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核相儀再熱機組熱力循環效果的（de）評價及其算法研究

摘要：該文基於循環複合的概念，針對（duì）末級加（jiā）熱（rè）器疏水排入凝汽器造成的附（fù）加冷源損失的（de）情況，修（xiū）改了傳統回熱作功（gōng）與回熱作（zuò）功比的定義，從而保證了回熱作功比與再熱機組（zǔ）熱效率之間確定的對（duì）應關係（xì）；文（wén）中區別再熱與（yǔ）非再熱機組不同的蒸汽（qì）動力循環特（tè）征，分別提出（chū）了（le）新的回熱作功（gōng）比（bǐ）和汽（qì）機內效率的計算模（mó）型，使回熱作功比成為（wéi）獨立衡（héng）量熱力係統回熱效果的一個新的指標；熱力係統中，抽汽壓降、加熱器的端差以（yǐ）及疏水溫度的變大，均造（zào）成抽汽熱量不能充（chōng）分用於本級給水（shuǐ）的加熱，降低了回熱效果，這種（zhǒng）影響可以用回熱作（zuò）功比的變化（huà）來描（miáo）述，算例（lì）表明新模型可以（yǐ）用於（yú）再熱機組熱力係統節能改造（zào）的方案論證，而回熱作功比（bǐ）亦可用來定量評價熱力係統的改造效果。
    關鍵詞：試驗變壓器，大電流發生器，氧（yǎng）化（huà）鋅避（bì）雷（léi）器測試儀，核相儀
1　引言

　　隨著機組（zǔ）容量（liàng）和參數的不斷提高，汽輪機熱力係統的連（lián）接形式日趨複雜。充（chōng）分挖掘汽輪機熱力係統節能潛力日益引起人們的關注。
　　汽輪機熱力係統回熱效果的提高，可以有效地改善再熱機（jī）組的（de）經（jīng）濟性。抽汽過（guò）熱度的利用以及表麵式加熱器疏水熱（rè）量的利用是影（yǐng）響（xiǎng）回熱效果重要因素，這種定（dìng）性（xìng）分析結論已被人（rén）們普遍接受（shòu）。但在現有的經濟指標體係中，回熱效果都間接地用熱效率等熱經濟指標來表示。探討回熱效果的評價指標，尋找回熱效果評價指標與汽輪機熱效率（lǜ）之間（jiān）的關係是本文的主題。

2　回熱作功比與汽機熱效率計算模型

2．1　循（xún）環的複合與熱效率計算
　　圖1是單級回熱（rè）的凝汽機組示意圖（對（duì）多級回熱的凝汽（qì）機（jī）組亦可等價為單級回熱（rè）的（de）情形［1，2］）。
    對圖1（a），加（jiā）熱器無（wú）疏水排向凝汽器。則：
    回熱汽流作（zuò）功為

Wr＝ar·（h0－hr）　（kJ／kg）（1）
      凝汽（qì）流作功為
Wc＝ac·（h0－hc）　（kJ／kg）（2）
      回熱循環熱耗率為
HRr＝1（3）
    凝汽流循（xún）環熱耗率為

　　對圖1（b），回熱係統有疏水排（pái）向（xiàng）凝汽器，抽汽（qì）熱量中的一部分隨疏水進入凝汽器，並表現為附加冷源損失。這時，回（huí）熱作功比的定義需要修正，以保證回熱汽流熱耗率HRr＝1。

　　本文將該疏水放熱量折算為凝汽流量，並定義扣除該折算凝（níng）汽流量的回熱汽流量為當量回熱（rè）汽（qì）流量，相應的功為當量回熱汽流作功；而實（shí）際凝（níng）汽流量加折（shé）算凝汽流量定義為（wéi）當量（liàng）凝汽流量，相應的功則為當量凝汽流作功（gōng）。則上述式（3）～（7）依然成立。即：
    疏水放熱折算（suàn）凝汽流量為

　　汽機內效率為

2．2　再熱機組汽機的當量回熱作功比與內效（xiào）率計算模型
　　當末級疏水排向熱井、末級加（jiā）熱器配置DP或使用重力自流混（hún）合式（shì）加熱器時，則db＝0。即：
      疏水放熱折算凝汽（qì）流作功為

    回熱汽流熱（rè）耗（hào）率為

3　再熱機組熱力係統節能改造中的回熱（rè）效（xiào）果分析　　

　　汽輪機回（huí）熱係統是由各種類型的加熱器組成的（de），其中主（zhǔ）要（yào）是表（biǎo）麵式加熱器。由於存在傳熱端差和（hé）疏水自流排（pái）放，不僅造成抽汽的熱量未能（néng）充分（fèn）用於本級（jí）給（gěi）（凝）水的加熱，而（ér）且（qiě）因疏水熱量的自流排放，造成高壓抽汽對低壓抽汽的（de）排（pái）擠，降低了回熱效果。需要從使用蒸汽冷卻器（SC）利用抽汽過熱（rè）度和使用疏水冷卻器（DC）或疏（shū）水（shuǐ）泵（DP）利用疏水熱量水等方麵（miàn）著手完善回熱效果。
3．1　國產N125機組原設計係（xì）統（原方案）
　　根據圖2，原設計熱力係統（tǒng）由7級回熱加熱器組成，2隻高加，4隻低加，1隻除氧器。1、2號高加（jiā）和4號低（dī）加（中壓缸**段抽汽）裝有蒸汽冷卻器SC；2號（hào）高加（使用高壓缸排汽）裝有（yǒu）疏水冷卻（què）器DC；6號低加（次末級加熱器）裝有疏水泵DP；7號低加（末級加熱器）疏水排向凝汽器。

　　可見原係統蒸汽過熱度的利用比較完（wán）善；但疏水熱量（liàng）的利（lì）用有待分析。
3．2　疏水泵DP位置的（de）調整（方案1）
　　在低加範圍內使用DP，其節能效果取決於疏水熱量的有效利用。對（duì）於4隻（zhī）低加的情形，通常在居中的2隻低加中比較選（xuǎn）擇，本方案討論（lùn）5號低加裝（zhuāng）置DP的效果。
3．3　末級疏水熱量回收至熱井（方案（àn）2）
　　末級疏水（shuǐ）排向凝（níng）汽器會造成附加冷源損失（shī），本方案討論將疏水排向熱井。
3．4　低壓加熱器（帶DP的加熱器除外）加裝DC，使疏水溫度下降2℃（方案3）
　　本（běn）方案分析在（zài）4、5和（hé）7號低加使用疏水冷（lěng）卻器的效果。
3．5　疏水泵DP前置、末級疏水熱量（liàng）回收、使用疏水冷卻器DC（方案4）
　　本方案在（zài）方案二的基礎上，分析（xī）在（zài）4、6號低（dī）加裝置DC（因5號加熱器使用DP，故不再考慮使（shǐ）用
DC），並將末級疏水排向熱井，考察其效果。
3．6　疏水泵DP原位、末級（jí）疏水熱量回收、使（shǐ）用疏水冷卻器DC（方案5）
　　本方案在（zài）原方案的基礎上，分析在4、5號低加（jiā）裝置DC（因6號加熱器使用（yòng）DP，故不再考（kǎo）慮使用
DC），並將末級疏水排向熱井，考察其效果。
    計算結果（guǒ）見表1～表3。
　　在表（biǎo）2中，循（xún）環吸熱量（liàng）與（yǔ）循環放熱量的差等於循環功，即第（dì）1行與第2行的差等於（yú）第7行，表（biǎo）明熱平衡計（jì）算是正確的；因疏水排向凝汽（qì）器，疏（shū）水放熱折算凝（níng）汽流作功Wd＞0，但當（dāng）量回熱作功比仍與熱效率具有對應的關係，即第（dì）11行（依據當量回熱作功比計算的汽（qì）機內效率）與第3行（反平衡汽機內效率）數值相等，說（shuō）明（míng）當量回熱（rè）作功比的定義及相應的效率模型推導正確。
　　由表3計算結果，當量回熱作功比（bǐ）與汽機內效率存在很好地一（yī）致性對應關係，說明依本文定義修改後（hòu）的當量回熱作功比可以回熱效果作為評價指（zhǐ）標。
　　由表4可見，末級低加疏水熱量（liàng）的利用，低加疏水（shuǐ）冷卻器的使用和疏水泵位置的調整都不同程度地影響（xiǎng）到循環熱經濟（jì）性，這種影響與回熱作功比同方向變化且可（kě）以由回熱（rè）作功比度量（liàng）。


4　結論（lùn）

　　（1）針對再熱機組，修正了回熱汽流作功的定義，提（tí）出當量回熱作功比的計算模型（xíng），算例表明上述概念和模型（xíng）是正確的；
　　（2）根據當量回熱作功比的物理意義及其與汽機熱效率之（zhī）間存在的對應的關係，該指標可以作為回熱（rè）效（xiào）果的定量計算（suàn）指標（biāo）；
　　（3）計算結果表明，充分利用抽汽過（guò）熱度和疏水放熱量，可以（yǐ）提高當量回熱作功（gōng）比（bǐ），改善經濟性（xìng）。

參考文獻：

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