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浅谈国产300mw机组水汽系统的布置及运行 1 利用机理分析在锅炉热利用分析中的应用,并将其作为一个重要的分析分 电动汽车是汽油发动厂的主要能耗设备。对线路的节能分析非常重要。目前,热平衡方法被广泛应用于电站锅炉,它从能量的数量方面分析能量的利用情况。随着科学技术的发展,一种更准确揭示锅炉热利用的方法——火用分析法开始应用于电站锅炉,它从能量的“量”和“质”两个方面分析能量的利用情况。然而,目前火用分析法在应用上仅是将锅炉按照黑箱原理进行火用分析,计算整个锅炉的火用损失,而对锅炉内部各设备的火用损失计算以及火用经济学分析还很少。 锅炉汽水系统是锅炉的重要组成部分,其结构布置及运行状态直接影响整个机组的经济性和安全性。对锅炉汽水系统进行火用分析,可以更完善、更具体地衡量锅炉汽水系统的热力学完善程度,准确地揭示系统中损失最大的环节或过程,为节约能源提供目标及对策。 2 分析包式汽油公司系统的火灾类型 2.1 火用平衡原理 在能量传递过程中,过程物系的火用减少量恒等于过程物系的火用增加量,这就是关于过程进行的火用平衡原理。对于一个热力系统的火用平衡可用下面的方程式表达: 输入系统的火用=输出系统的火用+火用损失+系统火用的变化(对于稳定流动系统,系统火用的变化为0) 该方程是建立火用平衡测试及分析模型的基础。 2.2 火用平衡分析结论模型 在对热力系统进行火用分析时,一般采用单元法。首先,将系统划分成若干个子系统,然后,对所划分的单元逐一进行火用平衡分析,计算各个子系统的设备性能指标,最后,通过图形或表格形式展示分析结果,得出结论。 2.2.1 锅炉内部汽水处理点 本文以WGZ670/13.7-7型锅炉为例,对其汽水系统进行了单元划分,划分边界经过以下几个关键点:(1)锅炉内部汽水设备的主给水、主蒸汽、再热蒸汽的进出口点;(2)锅炉内部汽水设备的辅助汽水进出口点;(3)锅炉内部汽水设备烟气侧的进出口点;(4)将喷水减温器划归为喷水后的下一级控制体中;(5)将炉膛内部的水冷壁、汽包(汽水分离器)划归为一级控制体中;(6)将热交换器、储水箱、下级省煤器划归为一级控制体中;(7)将上级省煤器和混合器划归为一级控制体中。 2.2.2 个级控制体的确定 为便于汽水系统的火用分析,笔者通过对大量现行电站汽包锅炉汽水系统的研究,建立了汽水单元火用分析通用模型(如图2所示),它是汽包锅炉各汽水单元火用平衡方程导出的前提和关键。 若有n个级控制体,对于第i个级控制体,设: (1) 进入控制体的主给水、主蒸汽、再热蒸汽量为miva; (2) 进入控制体的主给水、主蒸汽、再热蒸汽的比火用为eiva; (3) 进入控制体的辅助汽水量为mivaj; (4) 进入控制体的辅助汽水的比火用为eivaj; (5) 随烟气传入控制体的热流火用为EivaQ; (6) 第i个级控制体火用损为Ii。 式中:下标i——表示沿汽水流动方向级控制体的编号(i=1,2,3…); 下标va——表征蒸汽类别,当主蒸汽流经设备时,va=s,再热蒸汽流经设备时,va=z; 下标j——为进入到控制体的辅助汽水的编号。 (1) 加平衡方程 参照图2建立的汽水单元火用分析通用模型,第i个级控制体的火用平衡方程: mivaeiva+mivajeivaj+EivaQ =m(i+1)vae(i+1)va+m(i+1)vaje(i+1)vaj+Ii(1) (2) 内部火用损失计算 根据第i个级控制体的火用平衡方程可得,该汽水单元的内部火用损失为: Ii=mivaeiva+mivajeivaj+EivaQ- m(i+1)vae(i+1)va-m(i+1)vaje(i+1)vaj(2) (3) vaei+1vaje-mivaiiivaviq3 按目的火用效率的定义,第i个级控制体汽水单元的目的火用效率ηp为: ηp=m(i+1)vae(i+1)va+m(i+1)vaje(i+1)vaj-mivaeiva-mivajeivajEivaQ(3)ηp=m(i+1)vae(i+1)va+m(i+1)vaje(i+1)vaj?mivaeiva?mivajeivajEivaQ(3) (4) 系统消耗的火用的比值 第i个级控制体汽水单元的火用损系数是该汽水单元的火用损与整个锅炉汽水系统消耗的火用的比值,即: λi=Ιivamcec+maeaλi=Iivamcec+maea(4) 式中:mc、ma——分别为输入到系统的煤和空气的质量流量; ec、ea——分别为输入到系统的煤和空气的比火用。 (5) 蒸汽单元火用损率 为将汽—汽热交换器的火用损分别与主蒸汽系统的火用损和再热系统的火用损进行比较,需分别求出主蒸汽系统(再热蒸汽系统)各个级控制体的火用损率。 ΔΙiva=Ιiva∑Ιiva(5) 式中:Iiva——主蒸汽(再