给水回热循环对发电厂热经济性的影响（热力发电厂课件）

给水回热循环的基本参数认知影响发电厂热经济性的因素

认知给水回热循环对发电厂热经济性的影响知识点1最佳回热分配背景采用多级回热时，给水在各级加热器的回热分配也会对电厂热经济性产生影响。回热分配不同，所需的抽汽量也不同，而且由于各抽汽点的位置的变化，将会改变各级抽汽流在汽轮机中的焓降，从而使回热抽汽总做功量发生变化，这样必然影响到汽轮机的绝对内效率，因此多级回热存在一个最佳分配问题。最佳回热分配概念锅炉给水采用多级回热加热，能够提高机组的循环热效率。使

i达最大值的回热焓升分配称为理论上最佳回热分配。最佳回热分配最佳回热分配原则锅炉给水的多级回热加热焓升分配，其目的是为了获得最高的机组热经济性，即最高的机组热效率。当最有利的锅炉给水温度确定以后，回热加热最佳焓升分配就是在什么条件下采用什么方法使得机组的热效率有极大值。同时还需注意下列因素：01对多级回热加热，需要合理确定汽轮机各抽汽口的开口位置。02抽汽口的开口位置取决于各级抽汽压力，各级抽汽压力又取决于各级加热器出口的水温度。03各级加热器出口的水温度取决于各级回热加热器的温升Δt。方法多级回热加热焓升分配方法常根据不同的假设条件，根据热平衡式和热效率表达式，列出ηi与给水焓升之间的关系式，将ηi对给水焓升求极大值，而获得不同的焓升分配方法。1.等温升分配法即各加热器温升相等。问题：tfw末知。措施：将省煤器当作一级回热加热器，tS0

为已知。1号高加出水温度即最佳给水温度。实例600MW机组，Z=8，PS0=17.35MPa，tS0=352℃，tc=34℃。

=（352-34）/（8+1）=35℃回热分配结果：

加热器编号

12345678分配出水温度

31427924420917413910469分配抽汽压力10.56.53.631.90.90.380.120.03实际出水温度27924821718413912110178.1实际抽汽压力6.353.972.31.150.390.230.120.05实际给水温升30.831.033.644.817.919.723.045.1问题：加热器并非等温升？加热器并非等温升原因：（1）1号高加出口水温度为机组给水温度。为防止锅炉效率下降过多，实际给水温度低于计算值（偏离最佳值10％内影响很小）。本例中实际值为278℃（降36℃，偏离11％）。（2）为简化高压缸结构，二段抽汽后移至高排，导致二段抽汽压力下降。加热器并非等温升原因：（3）为防止除氧器自身沸腾，除氧器温升增大为44.8℃。（4）受汽机结构影响，回热抽汽只能从汽轮机级后抽出，实际抽汽压力与计算值不符。（5）再热机组为减小抽汽过热度，增加抽汽量，一般将再热后第一段抽汽口后移，抽汽压力降低。2.等焓升分配法（平均分配法）定义：就是将给水的总焓升平均地分配到各级加热器中，即回热的每一级给水焓升都相等。3.焓降分配法定义：将每一级加热器内水的焓升，取为前一级至本级的蒸汽在汽轮机中的焓降。也称为“雷日金法”。4.等焓降分配法定义：每一级加热器内水的焓升，取作等于汽轮机的各级组的焓降。将代入得：而故有：由于不同的焓降分配方法结果都基本相似，因此，常用的多级回热加热焓升分配方法是采用比较简便的等温（或焓）升分配法。特别是在设计时多采用各级加热器内水焓升相等的最佳回热分配法。不同回热分配方法的ηi值机型循环函数法焓降分配法平均分配法等焓分配法31-5034.775%34.727%34.767%34.775%51-5038.733%38.720%38.687%38.728%知识点6最佳给水温度最佳给水温度（1）回热循环存在最佳给水温度的原因给水温度的提高对ηi的影响是双重的，既有正面影响，也有负面影响。最佳给水温度：就是机组热耗最小或机组绝对内效率最大时的温度。做功能力法分析表明：当回热级数z一定，一方面随着给水温度tfw提高，锅炉内的平均吸热温度T1上升，则锅炉内平均换热温差

Tb将下降，换热温差带来的火用损

EbIII将下降；但另一方面，随着给水温度tfw提高，则每个加热器的换热温差

Tr

将上升，加热器火用损

Er

增加，因此，存在一个最佳的给水温度。热量法分析表明：当机组参数一定及回热级数z=常数时，一方面随着tfw上升，给水焓hfw也上升，因此，汽轮机比热耗q0=h0–hfw将下降；但另一方面，随着tfw上升,汽轮机最高抽汽压力p1上升，回热抽汽作功不足Yj上升，机组单位蒸汽作功量Wi将下降，如维持一定的机组功率Wi，则机组的汽耗量d将增加，汽轮机热耗量Q0将上升，综合分析，其存在一个最佳给水温度。回热级数z增加，可利用较低参数的蒸汽来加热给水，同时每级加热器之间的温差减小，削弱了不利因素的影响，将使机组热经济性

i上升，因此，最佳给水温度将上升。（2）回热级数及最佳回热分配对的影响1）回热级数对的影响结论01对每一回热加热级数均有一相应的最佳给水温度，且回热级数↑→最佳给水温度↑02回热加热级数Z↑→热经济性↑但提高幅度↓03各最佳给水温度对应△ηi曲线附近变化平坦，故给水温度稍偏离最佳值，对经济性影响不大2）最佳回热分配对影响若按等焓升分配法或焓降分配法进行回热分配时，Z级回热的最佳给水温度所对应的焓值为：（焓降分配法）（等焓升分配法）（3）技术经济值分析：t给水↑→

1）燃料量↓

2）t排烟↑→η锅↓→锅炉尾部受热面↑→锅炉投资↑3）汽耗量↑→使得锅炉、汽轮机、回热装置、主蒸汽和给水管路↑，给水泵的投资和厂用电耗↑且系统复杂因此：实际给水温度的选择，不能单纯追求热经济性，还必须考虑技术经济性和综合效益。结论技术经济上最有利的给水温度主要取决于煤钢比价，即取决于燃料价格和设备的投资，并与机组容量和设备利用率有关。通常，可以取经济上最佳给水温度的0.65～0.75。表3-6国产凝汽式机组的容量、初参数、给水温度以及回热级数之间的关系初参数容量回热级数给水温度热效率相对增加P0(MPa)To/Trh(℃)Pe(MW)Ztfw(℃)2.353900.75;1.5;3.01~3105~1506~73.434396;12;253~5150~1708~98.8353550;1006~7210~23011~1312.75535/5352008220~25014~1513.24550/5501257220~25014~1516.08550/5503008245~27515~1616.67538/5386008270~28015~1623.6565/5656008280~29017~1825.0600/6001000829517~1801给水温度比设计值升高，会产生什么影响，为什么？问题（1）锅炉方面，省煤器内会发生沸腾，产生蒸汽，改变了锅炉受热面的功能,降低锅炉效率；虽然换热温差减小,排烟温度却增大。

（2）汽轮机方面，抽汽压力增加，回热抽汽做功不足增加。知识点7再热对回热经济的影响再热对回热经济性的影响再热机组采用给水回热，其效果比非再热机组采用给水回热的效果略差？原因（1）由于蒸汽中间再热使单位质量蒸汽的做功能力增加，机组功率一定时，新蒸汽流量将减少（约可减少15%-18%），使得机组给水量减少，进而使回热抽汽量减少，经济性下降；（2）由于再热使汽轮机中低压缸各级抽汽的焓和过热度增大，使加热器的传热温差增加，不可逆传热损失增加。（3）由于再热使汽轮机中低压缸各级抽汽的焓和过热度增大，使得抽汽对加热器放热增加，抽汽量减少，经济性下降。改进措施（3）使再热前那级抽汽的抽汽量是再热后第一级抽汽量的1.3~2倍，甚至更多。其目的是减少给水加热过程的不可逆损失，从而提高回热经济效果。（2）在再热后的前两段过热度较高的抽汽管道上或加热器内装设蒸汽冷却器，利用过热度提高给水温度，减少加热器端差，以达到降低热交换过程的不可逆性，削弱再热带来的不利影响；（1）将再热后第一段抽汽口位置适当后移，以利用蒸汽的过热度多做功，并使抽汽焓适当降低；注意尽管再热对给水回热效果带来不利影响，但现代高参数大容量机组均同时采用再热和回热，只要再热和回热配合参数选择合理，则热经济性就会提高。

给水回热循环的热经济性认知影响发电厂热经济性的因素

认知给水回热循环对发电厂热经济性的影响知识点1给水回热概述给水回热的概念一从汽轮机的某些中间级抽出部分做过部分功的蒸汽送到相应的加热器中加热锅炉给水，以提高给水温度。给水回热加热给水回热目的二1.回热抽汽做功汽流没有冷源损失，减小了汽轮机凝汽流流量，从而减小了整机的冷源损失，提高了循环热效率。2.利用抽汽对给水分段加热的较小换热温差取代了锅炉对给水加热的巨大的换热温差，减小了给水回热过程的不可逆损失。现代大中型机组采用给水回热，其节煤量可达10％～20％，所以给水回热在火力发电厂中得到普遍应用。实例知识点2回热汽轮机的汽耗量和热耗量回热汽轮机的汽耗量和热耗量1.汽耗量纯凝汽式汽轮机的汽耗量为：Kg/h

如图所示，由于抽汽量D1在汽轮机中少做了功，若汽轮机要发出同样的功率，必须增加的进汽量。具有回热加热的凝汽式汽轮机的汽耗率为：Kg/kWh具有蒸汽中间再热给水回热的凝汽式汽轮机的汽耗率：Kg/kWh高压缸排汽焓中压缸进汽焓再热蒸汽的吸热量具有回热抽汽的汽轮机的热耗率：KJ/kWh具有回热抽汽的汽轮机的绝对内效率无回热抽汽的汽轮机的热耗率：KJ/kWh无回热抽汽的汽轮机的绝对内效率因为，则，则回热抽汽式汽轮机的热耗率比无回热抽汽的汽轮机的热耗率要低，热经济性要高。2.热耗量01回热抽汽式汽轮机的热经济性高于无回热抽汽的，而汽耗量、汽耗率却高于朗肯循环，故严格讲汽耗量、汽耗率不能作为单独的热经济指标。分析只有q0一定时，d0才能作为热经济指标。q0却能单独用，是机组的重要热经济指标。知识点3给水实际回热循环给水实际回热循环效率是用循环吸热量在汽轮机中转变为有效利用内功的多少来表示，又称回热循环汽轮机的绝对内效率。定义KJ/kWh1kg凝汽流在汽轮机中所做的功；1kg抽汽流在汽轮机中所做的功；1kg凝汽在汽轮机和凝汽器中的放热量；上式又可变为：Ar—回热抽汽的做功系数。因为＜1，系数R=＞1，所以大于，回热循环与朗肯循环相比，其效率相对增长为：0102Ar越大，则效率相对增长越大。抽汽量越多，抽汽压力越低，回热循环热经济性越高。分析说明：回热循环抽汽量的多少受给水温度的限制，给水温度越高，给水温升越大，抽汽量也越多。而给水温度取决于最佳给水温度，由回热加热分配决定。回热抽汽量通常占机组汽耗量的30％左右，600MW机组回热抽汽量约占机组汽耗量的41％。举例结论：采用回热循环总是使机组的绝对内效率增加。知识点4回热级数对热经济性的影响回热级数对热经济性的影响在回热循环中，可以通过不同的方法将给水加热到给定温度：（1）单级高压抽汽一次加热；（2）用若干级压力不同的抽汽逐级加热。0102对于一定的给水加热温度，所需要的总抽汽量与抽汽级数几乎无关；每千克不同压力的抽汽在等压放热而凝