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国产与引进型300MW机组热力系统热经济性分析

北极星电力网技术频道    作者:佚名   2008/1/11 13:59:07   

 关键词:  热力系统 300MW 300MW机组

摘要:文章对国产和引进300MW机组的热力系统的差异进行了分析,对两类机组的热经济性进行了计算。在此基础上,采用局部定量分析方法,计算并研究了疏水泵、疏水冷却器、蒸汽冷却器对两类机组经济性的影响,为国产和引进300MW机组热力系统的设计及运行提供参考。
关键词:300MW机组;热力系统;热经济性;定量分析
Abstract:Thispaperdiscussesthedifferencesbetweenthermalsystemsofdomesticandimported300MWunits,andevaluatestheheateconomyofthesetwokindsofpowergenerationunits.Basedonthis,usingpartialquantitativeanalysismethod,theeffectsofdrainagepumps,drainagecoolersandsteamcoolersontheeconomicfeaturesofbothkindsofunitsarecalculatedandanalyzed.Thiscanbeareferencetothedesignandoperationofbothdomesticandimported300MWunits.
Keywords:300MWunits;thermalsystem;heateconomy;quantitativeanalysis
  300MW火力发电机组是国内电站的主力机组,目前我国300MW机组有国产和引进两类,而国产300MW机组的热经济性总体上低于引进机组,本文从热力系统的角度对这一问题进行了计算和分析。
1 国产与引进300MW机组热力系统分析
  NC300/220-16.7/537/537型汽轮机是东方汽轮机厂生产的亚临界、一次中间再热、单轴、双排汽冲动式汽轮机。该机型为抽汽凝汽式机组,其热力系统如图1所示。引进300MW机组以美国西屋公司生产的汽轮机组为例,它也是亚临界、一次中间再热、单轴、双排汽冲动式机组。其热力系统如图2所示。两类机组均有7级回热抽汽、3个高加、4个低加及1个高压除氧器,但其热力系统构成及参数又有一些不同,主要体现在以下几个方面:
  a.引进机组各加热器全部采用疏水逐级自流,而国产机组除No.2低加加装疏水泵外(疏水泵将No.2、No.3、No.4疏水打到No.2低加出口),其它加热器也采用疏水逐级自流。
  b.国产机组在No.6高加处有一外置式蒸汽冷却器,No.4低加处有一内置式蒸汽冷却器;引进机组只有高加装有内置式蒸汽冷却器,低加没有。
  c.国产机组采用电动给水泵,引进机组采用汽动给水泵。
  d.两类机组排汽压力有较大差异,国产机组排汽压力为0.00546MPa,引进机组只有0.0049MPa。
  





热力系统的差异使得两类机组热经济性方面也有所不同,本文采用简捷热平衡方法对两类机组额定工况做热平衡计算,得到回热系统的主要汽水参数,表1列出了额定工况下计算所得的两类机组主要的经济指标。从表1看出,国产机组的热经济性低于引进机组,标准煤耗率高出6.61g/(kW·h),国产机组绝对电效率低于引进机组,说明国产机组通流部分的设计还需进一步完善。





2 国产与引进机组热力系统局部定量分析
  机组热力系统中蒸汽冷却器、疏水泵及疏水冷却器对机组的热经济性有一定的影响。
2.1 疏水泵的定量分析
2.1.1 国产机组
  从图1可以看出,国产300MW机组No.2加热器装有疏水泵,现对其疏水系统做3种改变,来做疏水泵的定量分析,计算结果列于表2。
  a.取消No.2加热器的疏水泵,让疏水逐级自流至凝汽器,系统的局部变化如图3所示。
  




  新蒸汽等效焓降下降:
ΔH=αH×Δτ2×(η3-η2)+(α2+α3+α4)×Δq2×(η2-η1)×q2/q2-Δq2

式中 ΔH—新蒸汽等效焓降变化αj—抽汽份额q—热耗率,kJ/(kW·h)ηi—相对内效率
 装置效率改变Δηi=ΔH/H-ΔH
热耗率变化:Δq=q×Δηi
标准煤耗率变化:Δbb=bb×Δηi
  b.取消No.2加热器的疏水泵,并装设疏水冷却器系统的局部变化如图4所示。
  




等效焓降的下降公式同式(1),其中Δq2=ts2-t1
  
  c.取消No.2加热器的疏水泵,将疏水泵装于No.1加热器处系统的局部变化见图5。
  




  从计算结果可以看出,方案c.将疏水泵由No.2加热器移到No.1加热器引起系统经济性下降较大;方案b.引起系统经济性下降最小,热耗率增加3.937kJ/(kW·h),这是由于疏水冷却器会提高系统经济性。此外因取消疏水泵,可节省2台疏水泵及其电机的投资;同时节省电动机所耗厂用电约130kW,减少这部分厂用电相当于减少机组热耗率3.91kJ/(kW·h),与取消疏水泵而增加的热耗率相当;无疏水泵,系统将更加简单,运行维护更容易,同时机组运行安全性也大大提高了。
2.1.2 引进机组
  引进机组无疏水泵,全部加热器都装有疏水冷却器。现假设分别在No.2、No.1加热器上装设疏水泵,来分析其经济效益,结果列入表3。
  由表3看出,引进机组加装疏水泵的经济效益不如国产机组,因而综合考虑各项因素,引进机组使用疏水冷却器是较好的方案。
2.2 疏水冷却器定量分析
  若原系统有疏水冷却器,取消疏水冷却器来计算其经济效益,对国产机组及引进机组的7个加热器都进行计算,结果见表4。
  从表4看出,国产机组加装疏水冷却器经济效益最好的依次是No.1、No.2、No.6加热器,引进机组加装疏水冷却器经济效益最好的是No.6、No.7、No.1加热器,两类机组的No.6和No.1加热器装疏水冷却器都可获得较好的经济效益。这是因为No.1和No.6加热器疏水份额较大,而且能级差也较大。两类机组所有加热器加装疏水冷却器的总经济效益相当,煤耗率降低1g/(kW·h)。
2.3 蒸汽冷却器定量分析
  若原系统有蒸汽冷却器,取消蒸汽冷却器来计算其经济效果,对国产机组及引进机组的7个加热器都进行计算,结果如表5所列。
从表5看出,国产机组和引进机组装设蒸汽冷
却器的经济效益在不同的加热器之间变化规律是相同的,即高压加热器经济效益较显著,其中No.6加热器国产机组煤耗率降低0.438g/(kW·h),引进机组达0.600g/(kW·h)。这是由于两类机组在No.6加热器处的能级差(η6-η7)都达到最大。国产机组所有加热器加装蒸汽冷却器总煤耗率降低达到1.12g/(kW·h),引进机组则达到1.39g/(kW·h)。




3 结论


  a.国产与引进300MW机组的热力系统既有相同的地方,也存在差异。在初终参数上,排汽压力及给水温度不同。国产机组排汽压力0.00546MPa,引进机组只有0.0049MPa;国产机组给水温度为270.6℃,引进机组为275.6℃。两类机组回热系统也有一些不同,引进机组各加热器全部采用疏水逐级自流,而国产机组No.2低加加装疏水泵。在额定工况下,国产机组热经济性比引进机组差,标准煤耗率相差6.6g/(kW·h),而且引进机组系统更简单,易于运行和维护。
  b.综合考虑各项因素,认为国产机组以取消No.2加热器的疏水泵、改用疏水冷却器为好。
c.国产300MW机组所有低压加热器加装疏水冷却器可提高经济效益。
  d.无论国产机组还是引进机组,蒸汽冷却器装在高压加热器上经济效益更好,而引进机组装设蒸汽冷却器的效益更好。

来源:中国电力网
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