摘要：火力發(fā)電廠熱力系統(tǒng)工質(zhì)外漏發(fā)生在熱力系統(tǒng)內(nèi)部，通過計算機(jī)組除氧器內(nèi)漏對熱經(jīng)濟(jì)的影響，探討了問題產(chǎn)生的原因，并提出改進(jìn)的方法。
　　關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠；除氧器；內(nèi)漏；熱經(jīng)濟(jì)性
　　
　　前言
　　發(fā)電廠熱力系統(tǒng)工質(zhì)外漏，使機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性下降、煤耗上升，造成了大量的能源浪費.我國火力發(fā)電廠有大量的疏放水管道，由于閥門不嚴(yán)密或其他原因，工質(zhì)內(nèi)漏現(xiàn)象普遍存在.通過對部分電廠調(diào)研，總結(jié)出機(jī)組管道熱力系統(tǒng)內(nèi)漏損失主要集中在汽輪機(jī)高低壓旁路系統(tǒng)、高低壓加熱器給水旁路管路、加熱器危急疏水及放水門、除氧器水箱放水閥和汽輪機(jī)本體各疏水管閥等處。本文以電廠300MW機(jī)組除氧器為例，探討了其熱力系統(tǒng)內(nèi)漏原因并作熱經(jīng)濟(jì)性計算。
　　1除氧器熱力系統(tǒng)及內(nèi)漏原因分析
　　1.1除氧器熱力系統(tǒng)
　　除氧器在電廠熱力系統(tǒng)中承擔(dān)除氧任務(wù)，以防止設(shè)備腐蝕。同時，它又是回?zé)嵯到y(tǒng)中的混合式加熱器之一，并作為凝結(jié)水泵和給水泵之間的緩沖和貯水裝置，以匯集高壓加熱器疏水等.在除氧器加熱蒸汽系統(tǒng)中，加熱蒸汽應(yīng)接入除氧器本體的下部或中部，所有被加熱的水應(yīng)引入本體的頂部，流進(jìn)配水槽或噴嘴中。除氧水箱設(shè)有放水管和溢水裝置，放水管從水箱的最低點引出并通向疏水箱，在發(fā)生事故或停機(jī)檢修時，將除氧水箱中的水從放水管放掉。在運行過程中，當(dāng)水位達(dá)到最高水位(溢水位)時，電接點水位計上相應(yīng)的接點發(fā)出電信號控制電動閘閥開啟，把溢水排入疏水箱，從而防止水位過高。
　　1.2除氧器內(nèi)漏原因分析
　　隨著機(jī)組自動化程度的提高，閥門采用電動控制逐漸普及，如除氧器底部放水閥、除氧器至凝汽器放水閥或機(jī)組事故放水閥多為電動閥門。由于該類閥門關(guān)閉緊力不足，造成嚴(yán)密性相對下降，且閥門前后壓差較大，在高溫高壓工質(zhì)的沖刷下，閥芯易受磨損，由此引起系統(tǒng)工質(zhì)內(nèi)漏。另外，這種閥門流動背壓很低，大多處于臨界狀態(tài)，會損失大量的有用能。
　　機(jī)組在運行中會出現(xiàn)補(bǔ)給水閥開度過大、凝汽器管束循環(huán)冷卻水泄露、給水泵故障跳閘，或鍋爐給水系統(tǒng)閥門誤關(guān)、水位自動調(diào)節(jié)閥失靈、機(jī)組負(fù)荷突然降低、除氧器自生沸騰等情況，這些情況都可能導(dǎo)致除氧器的高水位報警。水位過高時，除氧器會自動開啟溢流電動閥和放水電動閥，引起大量跑水，造成大量高品質(zhì)工質(zhì)的內(nèi)漏。若溢流不及，還會造成除氧器振動，抽汽管道沖擊甚至汽輪機(jī)水沖擊。
　　從整個熱力系統(tǒng)的內(nèi)漏情況看，閥門內(nèi)漏對機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的影響最為明顯，因此包括除氧器在內(nèi)的全廠內(nèi)漏整改措施也必須要圍繞著閥門內(nèi)漏來治理。應(yīng)從運行，檢修，系統(tǒng)優(yōu)化，設(shè)備選型等多個方面著手。除了減少非正常的泄漏外，對正常運行中必須泄漏的流量采取合理控制，減少泄漏流量，并盡可能地回收利用工質(zhì)，達(dá)到提升機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的目的。
　　2除氧器內(nèi)漏熱經(jīng)濟(jì)性計算
　　除氧器內(nèi)漏屬于純熱量系統(tǒng)問題，除氧器中熱水漏至疏水?dāng)U容器后進(jìn)入凝汽器，由于這部分工質(zhì)是經(jīng)過各個低壓加熱器加熱后送向除氧器的，吸收了系統(tǒng)的熱量，卻沒有參加作功，而僅是從凝汽器到低加、除氧器、再返回到凝汽器作循環(huán)，無疑使整個系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性受到影響。其直接表現(xiàn)為主凝結(jié)水流量較設(shè)計值偏大，因而各低加的抽汽量相應(yīng)增加，中、低壓缸的功率相應(yīng)減少，影響整個機(jī)組熱耗率和功率。
　　如何解決除氧器內(nèi)漏問題，筆者考慮以補(bǔ)充水形式進(jìn)入凝汽器，進(jìn)行熱經(jīng)濟(jì)性計算，其工質(zhì)泄漏部分為管道熱損失，因此運用考慮管道熱效率的等效熱降法對除氧器內(nèi)漏進(jìn)行定量分析。
　　2.1考慮管道熱效率的等效熱降法分析
　　管道熱效率反平衡算法詳見中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T606.3-2006的火力發(fā)電廠能量平衡導(dǎo)則第3部分熱平衡。
　　（1）
　　式中：——管道熱效率，%；
　　——單元機(jī)組管道熱損失，kJ/kg；
　　——鍋爐熱負(fù)荷，kJ/kg.
　　本文僅分析工質(zhì)內(nèi)漏對機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性影響，故只需計算帶熱量工質(zhì)泄漏熱損失
　　(2)
　　式中：Dl——帶熱量工質(zhì)泄漏量，kJ/kg；
　　hl——帶熱量工質(zhì)焓，kJ/kg；
　　hma——化學(xué)補(bǔ)水焓，kJ/kg.
　　根據(jù)等效熱降法原理，除氧器內(nèi)漏影響1kg新蒸汽等效熱降值ΔH0為
　　（3）
　　式中：——內(nèi)漏工質(zhì)份額；
　　τr——1kg工質(zhì)在r級加熱器中焓升，kJ/kg；
　　ηr———r級加熱器抽汽效率；
　　r——加熱器的級數(shù).
　　因此，絕對內(nèi)效率ηi為
　　（4）
　　式中：H0——1kg新蒸汽等效熱降，kJ/kg；
　　Q0———機(jī)組循環(huán)吸熱量，kJ/kg；
　　ΔQ0——機(jī)組循環(huán)吸熱量變化值，kJ/kg.
　　2.2機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性變化計算
　　在分析火力發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性時，一般情況下，忽略鍋爐效率ηb，汽輪機(jī)機(jī)械效率ηm，以及發(fā)電機(jī)效率ηg變化.但分析除氧器內(nèi)漏問題時，需同時計入ηp和ηi的變化才能得出合理的結(jié)論.考慮管道熱效率后，全廠熱經(jīng)濟(jì)性變化δηcp算法為
　　（5）
　　原等效熱降算法對火電廠熱力系統(tǒng)進(jìn)行熱力分析具有方便、快捷的優(yōu)點，但其計算中忽略了熱力系統(tǒng)局部變化所引起的管道熱效率變化，將管道熱效率以某一固定經(jīng)驗值帶入計算具有不合理性.而由式(1)至式(5)可知，考慮管道熱效率的等效熱降算法彌補(bǔ)了這一不足。
　　3算例及其分析
　　本文以N300216.7/538/538單軸、雙缸雙排汽、一次中間再熱凝汽式機(jī)組為例，應(yīng)用上述公式，對該型機(jī)組除氧器內(nèi)漏進(jìn)行熱經(jīng)濟(jì)性的定量計算和定性分析。
　　當(dāng)除氧器水測內(nèi)漏為1.0t/h時，全廠每年將因此增加0.03g/kWh的發(fā)電煤耗和近3萬元的發(fā)電成本；若內(nèi)漏量達(dá)到14t/h，發(fā)電煤耗上升0.46g/kWh，年增加機(jī)組燃料費用近50萬元。
　　圖1為ηp，ηi，ηcp隨DXL的變化趨勢示意圖.圖2為H0，Q0隨DXL的變化趨勢示意圖。
　　文中計算部分采用的是考慮發(fā)電廠管道熱效率的等效熱降法，無論從定量計算還是定性分析方面考慮，都與傳統(tǒng)熱量法計算結(jié)果相同，并與熱力發(fā)電廠原理一致。
　　由圖1和圖2可知，隨著除氧器內(nèi)漏量的增加，新蒸汽等效熱降的降低慢于系統(tǒng)循環(huán)吸熱量的減少。因此，雖然管道熱損失增加，機(jī)組絕對內(nèi)效率呈現(xiàn)增長狀態(tài)，但綜合考慮管道熱效率的影響，全廠效率仍然是下降的，不利于機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。
　　除了除氧器內(nèi)漏之外，熱力系統(tǒng)還存在大量的疏放水管閥.查找全廠熱力系統(tǒng)內(nèi)部泄漏，需編

                            
　                                            　圖1ηp，，ηcp隨的變化趨勢示意                               圖2H0，Q0隨的變化趨勢示意
　　制相應(yīng)的疏放水閥門清單，然后照單進(jìn)行隔離操作.可利用紅外點溫計測定閥門前后管道的溫度來排除內(nèi)部泄漏，如閥門前后溫差大，或閥門后溫度較接近室溫的，則可判定無工質(zhì)內(nèi)漏.對高壓閥門而言，若內(nèi)漏剛發(fā)生，可采取手動壓緊的方法消除內(nèi)漏，但若內(nèi)漏時間超過30min，閥體受高壓流體沖刷磨損會非常嚴(yán)重，只有解體才能消除其內(nèi)漏缺陷。
　　電廠熱力系統(tǒng)中部分閥門，如高低壓旁路閥、高加旁路閥、加熱器疏放水閥等，若發(fā)生內(nèi)漏將對
　　機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生很大的影響，需重點關(guān)注.在閥門后加裝測溫裝置并引入DCS系統(tǒng)，可使運行人員能在第一時間發(fā)現(xiàn)閥門內(nèi)漏，并為準(zhǔn)確判斷內(nèi)漏量的大小提供科學(xué)依據(jù)。
　　4結(jié)論
　　(1)火力發(fā)電廠除氧器熱力系統(tǒng)內(nèi)漏，既威脅機(jī)組的安全運行，還會產(chǎn)生輔機(jī)電耗升高等不良現(xiàn)象，使機(jī)組作功能力下降，熱效率降低，在經(jīng)濟(jì)上給發(fā)電企業(yè)造成重大損失，需引起足夠的重視。透徹理解除氧器內(nèi)漏原因，對機(jī)組安全經(jīng)濟(jì)運行和延長機(jī)組的壽命具有十分重要的意義。
　　(2)運用考慮管道熱效率的等效熱降法準(zhǔn)確計算出除氧器工質(zhì)內(nèi)漏所造成的管道熱經(jīng)濟(jì)損失，計算結(jié)果表明，當(dāng)除氧器內(nèi)漏至凝汽器1t/h，機(jī)組發(fā)電煤耗增加0.03g/kWh時，計算結(jié)果與傳統(tǒng)熱量法完全一致，并彌補(bǔ)了原等效熱降法的不足。
　　(3)我國對發(fā)電機(jī)組內(nèi)部泄漏的研究不夠，應(yīng)選擇試點機(jī)組進(jìn)行熱力系統(tǒng)嚴(yán)密性試驗，確定各處內(nèi)部泄漏對機(jī)組熱耗率的影響。這項工作新增設(shè)備投資少、獲益大，對我國電力工業(yè)節(jié)能減排有很大幫助，應(yīng)立題進(jìn)行專項研究。