300MW供热机组热力经济性分析

安雪敏

摘 要：我国社会经济的快速发展，带动了各个行业的经济发展，对电力的需求也越来越大。因此，汽轮机的系统、结构等不断改善，逐渐向大容量发展。若机组设备在多种因素影响下出现故障，则会降低其预期功能，降低其经济性，甚至对整个机组的安全运行带来较大影响。所以，机组经济性性和安全性具有密切关系，只有确保机组运行的稳定性，才能提高其经济性。文章主要对300MW供热机组热力经济性进行了分析。

关键词：300MW供热机组；热力经济性；分析

经济全球化的不断发展，促使我国经济得到了快速发展，经济发展对电力的需求逐渐增加，火力发电比例非常大。大部分火力发电机组投入生产后，不仅在很大程度上提高了机组运行效率，也节省了自然资源，改善了生态环境，也减少了劳动力，降低了投资成本。对于大型火力发电机组而言，在发展过程中必须着重考虑的是发电对不可再生资源、环境等带来的影响。因此，为了实现可持续发展，就要采取措施提高发电技术。只有确保了机组运行的稳定性，才能提高其生产的经济效益。由于机组热力系统的安全性与经济性彼此互相影响，对机组运行状况进行实时监测，并分析其经济性具有重要意义。

1 300MW供热机组热力系统热经济性分析方法简介

对火力发电机组的运行性能、热力系统性能等进行分析意义重大。通过分析，可以对机组循环中的各项热力参数、流量平衡性等有充分的了解，利于机组各项热经济指标的计算。目前采用的热力系统经济计算方法比较多，比如常规热平衡法、循环函数法、矩阵法以及等效热降法等。

1.1 常规热平衡法

此方法应用比较广泛，是采用流量平衡与能量的方法。在计算过程中主要用两种方法，即并联、串联。常规热平衡发电原因是以物质平衡关系为基础，通过对热力系统的热经济性展开计算，可以计算出研究对象的N个热量平衡式、流量方程式，从而获得N+1个流量值，并根据得到的系统水、蒸汽的流量值、参数值，用吸热方程进行计算，就能获得系统热经济性指标。这种方法应用比较方便，但要根据系统变化不断变化，适用性比较差。因此主要用来验证其他方法的正确性，不适合直接对热力系统性能进行计算。

1.2 循环函数法

作为新兴的热力系统计算方法，其原理是把热力系统划分为多个子系统，即主系统及其他辅助系统。主系统是没有附加汽水的回热系统，辅助系统是所有附加汽水。要计算热力系统的经济参数，就要结合多个子系统的参数用热平衡法计算，从而分析系统变化造成的热经济性变化。此方法在局部定量分析或者比较复杂的热力系统中均得到了十分广泛的应用。由于计算方程比较复杂，因此在辅助系统计算中不方便，且计算结果存在较大误差，适用性差。

1.3 矩阵法

这种方法主要是根据热力系统的热平衡原理，列出热平衡方程，并对热力系统的结构矩阵进行计算。此方法综合考虑了热力系统的主辅系统，且计算方便，方程中的各项参数都十分明确。对于不同的热力系统而言，可以通过叠加变化后的矩阵，从而获得想要的矩阵模型。除此之外，进行热力计算时也需要采用水流量绝对值的计算方法计算出回热抽气量，并对汽轮机的功率进行校核，以便获得电厂热经济指标。

1.4 等效热降法

这种方法为热工理论，经长期发展，已经成为了具有完整体系的理论体系。等效热降法可以应用在热力系统和热力系统局部定量的计算方面。假设蒸汽流量为恒定值，热力系统经济性发生变化后，就会使汽轮机功率及部分抽汽流量发生相应的变化。如此一来，可以根据热量局部变化计算热力系统的经济性变化，便于计算。

1.5 熵分析法

这种方法的原理是计算机组体系的熵平衡，求解熵产的分布，并对某些影响因素进行分析，从而得出熵产和不可逆损失之间的关系。此方法可以完善并改进评价过程，优势是可以根据具体算例选择相应的基准态度，缺点则是无法对能量系统的价值指标进行评价，对能源利用程度没有统一标准。

2 300MW供热机组热力系统经济性分析

2.1 分析蒸汽参数对机组热经济性的影响

在机组运行的过程中，主汽压力、排汽压力及主汽温度等蒸汽热力参数在变化过程中，不会对机组的稳定运行带来较大影响，不过汽轮机功率出现的变化容易对机组经济性带来影响。根据汽轮机功率方程，背压恒定的情况下，采用偏微分理论能够进一步推导出主蒸汽参数的功率增量方程，而且推导出此方程的过程中也采用了汽轮机运行基本原理、参数变化关系等理论性基础知识。在实际应用中，很多大功率机组在运行过程中选择滑压运行方式，其安全性比较高，且负荷变化十分灵活。当汽轮机滑压运行时，可以根据其负荷情况相应的调节锅炉给水量、燃料量等，从而确保锅炉出口汽压根据负荷变化而变化。如果出口气温为恒值，则汽轮机进汽温度也为恒值，对于进汽压力而言，也会根据负荷变化而发生相应变化。从机组缸体热应力角度进行分析，滑压工况时缸体内温度场变化幅度比较小，降低了机组部件在运行中遭受的热应力冲击，避免设备进一步受到损害，因此也在一定程度上延长了设备的使用寿命，有效提高了机组运行的安全性。

2.2 分析回热加热器对机组经济性的影响

汽轮机回热系统包含比较多的热力设备，比如加热器、给水泵、连接管道以及除氧器等。其中高压加热器系统经常出现各种故障，应用率比较低。此外，若给水侧出现短路故障，给水温度和对应符合的给水温度严重不符，则会降低机组的高效性能，导致机组无法投入在正常使用中，甚至影响机组的安全运行，引起设备损坏故障，带来较大的经济损失。加热器端差的变化、散热损失以及运行方式等，都在很大程度上对机组热经济性带来影响，对这些因素进行定量分析，便于有针对性的进行节能改造、完善运行方式以及提高管理水平等，并有效提高机组的安全经济性。加热器端差使热交换具有不可逆性，使汽轮机组的热经济性明显降低。散热损失即加热器在运行过程中，对外造成的热量散失，这种现象和加热器温度、保温层质量及加热器表面积等有密切关系。机组在停运时容易使汽轮组偏离既有的设计规划，从而使其经济性有所改变，对整个机组的运行安全带来较大影响。

3 结束语

热力系统作为火电厂不可缺少的系统，它的运行状况和机组运行安全、电厂生产效益等有密切关系。如果热力系统出现故障，便会对整个机组的正常运行造成影响，进而带来经济损失。由于组成热力系统的多个部分是互相依存的，任何一个设备出现故障都对其他设备的运行带来影响。因此，检测机组的运行状况，对其经济性进行分析，能够在很大程度上提高300MW供热机组热力的经济性。

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