国产与引进型300 MW机组热力系统热经济性分析

电力18讯：    摘要：文章对国产和引进300 MW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300 MW机组热力系统的设计及运行提供参考。
关键词：300 MW机组；热力系统；热经济性；定量分析
Abstract：This paper discusses the differences between thermalsystems of domestic andimported 300 MWunits，and evaluatesthe heat economy ofthesetwo kinds of power generation units．Based on this，using partial quantitative analysis method，theeffects of drainage pumps，drainage coolers and steamcoolers onthe economic features of both kinds of units are calculated andanalyzed．This can be a reference to the design and operation ofboth domestic and imported 300 MW units．
Keywords：300 MW units；thermal system；heat economy；quantitative analysis
　　300 MW火力发电机组是国内电站的主力机组，目前我国300 MW机组有国产和引进两类，而国产300 MW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300 MW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300 MW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0．005 46 MPa，引进机组只有0．004 9MPa。
　　





    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6．61 g／（k W・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300 MW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／（k W・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3．937 kJ／（k W・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130 k W，减少这部分厂用电相当于减少机组热耗率3．91 kJ／（k W・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