加热器端差对机组经济性的影响

摘要：加热器端差是加热器进口抽汽压力基础上的饱和温度以及给水出口温度之差，对各级加热器端差的运行热经济性进行准确而快速的评价，对热力系统的设计和检修具有重要的意义。文章对加热器端差对机组经济性的相关影响进行了分析，希望能够通过此次的理论研究对实际操作起到一定指导作用。

关键词：加热器端差；机组经济性；热力系统；热平衡方法；数学模型 文献标识码：A

中图分类号：TK223 文章编号：1009-2374（2015）14-0072-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.14.035

处在同一热力系统当中，各加热器型式和所处位置都在一定程度上有着差异，所以加热器端差对机组经济性所产生的相应影响也会存在着差异。在这一情况下，倘若只是将高压或者是低压作为界限，对其采取相同端差，这样就违反了科学性。如何更合理地解决这一端差影响就显得格外重要。

1 加热器端差的理论分析

1.1 加热器端差增大的原因分析

加热器在运行过程中，其自身会存在着端差问题，这一现状对热损失虽没有造成直接性的影响，但却对热交换不可逆性得到了增强，从而就产生了额外的冷源损失，这样就会使加热器装置的热经济效率大大降低。从实际情况来看，加热器端差在增大的问题上存在着多方面因素，其中受热面积垢以及加热器的抽空系统不良和部分冷水走旁路等，都会使得加热器端差增大，这样会致使回热系统当中的加热器出口水温发生降低的现状，在本级的抽汽量就会大幅度降低，而比其高的一组在抽汽量上就会得到增加，最终会使得整个机组的功能降低。

1.2 加热器端差理论方法分析

此次对加热器端差的研究主要是运用了热力系统矩阵热平衡方程式以及热耗变换系数的相关理论，在经过严密的数学推导作用下，对定功率基础上的加热器端差对机组热经济所产生影响的数学模型进行建立。通过这一模型的建立能够对热力系统自身的结构特点以及辅助汽水系统的影响进行分析，并能够针对多种形式的加热器和其间的多样连接方式下的机组热效率及端差间变化关系进行探究。从现阶段对加热器端差对机组热经济性的影响分析方法来看，主要就是通过矩阵法以及等效热降法对其进行的分析，需要注意的是，通过这些方法的分析研究在机组设计选型以及技术改造后或在不变功率基础上再进行热经济性的比较就不是很适合。

2 加热器端差对机组热经济性的分析方法及模型建立

2.1 加热器端差对机组热经济性的分析方法

针对加热器端差对机组热经济性的分析方法有多种，所以在实际的应用过程中要能够结合实际进行，这样才能够使方法的作用得到充分发挥。其中的等效热降法是比较常用的分析方法，它主要是对蒸汽动力装置以及热力系统进行分析时候常用的，这一方法不仅能够使整体热力系统的相关计算得到应用，同时也能对热力系统局部定量有着很好的分析效果。以常规热平衡方法为基础，将等效热降法应用于压水堆核电机组二回路热力系统汽水流量的分配计算，计算结果与常规热平衡法完全相同，并可简捷快速地计算出热力系统连接方式以及局部参数变化对汽水流量分配的影响，为压水堆核电机组二回路热力系统应用热力学第二定律进行定量分析奠定了基础。以新型300MW空冷机组为例，分别使用正平衡、反平衡及等效热降方法对机组进行分析，这几种方法的特点和计算结果对比表明，等效热降法在机组性能及局部进行能损分析，提供节能改造手段等方面具有明显的优势。由于加热器端差对机组的热经济性产生的影响和端差大小以及邻近加热器抽汽效率差大小有着直接性关系，不仅如此，同时也和之前的加热器在疏水冷却器及其份额上的大小有着直接性关系。在这一基础上能够将加热器端差大小以及邻近加热器抽汽效率差得到明确就能够很快地将影响结果得到解决。

等效热降法的主要概念就是回热抽汽式汽轮机1kg新蒸汽的做功，等效于kg新蒸汽直达冷凝器

热降。

式中：

αγ——抽汽做功不足系数

yγ——抽汽的份额

Z——抽汽级数

γ——任意抽汽级编号

2.2 加热器端差对机组热经济性影响的数学模型构建

回热加热器主要是热系统的一个重要设备，这一设备运行对机组的经济性以及稳定性有着重要作用，它关键体现在加热器端差以及散热损失等方面的因素对机组热经济的重要影响，对这些因素进行定量分析，能够将热力设备得以有效完善，并对其中的操作以及管理等技术工作有着很好改进和优化作用，其中最为重要的就是传热端差，所以针对这一情况对其进行建立数学模型加以分析能够将相关的影响情况清晰的展现出来。

针对加热器端差对机组热经济的影响，首先从定流量这一条件下的加热器端差的数学模型进行构建，那么汽轮机的做功表达就是w=ho-hc+O-atho-wf，其中的循环中单位工质热耗量就是qo+qrh=ho-t1+atho=ho-t1+o-（at+aft）o，在这一表达式中的ho、hc、O所表示的就是主蒸汽焓以及排气焓和在1kg蒸汽再热的吸热量，而其中的wf就是轴封漏气等在汽轮机内所做功不足的表示。

通过对加热器上端变化对机组的热经济性指标的数值分析，可对其进行制作相应的强度系数图谱。这里的强度系数主要就是各个加热器上端差对机组能效产生影响的强度系数作为是纵坐标，而各个加热器离散分布作为是横坐标，然后通过这些关系进行建立的关系图。在这一图谱的比较上主要分为两种重要的类型，第一种就是处在不同负荷下的同级加热机上端差强度系数趋势图，第二种就是处在不同负荷基础上的各级加热器上端差强度系数条形图。前者主要是通过机组各个典型的工况负荷作为横轴，然后把不同负荷基础上的各级加热器上端差变化对机组能效影响强度系数进行连接成折线，后者则是将各级的加热器编号作为横轴，而在同级加热器作出不同负荷下强度系数变化的趋势。然后通过常规热平衡法能够分别对这一机组的上端差对机组的效能影响得到计算，通过对这一方法的采用，所得到的结果在最大相对误差方面达到100%负荷时3号加热所对应的2.030%，从这些数据能够看出，这一图谱能够实际情况得到较为准确的反映。

3 结语

综上所述，由于加热器是回热系统组成的重要设备，所以保障其自身的安全稳定经济的运行非常重要，关于加热器端差对机组的重要影响要能够在具体的处理过程中，和实际情况紧密的契合，要对其中所出现的相关问题认真详细地分析，找到问题根源所在然后针对性解决，与此同时还要能够制定相对科学合理的指标定额以及有效的管理措施。只有从多方面进行加强，才能够将影响降到最低。

参考文献

[1] 张树芳，冉鹏，郭江龙.应用扩展型能效分布矩阵分析二次再热机组的热经济性[J].动力工程，2013，（3）.

[2] 李建刚，李丽萍，阮涛，石孝民.二次再热超临界机组热力系统热经济性计算模型的研究[J].汽轮机技术，2013，（6）.

作者简介：张超（1985-），男，山东枣庄人，陕西德源府谷能源有限公司运行机组长，研究方向：电气工程及其自动化。

（责任编辑：秦逊玉）