给水加热型联合循环系统火用分析研究0运输机

给水加热型联合循环系统火用分析研究

给水加热型联合循环系统火用分析研究 2011年12月09日 来源： 1 引言 基于国内外形势，中国不仅要从长远目标出发，致力于研究开发先进动力系统的发电技术，还要针对急需解决的中小火电厂能耗高、污染严重问题。但是，根据我国国情，若将其全部更新淘汰或停产，显然不现实，因此如何对其进行升级改造是摆在我们面前急待解决的问题。所以，应用联合循环系统更新技术（CC-Repowering）改造汽轮机电厂就显示出独特的优越性。 应用联合循环系统更新（CC-Repowering）改造汽轮机电厂的技术在国外已相当成熟。但大多是投入大量资金进行余热锅炉型式的更新改造，而对我国现有火电站进行联合循环系统升级改造时，应力求充分利用原有固定资产，少用优质燃料，并尽可能降低改造费用。因此，本文结合给水加热型联合循环系统更新技术改造已有火电厂，并对其进行热力学研究。尽管给水加热型联合循环更新改造技术不是提高热力系统性能最佳的方案，但它却是最适合中国国情的办法：可靠易行，没有风险[1]。目前国内外利用热力学第二定律对其进行研究分析的还不多，尤其是采用图象火用分析法。文[2]提出图象火用分析法，并深入地进行了理论研究。文[3]利用图象火用分析法分别对目前液化天然气联合循环系统和超临界蒸汽循环系统进行火用损失分析研究，针对液化天然气联合循环系统的火用损失分布，提出了具体改进方案。尽管关于图象火用分析法的文献在国外已有较多发表，但还没有看到国内有关文献利用其对我国实际机组的改造进行分析研究。本文结合实际改造示范项目，利用图象火用分析方法清晰明了地揭示出引起给水加热型联合循环系统内部火用损失现象，并在分析联合循环系统每个子过程火用损失的基础上，发现改造后系统存在的问题，指出联合循环系统进一步改进的潜力和发展方向，以便提高系统热力性能。尤其是对我国50 MW、100 MW火电机组的升级改造提供理论依据。2 给水加热型联合循环系统模拟 本文是以改造四川江油电厂2台50MW常规蒸汽轮机发电机组为实际背景进行研究。在蒸汽轮机通流部分改造的条件下, 利用ASPEN PLUS软件模拟改造后给水加热型联合循环系统，其流程图如图1所示。改造后的汽水回热系统包括原系统除氧器 (DA) 和2个低压加热器(LPH1、LPH2) 以及给水加热器（FWH）, 原2个高压加热器（HPH1、HPH2）和2个低压加热器(LPH3、LPH4)与改造后的回热系统并联。利用新增加的燃气给水加热器将给水从88 ℃加热到220 ℃，以减少汽轮机用于加热给水的抽汽，从而增大蒸汽轮机输出功率。改造后联合循环系统总输出功率以蒸汽轮机为主，锅炉燃料仍然是煤（LHV = 23447 kJ/kg），新增加的燃气轮机燃用天然气，采用联合循环系统更新技术改造后的电厂是由1台410 t/h蒸汽/时锅炉 、2台50 MW的汽机、及1台25 MW的燃机构成。改造后系统的循环热效率比改造前提高6.2个百分点，这与文[4]、[5] 结论是一致的。给水加热型联合循环系统性能参数如表1所示。3 图象火用分析法3.1 图象火用分析法简介 图象火用分析法不再单纯以数字为基础，而是用图象形式表达出系统热力过程中能量变化与能量品位变化的关系，在同一坐标系里体现了热力学第一定律与第二定律的相结合。对一个热力过程进行图象火用分析时，按照物质能量变化分为能量释放过程和能量吸收过程，能量释放侧（energy donor）和能量吸收侧（energy acceptor），是成对出现的。二者能量品位 “A”是一个无量刚数，是热力过程中火用的变化De与能量变化DH的比值（即A=De/DH）。在图象中，纵坐标A为能量品位，横坐标ΔH为能量的变化，A=0时表示环境。A的变化曲线与横坐标ΔH包围的面积反映能量传递过程的最大可用功，能量释放侧Aed和能量吸收侧Aea 两条曲线之间的阴影面积相等于能量传递过程中火用损失大小。因此，在图象火用分析法中，Aed和Aea变化过程曲线的形状反映系统内部每个热力过程的火用变化，并且Aed与Aea的差代表驱动过程发生势差的大小。图象火用分析与以往火用 分析法不同的最大优点之处在于：图象火用分析法能够清晰明了地揭示出引起系统内部火用损失的现象，能够通过图象迅速抓住一些引起热力过程火用损失的关键因素，对系统集成和改进提供理论依据。 因此，本文在文[6]、[7]的基础上，针对给水加热型联合循环系统的3个子系统进行了火用损失分布分析。本文选取了2个典型功比：功比R=3.66和R=3.78（如表2）。3.2 蒸汽轮机子系统 图2说明在给水加热型联合循环系统各个传热过程的火用变化。图中Aea,air，Aea,water，Aea,steam分别代表空气预热，给

冬季如何养生

新加坡国立大学医院

去除口臭小窍门

金秋葵

自制美白祛痘面膜