600MW火电机组单耗分布及敏感分析研究

摘 要： 在电力需求的推动下，我国的电力发电技术取得了突飞猛进的技术进步和发展。越来越多的大容量的发电机组投入使用，我国已经确定了大力建设“节约型社会”的目标。这对火力发电企业节能降耗的工作提出了更高的要求。而对火力发电系统进行详细的热经济性分析是节能优化的前提条件。目前600MW的火电机组在我国火力发电领域的应用非常的广泛，对于600MW火力发电机组的单耗分布及敏感度进行了分析，对于单耗理论进行了介绍，对于蒸汽温度变化、再热器温度变化、汽轮机背压和机组效率变化时单耗敏感度进行了定性的研究，对于600MW火力发电机组的节约型发电运作具有十分重要的意义。

关键词：600MW火电机组 单耗分析 敏感度分析 效率

中图分类号：TM611 文献标识码：A 文章编号：1003-9082（2015）10-0259-01

一、引言

在我国电力技术的不断发展的过程中，电厂发电的热经济学一直是研究的热点问题。目前较小型的火电机组已经越来越少，在我国的火力发电领域，300MW的火电机组目前仍然是火力发电的主力，但是600MW的火电临界机组或者是超临界机组或者是超超临界机组也已经开始在火力发电中应用开来。过去对于小型的火电机组的研究理论和相关的经验很难生搬硬套到目前的设备上来，目前所使用的或者是即将全面推广的600MW的火电机组已经不能够依靠先前的理论来解决问题了。目前600MW以上的火电机组的应用十分的广泛所以应当将热效率的研究集中到该领域中来或者是该型的设备上来。随着我国经济的飞速发展和人们物质生活水平的不断的提高。居民日常的生活用电及轻工业的用电逐步占据了主要的耗电项，而重工业的用电量在逐渐的减少。为了解决这个问题越来越多的600MW以上的火电机组开始在实践中应用开来，并且在很大程度上满足了人们的用电的需求。

二、单耗分析

在单耗相关理论当中单耗主要来源于两个部分：一种是生产单位的产品所产生的对于燃料的消耗；另外一种则指的是对于成本的消耗。所以单耗可以分为成本单耗和燃料单耗两种，单耗的理论分析部分一般包括对于成本的单耗的分析和对于燃料的单耗的分析。本文所研究的单耗主要是燃料的单耗，没有涉及生产单位的电能所耗费的成本。产品的单耗可以分为最低的单耗和附加的单耗两个主要的组成部分。理论下的最低的单耗是可逆的，没有附加单耗的系统是理想化的系统，是生产单位产品的情况下理论下的最低消耗资源的数量。也就是生产单位的产品所需要的火用值和单位产品内所所富含产品火用值之间的比值。在给定一定的物质种类时在其本身的状态和周围的环境呈现不平衡的状况下才会出现火用值，其值得计算是从该物质的状态出发到达和周围环境平衡时的状态所耗费的能量值。

三、敏感度分析

1.蒸汽温度变化时的单耗敏感度分析

主蒸汽温度的变化会在很大程度上改变系统的焙降，会造成系统膨胀变化的过程。在主蒸汽温度下降的过程中蒸汽的焙值就会下降，相应的比容值也会出现一定程度的下降，蒸汽流量增加的过程中蒸汽流量就会增加。如果蒸汽温度增加的就会导致蒸汽流量的减小。主蒸汽温度的升高会使得各个环节的蒸汽管道、过热器以及再热器等环节的温度升高。温度过高的时候会使得塑料的形变变大就会影响到整个系统的安全。出现主蒸汽温度下降的时候最为主要的就是蒸汽温度的下降速度会影响到系统的安全性。如果温度下降过快会对系统的各个环节造成很大强度的冲击。主蒸汽温度的变化会在很大程度上使得蒸汽的流量发生变化，使得各个机组的蒸汽的流量发生变化。通过下式可以确定蒸汽的流量的值：

一般情况下600MW的亚临界机组的蒸汽的温度在5380摄氏度。主蒸汽温度出现一定范围内的波动属于正常情况。我国制定了相应的发电机组的主蒸汽压力的相关的规定，主蒸汽的温度在5摄氏度的范围内波动都是正常的合理的。在这个范围内波动的时候单耗的敏感性是不变的。根据蒸汽压力的相应的变化就可以计算出相应的敏感度。

2.蒸汽压力变化时单耗敏感度分析

比容的变化直接会受到主蒸汽温度的影响，蒸汽的流量也会发生相应的变化，系统的理想的状态也会被相应的打破。如果主蒸汽压力继续减小的话，那么蒸汽的焙值就会略微的有所上升，比容值就会相应的减小，排气的湿度减小进而使得蒸汽的流量增大。如果主蒸汽压力的值减小的话那么整个系统的理想状态也会被打破，然后蒸汽的流量会相应的减小。

从安全的方面来考虑的话，主蒸汽压力的增大的后果就是蒸汽流量的大幅度增加，相应的叶片受到的力也会增大，所以这回对已经处于很高压力状态下的叶片带来很大的危险。蒸汽压力的增大也会使得轴向的推力增大，会严重的影响到系统的安全性。在主蒸汽压力减小的情况下一般不会造成危险，随着压力的减小叶片上所受到的力以及轴向的力都会产生一定程度的减小。但是在蒸汽压力值未减小的情况下而输出的功率保持不变会使得蒸汽的流量进一步的增大。所以要在系统运行的过程监测各个环节都承受的压力是否超出了允许值的范围。蒸汽压力减小的话功率就会相应的减小。通过设定初始的蒸汽的流量，通过下述公式就能够得到初始的蒸汽压力的值。

600MW由于本身的材料的原因，其汽轮机所能够承受的压力值也是有一定阈值的。在工作的过程中主蒸汽压力的值不能够超过蒸汽轮机额定的压力值。只允许出现偶尔的超过额定值105%，但是不能够超过额定值的10%。所以在使用的过程中要将蒸汽轮机中的压力值控制在110%以内。在该范围内就可以根据主蒸汽压力的变化来获取单耗的敏感度。

3.再热蒸汽温度变化时单耗敏感度分析

在蒸汽的流量固定的情况下如果中坚的再热器加热的话，就会增加高压缸相应的负荷，就会增加中压缸和低压缸相应的理想性，但是末级的压力值没有发生变化，这样就会出现末级负荷过高的情况。如果再热器的蒸汽温度值继续下降的话，那么高压部分的理想状态就会发生变化，再热器的温度值就会降低，高压缸的末级就会出现较高的负荷，中压和低压部分就会产生相应的变化，使得最终轴向的压力产生相应的变化。所以蒸汽温度的变化对于蒸汽机组会有相当大的影响。并且在计算的过程中还要考虑到工况的变化。要将再热器的温度控制在额定温度的加减50度的范围内。在这种情况下就可以根据温度的变化来计算相应的单耗敏感度的值。

4.汽轮机背压变化时单耗敏感度分析

如果将蒸汽设备的运作的条件进行变化的话，比如冷却水或者是循环的效率等，都会对汽轮机的背压产生一定的影响，从而会使得整个机组产生一定程度的影响。当汽轮机的背压升高之后整个系统的理想状态就会被打破，使得排气量增大。在汽轮机的背压减小的情况下，汽轮机减小的量会受到相应的温度的限制，就会使得排气量减小。背压增大的话会使得末级的蒸汽的流量增大，这样会使得蒸汽的压力值以及蒸汽的温度值都发生相应的变大和升高。得出的蒸汽流量的值可以通过以下的公式来进行确定：

将背压值设定在3-101KPA之间。然后根据背压变化的量就可以相应的计算出汽轮机背压变化时的单耗敏感度。

四、结语

和其他的热效率分析的方式相对比的话该方式所获得的单耗的分布及敏感度更加的准确。在计算的过程中不仅考虑到了工况的变化，而且考虑到了工况变化之间的关系。能够获得系统的和各个系统各个组成环节的单耗敏感度。这对于设备操作人员了解设备参数变化对于系统热效率的影响具有十分重要的作用。通过研究也了解到单耗的变化和负荷之间的对应的关系。为了使得系统工作在安全的。一定负荷下必须要设定一定的参数的范围，在该范围内通过单耗敏度来对相应的单耗的分布进行计算，这对于火电厂提升热效率具有很重要的现实意义。

参考文献

[1]郭民臣，刘强，叶江明，陈爱萍.定功率下加热器端差对机组热经济性的影响[J]. 中国电机工程学报. 2008（23）

[2]刘振刚，李太兴，王俊有，翟津.凝汽机组主蒸汽参数耗差分析方法的研究及其应用[J]. 热力透平. 2008（01）

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