1、供熱改造熱經濟濟性的定量分分析Quantittativee anallysis of heeat ecconomyy in Externnal heatinng Traansforrmatioon 門常山華電國際鄒縣發發電廠，山東東鄒城，2773522Abstracct: The nnaturee of EExternnal heeatingg Trannsformmationn is tto reccover the ppart oof losss thaat willl beddischaarged to thhe coooling towerr at tthe exxpensee of

2、rreduciing ellectriicity powerr suppply ,wwhich can iimprovve fueel eneergy uutilizzationn. Froom thee overrall llook oof heaating and ppower generrationn, Extternall heatting uunit ccan saave a lot oof fueel andd imprrove ppower plantt heatt econnomy. On thhe bassis off disccussinng heaat ecoonomy

3、impacct of backwwater rate and bbackwaater ttemperraturee and backwwater methood, thhis paaper qquantiitativvely aanalyzze heaat ecoonomy of Zoouxiann Poweer Plaant 3335MW uunit hheatinng Traansforrmatioon andd poinnted oout thhat thhe keyy issuues inn the proceess annd acttual ooperattion oof Heaat

4、ing transsformaation shoulld be contrrolledd. Finnally, exteernal heatiing coosts iis connverteed intto powwer suupply reducction of unnits. Thesee havee a goood reeferennce foor impprovinng powwer pllant hheat eeconommy andd striiving for bbenefiits.Keywordds: Externnal heatinng transsformaation ba

5、cckwateer ratte bbackwaater ttemperraturee Quanntitattive aanalyssis Heatt econnomy摘要：供熱改造造節能的實質質是以犧牲一一部分供電量量為代價，將將排放到涼水水塔中的冷源源損失部分回回收利用，從從而達到提高高燃料熱能利利用程度的目目的。從供熱熱和發電的整整體看，機組組供熱能夠大大量節約燃料料，提高電廠廠熱經濟性。本本文在探討回回水率、回水水溫度以及回回水方式對供供熱機組熱經經濟性影響的的基礎上，以以鄒縣發電廠廠335MWW機組供熱改改造為例，進進行定量分析析計算，指出出供熱改造過過程及實際運運行中應控制制的重點問

6、題題，并將機組組供熱的代價價折算成對外外供電量的減減少，對供熱熱效益的控制制及提高供熱熱機組熱經濟濟性具有一定定的借鑒意義義。關鍵詞：供熱改改造；回水率；回水溫度；定量分析；熱經濟性1 引言供熱是把膨脹作作功后仍具有有一定溫度、壓壓力的蒸汽從從汽輪機中抽抽出供外界熱熱用戶使用，是是機組節能的的重要途徑之之一，其實質質是以犧牲一一部分供電量量為代價，將將排放到涼水水塔中的冷源源損失部分回回收利用用于于采暖供熱，替替代分散用戶戶燃煤采暖，節節約燃煤，隨隨著供熱面積積的增加，供供熱抽汽量增增加，回收的的冷源損失增增加，燃煤節節約量就會增增加。同時隨著網上電電力負荷相對對富余，中小小容量機組發發電量比

7、例不不斷降低，經經常處于調峰峰狀態運行，鍋鍋爐效率、汽汽輪機效率下下降，設備經經濟性無法得得到保證；動動力設備出現現“大馬拉小車車”的現象，廠廠用電率上升升；然而，在在“以熱定電”的原則下，供供熱采暖期內內，機組負荷荷將會得到大大幅提升，設設備能夠在經經濟狀態下運運行，性能、效效率得到極大大改善，各類類指標向好；因此，對于于靠近城市的的電廠，將中中小容量凝汽汽機組進行供供熱改造，從從熱力循環和和設備經濟性性兩方面都能能受益，是降降低煤耗，提提高經濟性的的一種重要方方式。2 供熱改造造熱經濟性的的定量分析在熱經濟性分析析中，對外供供熱需要犧牲牲的一部分供供電量主要包包括：供熱抽抽汽的做功損損失導

8、致的發發電量減少、純純供熱系統運運轉需要的耗耗電量、由于于供熱的存在在導致原機組組輔助系統增增加的用電量量。后兩種都都比較明確，能能夠準確計量量；關鍵是供供熱導致的發發電量減少及及其影響因素素才是熱經濟濟性分析的重重點。作功效率法是一一種先進的節節能理論，在在對電廠熱力力系統做定量量分析方面，該該理論比等效效熱降法的應應用更加簡捷捷、方便。作作功效率法所所提及的各能能級效率只與與機組的初參參數、終參數數、抽汽參數數及熱力系統統結構有關，與與抽出蒸汽的的數量和抽汽汽的用途無關關。就是說，抽抽汽是用于回回熱加熱還是是用于對外供供熱，抑或用用作其他任何何用途，將不不影響機組的的各能級效率率。所以，供

9、供熱機組的分分析計算方法法和公式與純純凝機組一樣樣。2.1 作功效效率法簡介作功效率法將“回路做功能能力原理”、“熱功轉換網網絡”和“焓向量”視為構成熱熱力系統及其其與外界作用用的完整的描描述手段，正正是由于這種種全新的描述述，使得做功功效率法不出出現“質量”量綱，也不不出現“等效熱降”的概念，對對于工質進出出熱力系統的的狀態（蒸汽汽、熱力或純純熱量）不必必進行分類處處理；同時，熱熱力系統的網網絡化使得各各種能量損失失都是對這個個網絡的作用用，每種作用用都處于同等等的地位，處處理它們的方方法也完全相相同1。“回路做功能力力原理”指出單位熱熱量在熱力系系統中某一確確定位置的做做功能力是一一個定值

10、，由由其所攜帶的的能量和在熱熱力系統中的的作用位置決決定，與工質質具體通過哪哪一條路徑實實現做功無關關。“熱功轉換網絡絡”將熱力系統統看做由若干干個能級組成成，若熱力系系統有n級非非調節抽汽，稱稱回熱系統有有n個能級；鍋爐、和凝凝汽器也各是是一個能級，這這樣，熱力系系統共有n+2個能級。在在每個能級內內，做功效率率是常數，熱熱量是可以直直接相加減的的；不同的能能級之間，熱熱量是不能直直接相加減的的。熱力系統統中能級按做做功能力從高高到低依次編編號為0，11，2，n，n+1。鍋爐為為第0能級，凝凝汽器為第nn+1能級。引引入做功效率率向量表示各各個能級效率率：“焓向量”是用用來描述熱力力系統中熱

11、量量的一種有效效的方法，根根據熱力學第第一、二定律律，熱量對熱熱力系統的作作用不僅與熱熱量的數量有有關，而且與與熱量加入熱熱力系統的位位置有關。這這樣，當我們們要表示熱量量對熱力系統統的作用時，既既要指出其數數量，又要指指出其在熱力力系統中的分分布情況，這這時，熱量（或或工質焓）用用向量來描述述比較方便，稱稱為“焓向量”。焓向量是是出發自凝汽汽器水側焓，終終至于外部作作用對熱力系系統做功網絡絡作用點的向向量，用向量量的分量來形形象表示各加加熱器的位置置，用向量各各分量的數值值（向量在熱熱力系統中各各個能級上的的投影）來表表示工質在各各加熱器中熱熱量的增減。2.2 供熱抽抽汽的作功損損失對外供熱

12、的的方方案很多，但但就其基本實實質而言，可可歸結為兩種種方式，一種種是供熱蒸汽汽的凝結水全全部回收（即即供熱回水率率等于1）；另一種是供供熱蒸汽的凝凝結水部分回回收（即供熱熱回水率小于于1）。2.2.1 供供熱回水率等等于1時供熱熱引起的作功功損失圖1是水網采暖暖系統，供熱熱抽汽進入熱熱網循環水加加熱器放熱凝凝結，其凝結結水全部回收收并從第j+1級低壓加加熱器出口返返回熱力系統統。hcnjj+1ij+1圖1 水網采暖系統icn熱用戶單位對外供熱抽抽汽離開熱力力系統時所攜攜帶的作功能能力為：（kkj/kg）hcnjj+1ij+1圖1 水網采暖系統icn熱用戶單位供熱回水返返回系統時所所攜帶的作功

13、功能力為：式中表示供熱回回水焓；表示第j+11級低壓加熱熱器出口水焓焓；表示第j能級級的作功效率率；表示凝結水在在任意加熱器器中的焓升；表示任意能級級的作功效率率；max表表示最后加熱熱器級數。單位供熱抽汽的的實際作功能能力損失顯然然等于熱抽汽汽離開熱力系系統時所攜帶帶的作功能力力與返回熱力力系統時所攜攜帶的作功能能力的差值。即即 供熱抽汽總總的實際作功功能力損失： （1）當供熱凝結水回回水焓小于jj+1級加熱熱器出口水焓焓值時（回水水溫度小于加加熱器出口水水溫度），式式（1）中為為負值，導致致供熱抽汽的的實際作功能能力損失增加加，引起機組組出力降低，發發電量減少；解決方法，一一是在供熱改改造

14、過程中，事事先核算回水水溫度，與各各級加熱器出出口水溫進行行比較，以便便正確的選擇擇回水接入點點；另外，也也不可因為保保證回水溫度度大于加熱器器出口水溫，便便選擇更低級級的加熱器，雖雖然此時能夠夠避免負值的的出現，但也也相應變小，一一樣會導致作作功能力損失失增加；二是是運行中注意意加強調整，避避免回水溫度度過低。2.2.2 供供熱回水率小小于1時供熱熱引起的作功功損失圖2是汽網采暖暖系統，供熱熱抽汽直接供供給熱用戶，其其凝結水只能能部分回收，為為了補充供熱熱凝結水損失失，化學補水水與生產回水水一同進入低低壓除氧器中中除氧，然后后從第j+11級低壓加熱熱器出口返回回熱力系統。按低壓除氧器熱熱平衡

15、計算低低壓除氧器的的耗汽量為： 式中、分別表表示供熱抽汽汽量、除氧耗耗汽量、補水水量，其中補補水量等于供供熱抽汽量與與回水量的差差值；、分別表示供供熱抽汽焓、補補水焓、除氧氧用汽焓、除除氧器出口水水焓。單位對外供熱抽抽汽離開熱力力系統時所攜攜帶的作功能能力為：（kj/kkg），式中中表示供熱抽抽汽焓。單位除氧器耗用用蒸汽離開熱熱力系統時所所攜帶的作功功能力為：（kj/kkg）單位供熱抽汽、化化學補水以及及低壓除氧器器加熱蒸汽的的凝結水返回回熱力系統時時所攜帶的作作功能力是相相同的，皆為為： 因此，由由供熱引起的的作功能力損損失為：idisghsgjj+1ij+1圖2 汽網采暖系統ibsidis

16、ghsgjj+1ij+1圖2 汽網采暖系統ibshd熱用戶當除氧器出口水水焓小于j+1級加熱器器出口水焓值值時（除氧器器出水溫度小小于加熱器出出口水溫度），式式（2）中為為負值，導致致供熱抽汽的的實際作功能能力損失增加加，引起機組組出力降低，發發電量減少（解解決方法與22.2.1中中的相同）；另外，通過比比較式（1）與與式（2）可可以看出式（22）比式（11）多增加做做功能力損失失項為，該項是由補水水除氧引起的的，因此在運運行中消除設設備泄漏，減減少補水是提提高機組做功功能力的有效效途徑；同時時，降低除氧氧用汽的參數數也可減少做做功能力損失失。hcn56i6圖3 供熱改造簡圖系統icihcn5

17、6i6圖3 供熱改造簡圖系統icidibshd熱用戶鄒縣發電廠所實實施的1、22機組供熱改改造簡圖如圖圖3所示，是是在機組原運運行系統上，從汽輪機中壓缸至低壓缸導汽管上接出抽汽管道至熱網首站，對熱網循環水進行加熱，廠外熱網循環水管延伸至城市供熱系統。供熱抽汽凝結水全部回至熱力系統，但廠外熱網循環存在補水量130t/h，該部分補水需要熱力除氧。與前面兩種供熱熱方式不同的的是，雖然供供熱抽汽凝結結水全部回至至熱力系統，但但廠外熱網需需要補水，補補水除氧用汽汽采用部分供供熱抽汽。因因為除氧用汽汽取自供熱抽抽汽，在對外外供熱量不變變的情況下，供供熱抽汽量與與沒有補水時時是一致的，為為325t/h；除氧

18、用用汽凝結水在在實際情況中中做為補水的的一部分進入入廠外熱網，熱熱力系統需要要從凝汽器增增加部分補水水，這將會引引起系統各能能級的效率變變化，但變化化甚微，可忽忽略不計；為為了更加貼近近前面兩種供供熱方式，可可以假設低壓壓除氧器的一一部分出水補補入熱力系統統，如圖3中中虛線部分所所示，這樣假假設使得供熱熱改造的熱力力分析適合于于回水全部利利用的供熱方方式，使分析析更為簡便。鄒縣1、2機機組熱力系統統共九個能級級（鍋爐、三三級高加、一一級除氧器、四四級低加）。熱力系統各能級級效率為： 供熱抽抽汽焓為2938.77kj/kgg，汽輪機低低壓缸排汽焓焓為24077.9kj/kg。第六級低壓加熱熱器出口凝結結水焓值（供熱回水水之前）為568.6kj/kg，供熱抽汽凝凝結水回水焓焓為569.88 kj/kkg。第七、八級低壓壓加熱器出口口凝結水焓值值分別為2998.6kjj/kg、1181.7kkj/kg，凝凝汽器熱井水水焓值為1440kj/kkg，因此第第六、七、八八級低壓加熱熱器中凝結水水的焓升分別別為270.7 kj/kg、1116.9 kkj/kg、441.7 kkj/kg。根據式（1），供熱時總的做工能力損失：=1496111126 （kj/h）取機組機電效率率為99%，則供供熱導致機組組每小時做功功能力損失相相當于少發電電量為：149611112699%3600=411433