300MW热电联产机组变工况分析

赵洪滨 宋天仁 陈清 李猛 柴玉蔓

摘要：本文主要对系统及各个组件在不同工况下的损失和效率进行计算，分析负荷对损失和效率的影响规律，找出系统的节能潜力所在;发现锅炉燃烧过程、传热过程以及排烟损失是锅炉主要损失，也是机组主要的节能潜力所在。

关键词：热电联产;热力系统;分析;变工况损失

中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2016）43-0185-02

一、前言

热电联产既产电能又可供能[1]，实现高的功能效率;而通过对热电机组的熱力系统进行分析，可以寻找节能潜力所在。系统分析可以发现系统中能量利用率较低的薄弱环节，对电厂的节能和运行优化更具有指导意义[2，3]。本文以300MW热电联产机组为研究对象，对其热力系统进行不同工况的分析，为系统的节能以及优化运行提供指导。

二、动力循环描述

本文所分析的机组热力系统如图1所示。给水由1点经锅炉被加热成为2点的高温高压过热蒸汽，进入汽轮机各缸依次做功;供热蒸汽从4级抽汽抽出。

三、分析理论模型

对于稳定流动开口系统，质量、能量和的平衡方程分别如式（1）、（2）和（3）表示[4]。

∑m=∑m （1）

Q-W=∑mh-∑mh （2）

E-W=∑mφ-∑mφ+I （3）

温度T下热量传递率计算公式：

E=∑（1-T/T）Q（4）

焓计算公式为：φ=h-h-T（s-s） （5）

根据基本方程，对各部件进行损分析。

四、结果与讨论

分析计算中环境参考温度和压力分别为298.15K和101.3kPa;特定工况（发电负荷283.03MW）下主汽温度压力分别为525℃、15.7MPa（图中2点），流量为919kg/s。根据现场测量参数，进行了损计算，得到的各组件损及比率、效率如表1所示。

可见，锅炉损比达86%，是热力系统中损失最大的部件，其中燃烧、传热以及排烟损失占主要部分;其次是汽轮机;各回热加热器损平均在2MW以下，而热网加热器损达6MW以上。不同负荷工况下系统分析如表2所示。汽轮机损随负荷增大逐渐减小，且变化幅度小;锅炉损随负荷增加而逐渐增大，负荷每增10MW，损失增大约7MW，导致机组损随负荷的增大而增加;而锅炉效率也最低。

五、结论

所研究的热力系统效率为40%左右，且随着负荷的增加有升高的趋势。锅炉是热力系统中损失最大的部位，且其损失随着负荷的增加比较明显，汽轮机损失随负荷变化不明显，且随负荷增加略有下降。锅炉燃烧过程的损失、传热过程的损失以及排烟损失是锅炉主要损失所在。

参考文献：

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[4]Regulagadda P，Dincer I，Naterer G F. Exergy analysis of a thermal power plant with measured boiler and turbine losses. Applied Thermal Engineering，2010，（30）：970-976.

The Exergy Analysis of 300MW CHP Unit under Variable Conditions

ZHAO Hong-bin1，2，SONG Tian-ren1，2，CHEN Qing1，2，LI Meng1，2，CHAI Yu-man1，2

（1. College of Machinery and Transportation Engineering，China University of Petroleum，Beijing 102249，China;2. Beijing Key Laboratory of Process Fluid Filtration and Separation，Beijing 102249，China）

Abstract：The main purpose of this paper is to calculate the exergy loss and the exergy efficiency of the systems and components under different working conditions，and to analyze the effect law of load to exergy loss and exergy efficiency，and to find out the energy conserving potential of the system. It is found that the exergy loss of boiler is mainly from boiler combustion process，the heat transfer process as well as the smoke，which is the main energy saving potential of the unit.

Key words：cogeneration;thermal system;exergy analysis;variable working condition;exergy loss