，达到节能的目的；二是针对热力系统，着眼于优化和完善热力系统及其设备，改善运行操作方式，提高运行效率，以实现节能目标。对于新设计机组，可通过优化设计、合理配套实现节能目标。 2.4.1节能诊断，优化改造 应用热力系统节能理论对热力试验或热平衡查定数据进行全面诊断和优化分析，发现热力系统及其设备的缺陷，分析能损分布情况，
供热系统节能技术措施 【摘要】从当前国家建筑节能形势出发,简单阐述了北方供暖地区既有居住建筑节能改造的必要性。分析比较了近年来国内外既有居住建筑改造实例,探讨了我国北方既有居住建筑节能改造的若干技术问题。分析了节能改造各环节技术路线的基本要求,介绍了节能改造的评估与诊断方法,具体分析了节能改造的技术方案。 【关键词】供暖地区节能改造技术路线技术方案 1. 安装热工仪表，掌握系统的实际运行情况 供热系统安装所需的热工仪表是掌握系统运行工况、准确了解和分析系统存在的问题、采取正确方法与措施以达到节能挖潜目的重要手段。目前热工仪表安装不全、不准的情况比较普遍，因此，必须要按照规定补齐所有热工仪表，并保证仪表的完好和准确。 2. 加强锅炉房的运行管理，是投资少、效果显著的节能措施 1.司炉人员及水处理人员必须经国家劳动部门或技术监督部门培训并考试合格； 2.建立正确、完善、切实可行的运行操作规程； 3.锅炉房水处理(包括软化水或脱盐、除氧)设备处理后的水质，必须达到而易见国家规程规定的水质标准，严禁锅炉直接补自来水或河水； 4.严格执行定期维修，停炉保养制度，保证设备完好，杜绝跑、冒、滴、漏。 3. 采用分层燃烧技术，改善锅炉燃烧状况 目前城市集中供热锅炉房多采用链条炉排，燃煤多为煤炭公司供应的混煤，着火条件差，炉膛温度低，燃烧不完全，炉渣含碳量高，锅炉热效率普遍偏低。采用分层燃烧技术对减少炉渣含碳量、提高锅炉热效率，有明显的效果。 鞍山锅炉厂生产的一台10.5MW的热水炉，采用分层燃烧后，热效率由70.2%提高到75.1%，炉渣含碳量由13%下降为10%。唐山热力公司采用该技术，使锅炉热效率提高10～15%，炉渣含碳量降低至10%以下，而且锅炉燃烧系统的设备故障大大减少，提高了锅炉运行的可靠性和安全性。 对于粉末含量高的燃煤，可以采用分层燃烧及型煤技术。该技术是将原煤在入料口先通过分层装置进行筛分，使大颗粒煤直接落至炉排上，小颗粒及粉末送入炉前型煤装置压制成核桃大小形状的煤块，然后送入炉排，以提高煤层的透气性，从而强化燃烧，提高锅炉热效率和减少环境污染。中原油田锅炉燃用鹤壁煤，粉末含量高，Φ＜3mm的煤粒约占60～70%，采用此技术后，炉渣含碳量降低到15%以下，锅炉效率提高了8%，烟尘排放达到环保标准，年节煤8～10%。没有空气予热器的锅炉，因为向炉排上送的是冷风，容易造成大块煤不易烧透，使炉渣含碳量反而略有增加，不宜采用。
汽轮机火用分析方法的热力系统计算 前言 在把整个汽轮机装置系统划分成若干个单元的过程中，任何一个单元由于某些因素而引起的微弱变化，都会影响到其它单元。这种引起某单元变化的因素叫做“扰动”。也就是说，某单元局部参量的微小变化(即扰动)，会引起整个系统的“反弹”，但是它不会引起系统所有参数的“反弹”。就汽轮机装置系统而言，系统产生的任何变化，都可归结为扰动后本级或邻近级抽汽量的变化，从而引起汽轮机装置系统及各单元的火用损变化。因此，在对电厂热力系统进行经济性分析时，仅计算出某一工况下各单元火用损失分布还是不够的，还应计算出当某局部参量变化时整个热力系统火用效率变化情况。 1、火用分析方法 与热力系统的能量分析法一样，可以把热力系统中的回热加热器分为疏水放流式和汇集式两类(参见图1和图2)，并把热力系统的参数整理为3类：其一是蒸汽在加热器中的放热火用，用q’表示；其二是疏水在加热器中的放热火用，用y 表示；其三是给水在加热器中的火用升，以r’表示。其计算方法与能量分析法类似。
对疏水式加热器： 对疏水汇集式加热器： 式中，e f、e dj、e sj分别为j级抽汽比火用、加热器疏水比火用和加热器出口水比火用。1．1 抽汽有效火用降的引入 对于抽汽回热系统，某级回热抽汽减少或某小流量进入某加热器“排挤”抽汽量，诸如此类原因使某级加热器抽汽产生变化(一般是抽汽量减少)，如果认为此变化很小而不致引起加热器及热力系统参数变化，那么便可基于等效焓降理论引入放热火用效率来求取某段抽汽量变化时对整个系统火用效率的影响。 为便于分析，定义抽汽的有效火用降，在抽汽减少的情况下表示1kg排挤抽汽做功的增加值；在抽汽量增加时，则表示做功的减少值；用符号Ej来表示。当从靠近凝汽器侧开始，
火电厂热力系统优化分析 摘要本文主要就火电厂热力系统优化问题展开分析，在分析热力系统优化的基础方法——等效热降法的基础上，研究具体的热力系统优化改造方案和改造方案的优点，推动热力系统优化工作顺利开展，促进热量等资源充分利用，提高机组运行的经济性，为火电厂建设创造更大的经济效益。 关键词火电厂；热力系统；优化分析 近年来，环境污染，特别是雾霾问题愈发严重，需要相关单位和社会大众加强对环境保护工作的重视。火电厂是节能减排工作的重点对象之一，通过对火电厂热力系统进行优化，可以提高火电厂的热力利用效率，减少不必要的损耗，推动相关工作按照预定计划开展，提高火电厂的经济效益。 1 热力系统优化分析 针对热力系统开展的节能降耗工作是热力系统结构优化的主要工作点。通过综合分析当前热力系统存在的问题，及时推行相应的整改措施，促进改造工作按照预定计划顺利开展，使得系统设计运行过程中始终保持着稳定良好的运行状态，实现提高其热经济性的目的，推动节能降耗目的的实现。一般来说，热力系统优化工作主要由两方面构成，一方面是通过优化热力系统中的分系统和相应的参数来实现系统的优化，主要针对的对象是抽补水系统和回热系统等分系统。另一方面是通过整体优化热力设备和其相应的参数来推动系统整体优化，具体涉及的设备由疏水泵、扩容器和加热器等。一般来说，可以选择使用数学优化的方法来开展电力系统中分系统和热力设备以及其相关参数的优化工作，该方法也称之为系统工程法。同时，也可以选择使用经典优化方法开展热力系统优化工作，该类优化方式的针对性更强，分系统和设备参数的优化工作是逐一进行的，操作更为细致，等效热降法在该类优化方式的计算分析环节发挥了重要作用[1]。 2 热力系统优化的基本方法——等效热降法 在能量平衡的基础上，结合设备应用过程中的质量、热力系统的结构和具体的参数特点等因素，在理论推导的基础上推导出相关参数值即等效热降法的基本方法。热力系统的分系统和设备参数等涉及的参数相对较少，因而通过计算即可得到具体的参量等数值，在此基础上，利用物理学公式即可得出一次性的参数，在进行热力系统中设备和分系统的计算分析工作则会比较简单。等效热降法是一种应用相对较广的方法，可以用于热力系统中的整体计算和局部定量计算分析中，实际上也是能量热转换平衡法的组成部分之一。该类方法的使用优点是其在计算过程中摆脱了传统常规计算中的缺点，对系统变化经济性的查明等工作只需要计算关键数据即可以解决，而不需要重新开展整体的计算，只通过部分就可以得到答案，計算的压力和难度大大降低。等效热降法应用到火电厂的热力系统中可以有效满足热力系统能量损耗分析诊断和节能改造等方面的要求，对推动热力系统不断完善具有重要意义。等效热降法也具有局部运算概念明晰，计算简单等
300MW供热机组热力经济性分析 我国社会经济的快速发展，带动了各个行业的经济发展，对电力的需求也越来越大。因此，汽轮机的系统、结构等不断改善，逐渐向大容量发展。若机组设备在多种因素影响下出现故障，则会降低其预期功能，降低其经济性，甚至对整个机组的安全运行带来较大影响。所以，机组经济性性和安全性具有密切关系，只有确保机组运行的稳定性，才能提高其经济性。文章主要对300MW供热机组热力经济性进行了分析。 标签：300MW供热机组；热力经济性；分析 经济全球化的不断发展，促使我国经济得到了快速发展，经济发展对电力的需求逐渐增加，火力发电比例非常大。大部分火力发电机组投入生产后，不仅在很大程度上提高了机组运行效率，也节省了自然资源，改善了生态环境，也减少了劳动力，降低了投资成本。对于大型火力发电机组而言，在发展过程中必须着重考虑的是发电对不可再生资源、环境等带来的影响。因此，为了实现可持续发展，就要采取措施提高发电技术。只有确保了机组运行的稳定性，才能提高其生产的经济效益。由于机组热力系统的安全性与经济性彼此互相影响，对机组运行状况进行实时监测，并分析其经济性具有重要意义。 1 300MW供热机组热力系统热经济性分析方法简介 对火力发电机组的运行性能、热力系统性能等进行分析意义重大。通过分析，可以对机组循环中的各项热力参数、流量平衡性等有充分的了解，利于机组各项热经济指标的计算。目前采用的热力系统经济计算方法比较多，比如常规热平衡法、循环函数法、矩阵法以及等效热降法等。 1.1 常规热平衡法 此方法应用比较广泛，是采用流量平衡与能量的方法。在计算过程中主要用两种方法，即并联、串联。常规热平衡发电原因是以物质平衡关系为基础，通过对热力系统的热经济性展开计算，可以计算出研究对象的N个热量平衡式、流量方程式，从而获得N+1个流量值，并根据得到的系统水、蒸汽的流量值、参数值，用吸热方程进行计算，就能获得系统热经济性指标。这种方法应用比较方便，但要根据系统变化不断变化，适用性比较差。因此主要用来验证其他方法的正确性，不适合直接对热力系统性能进行计算。 1.2 循环函数法 作为新兴的热力系统计算方法，其原理是把热力系统划分为多个子系统，即主系统及其他辅助系统。主系统是没有附加汽水的回热系统，辅助系统是所有附加汽水。要计算热力系统的经济参数，就要结合多个子系统的参数用热平衡法计算，从而分析系统变化造成的热经济性变化。此方法在局部定量分析或者比较复