供热改造热经济性的定量分析

1、供热改造热经济济性的定量分分析Quantittativee anallysis of heeat ecconomyy in Externnal heatinng Traansforrmatioon 门常山华电国际邹县发发电厂，山东东邹城，2773522Abstracct: The nnaturee of EExternnal heeatingg Trannsformmationn is tto reccover the ppart oof losss thaat willl beddischaarged to thhe coooling towerr at tthe exxpensee of

2、rreduciing ellectriicity powerr suppply ,wwhich can iimprovve fueel eneergy uutilizzationn. Froom thee overrall llook oof heaating and ppower generrationn, Extternall heatting uunit ccan saave a lot oof fueel andd imprrove ppower plantt heatt econnomy. On thhe bassis off disccussinng heaat ecoonomy

3、impacct of backwwater rate and bbackwaater ttemperraturee and backwwater methood, thhis paaper qquantiitativvely aanalyzze heaat ecoonomy of Zoouxiann Poweer Plaant 3335MW uunit hheatinng Traansforrmatioon andd poinnted oout thhat thhe keyy issuues inn the proceess annd acttual ooperattion oof Heaat

4、ing transsformaation shoulld be contrrolledd. Finnally, exteernal heatiing coosts iis connverteed intto powwer suupply reducction of unnits. Thesee havee a goood reeferennce foor impprovinng powwer pllant hheat eeconommy andd striiving for bbenefiits.Keywordds: Externnal heatinng transsformaation ba

5、cckwateer ratte bbackwaater ttemperraturee Quanntitattive aanalyssis Heatt econnomy摘要：供热改造造节能的实质质是以牺牲一一部分供电量量为代价，将将排放到凉水水塔中的冷源源损失部分回回收利用，从从而达到提高高燃料热能利利用程度的目目的。从供热热和发电的整整体看，机组组供热能够大大量节约燃料料，提高电厂厂热经济性。本本文在探讨回回水率、回水水温度以及回回水方式对供供热机组热经经济性影响的的基础上，以以邹县发电厂厂335MWW机组供热改改造为例，进进行定量分析析计算，指出出供热改造过过程及实际运运行中应控制制的重点问

6、题题，并将机组组供热的代价价折算成对外外供电量的减减少，对供热热效益的控制制及提高供热热机组热经济济性具有一定定的借鉴意义义。关键词：供热改改造；回水率；回水温度；定量分析；热经济性1 引言供热是把膨胀作作功后仍具有有一定温度、压压力的蒸汽从从汽轮机中抽抽出供外界热热用户使用，是是机组节能的的重要途径之之一，其实质质是以牺牲一一部分供电量量为代价，将将排放到凉水水塔中的冷源源损失部分回回收利用用于于采暖供热，替替代分散用户户燃煤采暖，节节约燃煤，随随着供热面积积的增加，供供热抽汽量增增加，回收的的冷源损失增增加，燃煤节节约量就会增增加。同时随着网上电电力负荷相对对富余，中小小容量机组发发电量比

7、例不不断降低，经经常处于调峰峰状态运行，锅锅炉效率、汽汽轮机效率下下降，设备经经济性无法得得到保证；动动力设备出现现“大马拉小车车”的现象，厂厂用电率上升升；然而，在在“以热定电”的原则下，供供热采暖期内内，机组负荷荷将会得到大大幅提升，设设备能够在经经济状态下运运行，性能、效效率得到极大大改善，各类类指标向好；因此，对于于靠近城市的的电厂，将中中小容量凝汽汽机组进行供供热改造，从从热力循环和和设备经济性性两方面都能能受益，是降降低煤耗，提提高经济性的的一种重要方方式。2 供热改造造热经济性的的定量分析在热经济性分析析中，对外供供热需要牺牲牲的一部分供供电量主要包包括：供热抽抽汽的做功损损失导

8、致的发发电量减少、纯纯供热系统运运转需要的耗耗电量、由于于供热的存在在导致原机组组辅助系统增增加的用电量量。后两种都都比较明确，能能够准确计量量；关键是供供热导致的发发电量减少及及其影响因素素才是热经济济性分析的重重点。作功效率法是一一种先进的节节能理论，在在对电厂热力力系统做定量量分析方面，该该理论比等效效热降法的应应用更加简捷捷、方便。作作功效率法所所提及的各能能级效率只与与机组的初参参数、终参数数、抽汽参数数及热力系统统结构有关，与与抽出蒸汽的的数量和抽汽汽的用途无关关。就是说，抽抽汽是用于回回热加热还是是用于对外供供热，抑或用用作其他任何何用途，将不不影响机组的的各能级效率率。所以，供

9、供热机组的分分析计算方法法和公式与纯纯凝机组一样样。2.1 作功效效率法简介作功效率法将“回路做功能能力原理”、“热功转换网网络”和“焓向量”视为构成热热力系统及其其与外界作用用的完整的描描述手段，正正是由于这种种全新的描述述，使得做功功效率法不出出现“质量”量纲，也不不出现“等效热降”的概念，对对于工质进出出热力系统的的状态（蒸汽汽、热力或纯纯热量）不必必进行分类处处理；同时，热热力系统的网网络化使得各各种能量损失失都是对这个个网络的作用用，每种作用用都处于同等等的地位，处处理它们的方方法也完全相相同1。“回路做功能力力原理”指出单位热热量在热力系系统中某一确确定位置的做做功能力是一一个定值

10、，由由其所携带的的能量和在热热力系统中的的作用位置决决定，与工质质具体通过哪哪一条路径实实现做功无关关。“热功转换网络络”将热力系统统看做由若干干个能级组成成，若热力系系统有n级非非调节抽汽，称称回热系统有有n个能级；锅炉、和凝凝汽器也各是是一个能级，这这样，热力系系统共有n+2个能级。在在每个能级内内，做功效率率是常数，热热量是可以直直接相加减的的；不同的能能级之间，热热量是不能直直接相加减的的。热力系统统中能级按做做功能力从高高到低依次编编号为0，11，2，n，n+1。锅炉为为第0能级，凝凝汽器为第nn+1能级。引引入做功效率率向量表示各各个能级效率率：“焓向量”是用用来描述热力力系统中热

11、量量的一种有效效的方法，根根据热力学第第一、二定律律，热量对热热力系统的作作用不仅与热热量的数量有有关，而且与与热量加入热热力系统的位位置有关。这这样，当我们们要表示热量量对热力系统统的作用时，既既要指出其数数量，又要指指出其在热力力系统中的分分布情况，这这时，热量（或或工质焓）用用向量来描述述比较方便，称称为“焓向量”。焓向量是是出发自凝汽汽器水侧焓，终终至于外部作作用对热力系系统做功网络络作用点的向向量，用向量量的分量来形形象表示各加加热器的位置置，用向量各各分量的数值值（向量在热热力系统中各各个能级上的的投影）来表表示工质在各各加热器中热热量的增减。2.2 供热抽抽汽的作功损损失对外供热

12、的的方方案很多，但但就其基本实实质而言，可可归结为两种种方式，一种种是供热蒸汽汽的凝结水全全部回收（即即供热回水率率等于1）；另一种是供供热蒸汽的凝凝结水部分回回收（即供热热回水率小于于1）。2.2.1 供供热回水率等等于1时供热热引起的作功功损失图1是水网采暖暖系统，供热热抽汽进入热热网循环水加加热器放热凝凝结，其凝结结水全部回收收并从第j+1级低压加加热器出口返返回热力系统统。hcnjj+1ij+1图1 水网采暖系统icn热用户单位对外供热抽抽汽离开热力力系统时所携携带的作功能能力为：（kkj/kg）hcnjj+1ij+1图1 水网采暖系统icn热用户单位供热回水返返回系统时所所携带的作功

13、功能力为：式中表示供热回回水焓；表示第j+11级低压加热热器出口水焓焓；表示第j能级级的作功效率率；表示凝结水在在任意加热器器中的焓升；表示任意能级级的作功效率率；max表表示最后加热热器级数。单位供热抽汽的的实际作功能能力损失显然然等于热抽汽汽离开热力系系统时所携带带的作功能力力与返回热力力系统时所携携带的作功能能力的差值。即即 供热抽汽总总的实际作功功能力损失： （1）当供热凝结水回回水焓小于jj+1级加热热器出口水焓焓值时（回水水温度小于加加热器出口水水温度），式式（1）中为为负值，导致致供热抽汽的的实际作功能能力损失增加加，引起机组组出力降低，发发电量减少；解决方法，一一是在供热改改造

14、过程中，事事先核算回水水温度，与各各级加热器出出口水温进行行比较，以便便正确的选择择回水接入点点；另外，也也不可因为保保证回水温度度大于加热器器出口水温，便便选择更低级级的加热器，虽虽然此时能够够避免负值的的出现，但也也相应变小，一一样会导致作作功能力损失失增加；二是是运行中注意意加强调整，避避免回水温度度过低。2.2.2 供供热回水率小小于1时供热热引起的作功功损失图2是汽网采暖暖系统，供热热抽汽直接供供给热用户，其其凝结水只能能部分回收，为为了补充供热热凝结水损失失，化学补水水与生产回水水一同进入低低压除氧器中中除氧，然后后从第j+11级低压加热热器出口返回回热力系统。按低压除氧器热热平衡

15、计算低低压除氧器的的耗汽量为： 式中、分别表表示供热抽汽汽量、除氧耗耗汽量、补水水量，其中补补水量等于供供热抽汽量与与回水量的差差值；、分别表示供供热抽汽焓、补补水焓、除氧氧用汽焓、除除氧器出口水水焓。单位对外供热抽抽汽离开热力力系统时所携携带的作功能能力为：（kj/kkg），式中中表示供热抽抽汽焓。单位除氧器耗用用蒸汽离开热热力系统时所所携带的作功功能力为：（kj/kkg）单位供热抽汽、化化学补水以及及低压除氧器器加热蒸汽的的凝结水返回回热力系统时时所携带的作作功能力是相相同的，皆为为： 因此，由由供热引起的的作功能力损损失为：idisghsgjj+1ij+1图2 汽网采暖系统ibsidis

16、ghsgjj+1ij+1图2 汽网采暖系统ibshd热用户当除氧器出口水水焓小于j+1级加热器器出口水焓值值时（除氧器器出水温度小小于加热器出出口水温度），式式（2）中为为负值，导致致供热抽汽的的实际作功能能力损失增加加，引起机组组出力降低，发发电量减少（解解决方法与22.2.1中中的相同）；另外，通过比比较式（1）与与式（2）可可以看出式（22）比式（11）多增加做做功能力损失失项为，该项是由补水水除氧引起的的，因此在运运行中消除设设备泄漏，减减少补水是提提高机组做功功能力的有效效途径；同时时，降低除氧氧用汽的参数数也可减少做做功能力损失失。hcn56i6图3 供热改造简图系统icihcn5

17、6i6图3 供热改造简图系统icidibshd热用户邹县发电厂所实实施的1、22机组供热改改造简图如图图3所示，是是在机组原运运行系统上，从汽轮机中压缸至低压缸导汽管上接出抽汽管道至热网首站，对热网循环水进行加热，厂外热网循环水管延伸至城市供热系统。供热抽汽凝结水全部回至热力系统，但厂外热网循环存在补水量130t/h，该部分补水需要热力除氧。与前面两种供热热方式不同的的是，虽然供供热抽汽凝结结水全部回至至热力系统，但但厂外热网需需要补水，补补水除氧用汽汽采用部分供供热抽汽。因因为除氧用汽汽取自供热抽抽汽，在对外外供热量不变变的情况下，供供热抽汽量与与没有补水时时是一致的，为为325t/h；除氧

18、用用汽凝结水在在实际情况中中做为补水的的一部分进入入厂外热网，热热力系统需要要从凝汽器增增加部分补水水，这将会引引起系统各能能级的效率变变化，但变化化甚微，可忽忽略不计；为为了更加贴近近前面两种供供热方式，可可以假设低压压除氧器的一一部分出水补补入热力系统统，如图3中中虚线部分所所示，这样假假设使得供热热改造的热力力分析适合于于回水全部利利用的供热方方式，使分析析更为简便。邹县1、2机机组热力系统统共九个能级级（锅炉、三三级高加、一一级除氧器、四四级低加）。热力系统各能级级效率为： 供热抽抽汽焓为2938.77kj/kgg，汽轮机低低压缸排汽焓焓为24077.9kj/kg。第六级低压加热热器出口凝结结水焓值（供热回水水之前）为568.6kj/kg，供热抽汽凝凝结水回水焓焓为569.88 kj/kkg。第七、八级低压压加热器出口口凝结水焓值值分别为2998.6kjj/kg、1181.7kkj/kg，凝凝汽器热井水水焓值为1440kj/kkg，因此第第六、七、八八级低压加热热器中凝结水水的焓升分别别为270.7 kj/kg、1116.9 kkj/kg、441.7 kkj/kg。根据式（1），供热时总的做工能力损失：=1496111126 （kj/h）取机组机电效率率为99%，则供供热导致机组组每小时做功功能力损失相相当于少发电电量为：149611112699%3600=411433