火電機(jī)組耗差分析中真空度基準(zhǔn)值的計算分析

火電機(jī)組耗差分析中真空度基準(zhǔn)值的計算分析在火電機(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)值不能正確計算出凝汽器壓力基準(zhǔn)值，而應(yīng)以凝汽器變工況下的計算值作為真空度的基準(zhǔn)值。1、耗差分析方法

隨著煤價的不斷上漲，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)荷來計算，二是根據(jù)進(jìn)入凝汽器的熱負(fù)荷來開展計算。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)型號為C150/135-13.2/1.0/535/535，N-8500-1型凝汽器的設(shè)計參數(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)計算，凝汽器設(shè)計冷卻溫升為8.045～8.580℃，凝汽器設(shè)計端差為3.93～4.47℃。3、數(shù)據(jù)計算及結(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算得到的。

計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，蒸汽流量為345.2t/h(熱負(fù)荷比例為107.87%)，方法1與方法2計算得到的排汽壓力基準(zhǔn)值相差1.25kPa，方法1與方法2計算的耗差差值達(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，蒸汽流量為254.0t/h(熱負(fù)荷比例為79.37%)，方法1與方法2計算得到的排汽壓力基準(zhǔn)值相差0.30kPa，方法1與方法2計算的耗差差值為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)荷計算出來的排汽壓力基準(zhǔn)值與利用熱負(fù)荷計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)及計算結(jié)果

由表1可知，方法3計算出來的排汽壓力基準(zhǔn)值與方法1、方法2計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)值的計算。

結(jié)論

根據(jù)以上3種方法的計算結(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算值比較合理。方法1和方法2計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)行時間的延長和設(shè)備條件的變化，凝汽器的