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1、电厂热力系统节能分析摘要：电能是最洁净的便于使用的二次能源,但是在生产电 能的同时却消耗了大量的一次能源。本文简要分析了当前节能 形势,归纳了主要的热力系统计算分析方法，指出了电厂热力分 析仍然存在的问题,并对电站节能改造给出了建议和节能策略分 析.关键词:热力系统经济指标计算方法节能技术引言, 能源问题已经成为世界各国共同关注的问题，在我国这一现象 更加凸显。由于我国粗放型经济增长方式，又处在消费结构升 级的历史阶段，能源消耗过大 ,因此节能降耗将是一项长远而艰 巨的任务。根据及我国电力行业调查统计表明 ,我国平均供电煤 耗率要比发达国家高出3 060g / kWh,这是一个很大的差距， 说
2、明我国的电厂节能有很大的节能潜力可以挖掘。因此，电站 热力系统节能是关系到节能全局以及可持续性的大事.因此,在热 力系的环境下，揭示各种节能理论内在的联系，深入地研究和 节能要的理论和现实意义，对电厂的节能降耗工作具有很强的 指导性。j 一、热力系统经济指标我国火力发电厂常用的热经 济型指标主要有效率和能耗率两种。j （一）全场热效率nep：其中,N j为净上网功率,B为燃煤量，1为燃煤低位发热量.j全 厂热效率指标是电厂运行的综合指标，在进行系统分析是，常 将这一综合指标进行分解，以区分各厂家的责任和主攻方向 ,因 此可以改写为:其中，n b :锅炉效率，锅炉有效吸热量与燃煤低位发热量之 比
3、；j np :管道效率，汽轮机循环吸热量与锅炉有效吸热量之比；ni：汽轮机循环装置效率，汽轮机内部功与循环吸热量之比；j nm：机械效率，汽轮机输出功率与内部功率之比；ng :发电机效 率，发电机上网功率与前端功率之比；E i：厂用电率，电厂所有辅机消耗电功率之和与发电机上 网功率之比。j （二）热耗率和标准煤耗率 热耗率指标综合评价汽轮机发电机组热经济性，其实质是发电 机每发电lkWh,工质从锅炉吸收的热量值。定义式如下： 煤耗率指标也可以分为两种 :发电标准煤耗率和供电标准煤耗 率。 j 二、热力系统计算方法现状热力系统计算是火力发电厂汽轮机组运行性能分析、热力试 验和系统改进中常见的计算
4、工作 ,对热力系统进行计算的目的是 为了确定机组的各项热性指标，因此选择适当的热力系统计算 方法是机组热经济性分析的重要前提 .系统计算方法种类很多， 按照它们所依赖的热力学基础可分为：第一定律分析和第二定 律分析法。常规热平衡法是在结合质量平衡和能量平衡基础上，对实际 热力系统进行的数值计算方法。计算中需要对热力系统进行变 工况计算，以确定汽轮机抽汽口和排汽端的蒸汽参数以及回热 系统的各相应参数,其实质是确定汽轮机新的膨胀过程线和系统 参数，核心和难点是汽轮机变工况计算。 j 等效热降法是以新蒸 汽流量、循环的初终参数和热力过程线均保持不变为前提 ,以内 功率（等效热降）的变化来分析热力系统
5、的热经济性。在热力系 统局部分析中，等效热降法改善了常规热力计算的不足，提出 了等效热降的概念并在此基础上建立了热力系统分析的新方 法，使热力计算具有了系统分析功能。 j 循环函数法根据热力学 第二定律，以循环不可逆性（或冷源损失）分析轮机循环节能 定性分析的判据，以循环函数式为汽轮机循环节能定量计算的 工循环函数法是一种计算复杂热力系统的好方法。熵分析法是通过对体系的熵平衡计算 ,求取熵产的大小及其分 布，分析影响熵产的因素,确定熵产与不可逆损失的关系，作为 评价过程的不完善程度和改进过程的依据。j火用分析法4 是在热力学两大定量的基础上 ,结合环境情况从对能的本性的全 面认识,从能的实用性
6、出发提出的一种思想和方法，它是从能量 转换的角度表示设备或热力过程完善性的科学指标。 j 代数热 力学法是一种分析热力系统能量的分析方法。该方法运用事件 矩阵来描述一个系统中各个子系统的能量出、入关系，火用矩 阵定义了各股流的火用值,火用分支定义了单一系统出、入流的 关系，最终得到结构矩阵FP ，该矩阵从全局的高度开拓了研 究全、子系统关系的新趋势。j三、当前仍然存在的问题1 .普遍意义上的系统工程分析方法仍然欠缺，数学工具仍然有 待，利用计算机来进行热力系统节能分析的研究不足。目前都 是采用局部优化运行的方法，系统节能分析方法仍有待于进一 步。2 j.本质上来讲，目前的系统研究都属于稳态研究
7、。研究的 基础是发电系统部分热力学参数一致 ，且在运行中保持恒定，这 固然会使研究的复杂程度大大简化，但同时也使其具有局限 性。热力系统节能分析方法在机组变工况下应用研究较少. 3不同的热力系统分析理论都是从不同的角度来研究热力系 统这一对象，不同理论之间的相互关系的研究还很不充分。 4 j. 无论是设计高参数的大容量机组，还是改善现有机组的运行水 平，挖掘机组的节能潜力，都需要一种有效准确的节能理论进行 指导，才能有的放矢地采取节能措施。而合理地确定优化的性能 指标,正确地建立系统与生产过程的数学模型仍然需要加大研 究。四、热力系统节能技术措施 热力系统节能有多种途径可以实现。对于新设计机组
8、，可通过 优化设计,合理配套进行节能;而对于运行机组，可通过节能诊断, 优化改造,监测能损，指导运行,实现节能目标。在电厂的中，曾先后采用回热和再热两种循环方式 ,使得循环 效率大为提高。当前，可行的节能技术改造措施包括：J汽轮 机通流部分实施技术改造.目前这种改造大体可以分为两类：一 类是提高汽轮机内效率,达到降耗目的;另一类是降耗的同时提高 汽轮机的出力。具体改造措施有更换气缸，将双列调节级改为 单列调节级等。J采用新型密封技术改造锅炉空气预热器。空预 器的漏风问题一直是影响锅炉燃烧,降低效率的威胁.通过采用新 型密封技术，降低空预器漏风率,不仅减少排烟损失，降低飞灰 含碳量，还可以节约厂
9、用电，降低厂用电率锅炉制粉系统技术 改造.通过改造磨煤机系统、密封系统，可以提高制粉效率，降 低制粉单耗，从而降低煤耗。J电站循环冷却水余热再利用.通 过凝汽器由循环冷却水带走的热量一般占输送总能量的15%以 上，有的甚至高达25%以上，造成了能量的极大浪费。如果 能采用余热利用技术把这部分能量利用起来，势必会对电厂效 率提高产生明显的效果。五、结语j目前，面临着能源资源逐渐匮乏和能源需求总量日 益增大的双重挑战，节能降耗刻不容缓 ,尤其是能耗大户行业。 电厂热力系统,且与发达国家相比，我国的热力系统节能降耗还 是有很大的潜力和空间可以充分挖掘。有理由相信 ,随着相关热 力系统分析方法的逐步和完善,电厂热力系统节能降耗将会取得 更长远的进步。:1 J闫水保、闫留保：电厂热力系统节能分析原理及应 用M。郑州：黄河水利，2 0 0 0;2 陆延昌、姜绍俊：21世纪初期电力展望J。电 九20 0 0,33 (7)：18；丿3林万超：火电厂热系统节能 理论M 西安：西安大学,1994； j 4张彦：联合分析法 电厂热力系统分析法的研究 D。 ：华北电力大学， 2000；5马芳礼：电厂热力系统节能分析原理M.:水利电 力,1992； j 6江浩、刘琦 ： 火力发电机组运行优化技术研 究R。国电热工研究院,20 0 3.jj
电厂热力系统节能分析
