朱小令
[摘要] 应用热力学及相关理论,阐述供电煤耗率与相关效率的关系。将看似复杂的事物,抽象岀共同的、本质性的特征,从而反映事物的本质和概念。为突出事物矛盾的主要方面,运用数学理论推导出相互联系。既便于定性分析问题,又可以定量计算其数值大小。可供降低供电煤耗率的技术改造确定思路与方向,并制定改造措施与方案时借鉴。/朱小令
[关键词] 热力学及相关理论 汽轮机组 供电煤耗率 热力过程与设备 影响因素
0.概述
1.基本理论
火电厂燃料中的化学能转变为机械能的热力过程,可概括为三个典型热力过程。
1.1热力过程
1.2完成这三个热力过程的主要设备
降低供电煤耗率,应用热力学及相关基本理论,有N多种方式与方法。就是结合自身实际,综合分析燃煤火电厂功与热之间的能量转换,各设备效率与煤电机组供电煤耗率关系,提高这三类设备在完成实际热力过程中的使用效率而己。
影响供电煤耗率理论关系与计算分别为[1~5]:
1.3供电煤耗率
式(1-1)揭示了供电煤耗率与发电煤耗率、厂用电率之间关系。
1.4发电煤耗率
式(1-2)揭示了发电煤耗与热耗、锅炉与管道效率之间关系。
式(1-3)揭示了热耗率与流量、热量、功率,效率之间关系。
1.6 供电煤耗率与效率和厂用电率的变化关系
2.各相关效率与厂用电率变化影响供电煤耗率的主要因素
表 2.1 影响各相关效率变化的主要因素
2.1 锅炉效率 ηb 影响
我国地域辽阔,煤炭资源分布不均, 煤种煤质差别很大。主要影响因素见表 2.1, B 列。
2.2 单位工质动力循环热效率 ηt 影响
“单位工质动力循环热效率 ηt”是指:单位工质热变功, 经过“热力学理论”三个热力过程,完成一个热力循环( 即:水变为水蒸汽,再变为原来状态的水)的效率。表2.1 中 C 列,序号 1~9 属于工质动力循环热效率 ηt 范畴。
为直观分析起见, 应用水蒸汽温~熵( T~S)图, 效率为:工质经过 1~2~3~4~5~6~1所包围的面积F1比上面积F1十F2。
显然,F1的面积越大,循环效率则越高。而F1面积增大最有效的方法是:提高工质初参数,提高线段4~5~6,即:工质平均吸热温度。降低终参数,线段1~2,即:工质平均放热温度,图2.1。
图2.1热力循环在水蒸汽T~S图表示
而降低终参数,受到大气环境温度的制约。提高初参数,受到金属材料物理特性无法改变的制约,故:提高蒸汽初参数压力与温度在技术方面受到限制。
2.3汽轮机相对内效率ηoi影响
对于三缸或者多缸结构设计的汽轮机,根据相关理论汽轮机相对内效率可用(2-1)式,计算成一个汽缸的相对內效率。
2.4厂用电率ξap影响
综合分析,影响供电煤耗高的主要因素是:锅炉燃料的煤种与煤质。若锅炉效率因此而提不上去,又造成厂用电率居高不下,所造成的影响远远大于表2.1中C、D列影响。
再如:若锅炉效率比94%低4~6个百分点,厂用电率又比4%高出2~4个百分点的话,若依靠实施提高表2.1中C、D列效率的措施,如:汽轮机进汽分别提高主、再蒸汽温度到620℃。所能获得降低机组供电煤耗率的收益,无论是理论设计还是实践,远远弥补不回来6~10个百分点产生的损失。
3.降低供电煤耗率与相关效率
依据(1-4)式供电煤耗率与相关效率、厂用电率关系,表2.1又分别列出影响各相关效率、厂用电率变化的主要因素,依次分别列举其中几个问题,结合设计与考核试验结果进行定性与定量阐述。
3.1降低供电煤耗率与ηoi汽轮机相对内效率
通过提高汽轮机内效率,是降低供电煤耗率的主要措施之一。
(1)设计额定工况与考核试验主要结果[8~13]
附表1列出五台不同初参数、做功形式、调节方式300MW、600MW级机组设计与额定工况考核试验结果,汽轮机内效率具有以下共性。
(2)部分负荷工况考核试验主要结果[8~13]
附表2列出上述五台不同初参数、做功形式、调节方式300MW、600MW级机组考核50%工况考核试验结果,汽轮机内效率具有以下共性。
3.2汽轮机两种调节方式的差别
其三,依据《汽轮机原理》,喷嘴调节汽轮机变功况运行,调节级的特性:
调节级效率直接影响高压缸效率,这与调节汽门的开度、节流后的压损,调节级的进汽度、喷嘴组的加工、安装工艺等因素(表2.1,D列)有关。试验结果见附表4,序号9~11。
2)喷嘴调节汽轮机不同工况下,由于主汽门与调门开度的影响程度见附表3序号5-12、附表4序号6~11。
3.3降低电煤耗率与ηt单位工质动力循环热效率
提高轮机进汽的主、再热蒸汽温度,属于提高ηt单位工质动力循环热效率范畴,对汽轮机相对内效率基本没有影响。分别提高10℃,汽轮机热耗率降低约0.5%。
以亚临界300MW、600MW级容量机组设计额定工况或者考核试验THA工况为例,设计供电煤耗率310g/kWh计(锅炉效率92%、厂用电率6%),主、再热蒸汽温度分别提高10℃,供电煤耗率将下降约1.6g/kWh。
3.4降低供电煤耗率与ηb锅炉效率、ξap厂用电率
例如:设计锅炉效率92%,实际运行88%及以下。亦导致厂用电率比设计值5%,升高2~3个百分点及以上,实际二者之和与设计偏差7个百分点及以上,依据(1-4)式,机组额定工况下,则供电煤耗率要比设计值升高24g/kWh及以上。
4、结束语
附表
参考文献
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