描述:从汽轮机的某些中间级抽出部分蒸汽加热锅炉给水以提高给水温度,称给水回热加热,具有给水回热加热的热力循环称为回热循环。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。
一、回热循环的热经济性
(一)回热循环的绝对内效率
1.回热加热意义
分析:(1)给水回热加热提高了工质的平均吸热温度,循环效率提高;(2)给水回热加热减少了汽轮机末几级的蒸汽流量,从而减少了汽轮机的湿汽损失,汽轮机相对内效率提高;(3)给水回热加热增大了耗汽量,即增加了汽轮机高压缸的通流量,有利于减少其通流部分的各种损失,汽轮机相对内效率提高。
结论:采用给水回热加热,循环的绝对内效率提高。
实例:某600MW机组凝结水温度34.3℃,给水温度278.6℃,给水回热加热后锅炉内加热起点温度提高244.3℃,平均吸热温度大幅提高。
2. 回热循环的绝对内效率
问题:怎样最大限度的提高给水回热加热的效果?
分析:对单级回热http://rl.jpkc.cqepc.com.cn/content/kczy/dmtkj/content1/image/2/image019.gif
变换得: http://rl.jpkc.cqepc.com.cn/content/kczy/dmtkj/content1/image/2/image027.gif
分析:(1)因为 http://rl.jpkc.cqepc.com.cn/content/kczy/dmtkj/content1/image/2/image043.gif 增大。
结论:采用给水回热加热,循环热经济性提高。且抽汽量越多,抽汽压力越低,回热循环热经济性越高。
推论:排挤抽汽,特别是排挤低压抽汽,回热循环热经济下降。又称“排挤理论”。
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。
实例: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%。
二、影响给水回热过程热经济性的基本参数
(一)回热级数Z对热经济性的影响
单级与两级回热比较:
分析:如保持第1级抽汽压力不变,则单级与两级回热的给水加热温升相同,总的抽汽量几乎不变(不同压力下水的汽化潜热相近),而两级回热增加了低压抽汽量,热经济性提高。
结论:回热循环级数越多,热经济性越高。
(二)最佳给水温度
分析:(1)最后一级加热器出水温度即锅炉给水温度。(2)对多级回热加热,当最后一级加热器抽汽压力增加,则给水温度提高,回热抽汽量增加,回热循环热经济性提高。同时,由于抽汽压力增大,抽汽焓提高,回热循环热经济性下降。
结论:存在最佳给水温度,并由回热加热分配的最后一级抽汽压力决定。
(三)回热加热分配
提示:(1)对多级回热,需要确定汽轮机各抽汽口的开口位置。(2)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给水温度。(3)各级加热器出口的给水温度取决于各级回热器的温升Δt。
方法:将http://rl.jpkc.cqepc.com.cn/content/kczy/dmtkj/content1/image/2/image041.gif
对给水温升求极大值,得到三种假设条件下回热分配的三个最优解:等温升分配、等焓降分配和几何级数分配。
1.等温升分配法
各加热温升 http://rl.jpkc.cqepc.com.cn/content/kczy/dmtkj/content1/image/2/image045.gif
分析:在Δt计算式中,给水温度tfw属末知量。如将省煤器当作一级回热加热器看待,由于汽包压力下的饱和水温度ts0为已知,则可求出各级加热器温升Δt。
http://rl.jpkc.cqepc.com.cn/content/kczy/dmtkj/content1/image/2/image047.gif
实例:某600MW机组Z=8,ps0=17.35MPa,ts0=352℃,tc=34℃,则http://rl.jpkc.cqepc.com.cn/content/kczy/dmtkj/content1/image/2/image049.gif
=(352-34)/(8+1)=35℃。按等温升分配法机组回热分配结果如表所示。
加热器编号
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
6
|
7
|
8
|
分配出水温度(℃)
|
314
|
279
|
244
|
209
|
174
|
139
|
104
|
69
|
分配抽汽压力(MPa)
|
10.5
|
6.50
|
3.63
|
1.9
|
0.90
|
0.38
|
0.12
|
0.03
|
实际出水温度(℃)
|
278.9
|
248.1
|
217.1
|
183.5
|
138.7
|
120.8
|
101.1
|
78.1
|
实际抽汽压力(Mpa)
|
6.35
|
3.97
|
2.3
|
1.15
|
0.39
|
0.23
|
0.12
|
0.05
|
实际给水温升(℃)
|
30.8
|
31
|
33.6
|
44.8
|
17.9
|
19.7
|
23
|
45.1
|
提示:表中数据表明,实际给水温升总是偏离等温升分配。
说明:(1)8号加热器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。本例中给水温度实际值为278℃,较最佳给水温度下降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。(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。
实例:某300MW机组1段抽汽过热度138℃,而3段抽汽(再热后第一段抽汽)过热度高达257℃,该段抽汽量大幅减少。
2.其它分配法
由于汽缸结构的原因,三种加热分配方法实际分配的结果基本一致,抽汽压力归并为汽轮机同一级后压力,故通常采用最简单的等温升分配法。
实例:某600MW机组第11、12、13级级后压力分别为1.49
MPa、1.15 MPa、0.66MPa,如三种方法计算结果为1.2 MPa、1.16 MPa、1.1 MPa,最后只能选择1.15
MPa这一级后压力作为该级抽汽压力。
(三)再热对回热的影响
分析:(1)再热后蒸汽作功焓降增加,功率不变时,汽机汽耗减少,给水量减少,各级抽汽量减少;(2)对有过热度的抽汽级,抽汽过热度增加,抽汽量减少。
结论:再热削弱了回热加热的效果,但再热后循环总的热经济性仍是提高的。
加载中,请稍候......