火電機(jī)組耗差分析中真空度基準(zhǔn)值的計(jì)算分析

火電機(jī)組耗差分析中真空度基準(zhǔn)值的計(jì)算分析在火電機(jī)組耗差分析中，真空度基準(zhǔn)值通常是通過凝汽器制造廠家提供的凝汽器特性曲線擬合計(jì)算得到的，而這只適用于冷卻水量、凝汽器蒸汽流量、冷卻水流速以及冷卻水進(jìn)口溫度等參數(shù)均為設(shè)計(jì)值的工況。以**華電烏達(dá)熱電公司150MW機(jī)組為例，對采用3種計(jì)算方法得出的真空度基準(zhǔn)值開展比較分析，分析結(jié)果說明：根據(jù)凝汽器制造廠家提供的凝汽器特性曲線擬合的基準(zhǔn)值不能正確計(jì)算出凝汽器壓力基準(zhǔn)值，而應(yīng)以凝汽器變工況下的計(jì)算值作為真空度的基準(zhǔn)值。1、耗差分析方法

隨著煤價(jià)的不斷上漲，提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)效益、降低運(yùn)行成本已成為電力企業(yè)亟待解決的問題。對機(jī)組開展耗差分析，是電力企業(yè)節(jié)能降耗的基本方法。

通過耗差分析，找出各指標(biāo)與基準(zhǔn)值的差距及對機(jī)組煤耗率的影響，從而指導(dǎo)和優(yōu)化運(yùn)行。耗差分析的準(zhǔn)確性主要取決于基準(zhǔn)值和耗差分析方法是否合理?；痣姍C(jī)組的耗差指標(biāo)主要包括主蒸汽壓力、主蒸汽溫度、再熱蒸汽溫度、給水溫度、真空度、再熱減溫水量、排煙溫度、排煙氧量等。所有指標(biāo)中占總耗差分項(xiàng)比例最大的一般為真空度(30%左右)，其次為排煙溫度。因此，真空度耗差分析的準(zhǔn)確與否直接影響機(jī)組總耗差的準(zhǔn)確性，進(jìn)而影響機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

針對不同的情況和參數(shù)，主要有5種耗差分析方法：熱力學(xué)方法、基本公式法、等效焓降法、試驗(yàn)法和小偏差法。文獻(xiàn)針對耗差分析的具體方法做了不同層次的研究，本文主要針對真空度基準(zhǔn)值的熱力學(xué)計(jì)算方法展開討論。真空度基準(zhǔn)值主要是根據(jù)凝汽器制造廠家提供的凝汽器特性曲線和凝汽器變工況計(jì)算得到的，而前者又包括2種方法：一是根據(jù)機(jī)組負(fù)荷來計(jì)算，二是根據(jù)進(jìn)入凝汽器的熱負(fù)荷來開展計(jì)算。3種方法的具體定義如下：

方法1：凝汽器機(jī)組負(fù)荷與背壓特性曲線法，即由凝汽器制造廠家提供凝汽器特性曲線，根據(jù)特性曲線求出機(jī)組負(fù)荷和循環(huán)水進(jìn)口溫度所對應(yīng)的特性曲線上的背壓值，即為真空度基準(zhǔn)值。

方法2：凝汽器進(jìn)汽量與背壓特性曲線法，即由凝汽器制造廠家提供凝汽器特性曲線，根據(jù)特性曲線求出進(jìn)入凝汽器蒸汽量和循環(huán)水進(jìn)口溫度所對應(yīng)的特性曲線上的背壓值，即為真空度基準(zhǔn)值。

方法3：確定冷卻水溫升的目標(biāo)值和凝汽器端差的目標(biāo)值，求出汽輪機(jī)排汽溫度下所對應(yīng)的飽和壓力，即為真空度基準(zhǔn)值。

本文采用這3種方法對**華電烏達(dá)熱電公司150MW燃煤機(jī)組開展分析比較。2、設(shè)備概況

**華電烏達(dá)熱電公司150MW燃煤機(jī)組配置UG-480/13.73-M型鍋爐，汽輪機(jī)型號(hào)為C150/135-13.2/1.0/535/535，N-8500-1型凝汽器的設(shè)計(jì)參數(shù)為：冷卻水進(jìn)口溫度，20℃;排汽壓力，4.9kPa;蒸汽流量，320t/h;冷卻水量，20880t/h;清潔系數(shù)，0.85;凝汽器的冷卻面積，8500m2。經(jīng)計(jì)算，凝汽器設(shè)計(jì)冷卻溫升為8.045～8.580℃，凝汽器設(shè)計(jì)端差為3.93～4.47℃。3、數(shù)據(jù)計(jì)算及結(jié)果分析

機(jī)組穩(wěn)定運(yùn)行1h后開始采集數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果見表1。表1中“方法1排汽壓力基準(zhǔn)值”是通過負(fù)荷擬合的凝汽器特性曲線計(jì)算得到的，“方法2排汽壓力基準(zhǔn)值”是通過蒸汽流量或者凝結(jié)水流量熱負(fù)荷擬合的凝汽器特性曲線計(jì)算得到的，“方法3排汽壓力基準(zhǔn)值”是通過凝汽器變工況計(jì)算得到的。

計(jì)算過程中有以下幾點(diǎn)假設(shè)：

(1)進(jìn)入凝汽器的蒸汽流量近似等于凝結(jié)水流量。

(2)冷卻水的比熱容為4.187kJ/(kg·K)。

(3)汽輪機(jī)排汽與凝汽器的凝結(jié)水比焓差為2266.61kJ/kg。

(4)表1中機(jī)組負(fù)荷、循環(huán)水進(jìn)口溫度、循環(huán)水出口溫度、凝結(jié)水溫度、排汽溫度、蒸汽流量及排汽壓力都是實(shí)測值。

分析圖1和圖2可知，利用負(fù)荷擬合出來的凝汽器排汽壓力特性曲線與利用凝汽器熱負(fù)荷擬合出來的凝汽器排汽壓力特性曲線的差值是比較大的。當(dāng)機(jī)組負(fù)荷為128.4MW(負(fù)荷比例為85.60%)時(shí)，蒸汽流量為345.2t/h(熱負(fù)荷比例為107.87%)，方法1與方法2計(jì)算得到的排汽壓力基準(zhǔn)值相差1.25kPa，方法1與方法2計(jì)算的耗差差值達(dá)2.44g/(kW·h)，每年影響發(fā)電煤耗3162.24t。而當(dāng)機(jī)組負(fù)荷為109.5MW(負(fù)荷比例為73.00%)時(shí)，蒸汽流量為254.0t/h(熱負(fù)荷比例為79.37%)，方法1與方法2計(jì)算得到的排汽壓力基準(zhǔn)值相差0.30kPa，方法1與方法2計(jì)算的耗差差值為0.61g/(kW·h)。由此可見，負(fù)荷比例和熱負(fù)荷比例越接近，2種方法計(jì)算出來的排汽壓力基準(zhǔn)值和耗差越接近，但是，如果負(fù)荷比例和熱負(fù)荷比例相差較大，利用負(fù)荷計(jì)算出來的排汽壓力基準(zhǔn)值與利用熱負(fù)荷計(jì)算出來的排汽壓力基準(zhǔn)值誤差高達(dá)17.6%。由此可得出結(jié)論：利用負(fù)荷計(jì)算出來的凝汽器排汽壓力基準(zhǔn)值存在較大誤差，而在耗差系統(tǒng)分析中只要引入進(jìn)入凝汽器的蒸汽量，即可利用熱負(fù)荷來擬合排汽壓力作為基準(zhǔn)值。

表1機(jī)組采集數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果

由表1可知，方法3計(jì)算出來的排汽壓力基準(zhǔn)值與方法1、方法2計(jì)算出來的排汽壓力基準(zhǔn)值相比，差值分別為1.20～1.60kPa和0.15～0.90kPa。由此可見，制造廠家提供的凝汽器特性曲線只能作運(yùn)行調(diào)整參考用，不能作為運(yùn)行基準(zhǔn)值。因?yàn)檫\(yùn)行中凝汽器的主要參數(shù)大多數(shù)偏離設(shè)計(jì)值，即在變工況下運(yùn)行，運(yùn)行基準(zhǔn)值應(yīng)該是在對凝汽器的進(jìn)水溫度、循環(huán)水量、凝汽量、真空嚴(yán)密性、冷卻水流速開展修正后計(jì)算出來的凝汽器蒸汽飽和溫度下的凝汽器壓力。而在耗差分析中，只需引入循環(huán)水流量測點(diǎn)、循環(huán)水流速測點(diǎn)，即可開展變工況下凝汽器壓力基準(zhǔn)值的計(jì)算。

結(jié)論

根據(jù)以上3種方法的計(jì)算結(jié)果，分析可得出如下結(jié)論：

(1)凝汽器壓力一旦偏離目標(biāo)值，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)組運(yùn)行效率降低，從而引起煤耗增加。因此，應(yīng)盡量使運(yùn)行參數(shù)接近基準(zhǔn)值或目標(biāo)值。

(2)耗差分析結(jié)果的準(zhǔn)確性取決于基準(zhǔn)值的選取，采用變工況下的凝汽器壓力計(jì)算值比較合理。方法1和方法2計(jì)算的凝汽器壓力基準(zhǔn)值是根據(jù)制造廠家提供的凝汽器特性曲線來擬合的，而隨著運(yùn)行時(shí)間的延長和設(shè)備條件的變化，凝汽器的