除氧器和给水加热器的对比-分析

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1、第22卷第6期哈尔滨工程大学学报Vol.22,№.62001年12月JournalofHarbinEngineeringUniversityDec.,2001文章编号:1006-7043(2001)06-0012-04除氧器和给水加热器的对比火用分析庞凤阁,明申金,贾辉,闫素英(哈尔滨工程大学动力与核能工程学院,黑龙江哈尔滨150001)摘要:对热力除氧器和给水加热器进行了对比火用分析,从除氧器与低压给水加热器的火用分析经济指标比较来看,低压给水加热器火用效率较除氧器排汽回收情况及除氧器排汽不回收都要低(63.6>61.0%>53.9

2、%),而火用损系数较除氧器排汽回收和排汽不回收两种情况都要高(0.201%<0.215%<0.260%).所以,除氧器的火用经济指标较给水加热器要好些.得出结论是:在动力装置中除氧器和给水加热器的火用损失系数都不大,除氧器的火用效率略高于给水加热器.从能量利用经济性的观点来看,除氧器可以取代给水加热器.这样不仅可以提高循环的热效率,而且可以增加设备和系统的使用寿命.①关键词:火用分析;除氧器;给水加热器中图分类号:TK223文献标识码:A目前在某些船用蒸汽动力装置中,未设除氧器而设有给水加热器,除氧功能是由冷凝器来兼任的.由于冷凝器运

3、行时参数的波动,除氧效果得不到保障,这造成了整个动力装置的腐蚀严重,从而带来安全性和可靠性上的隐患.若在这些动力装置中采用除氧器而不设给水加热器,则可以很好地解决氧腐蚀带来的问题.本文正是从火用分析的角度来论证用除氧器取代给水加热器的可行性.1物流火用对于一个物流而言,设其热力学参数分别为图1除氧器和给水加热器火用分析模型Fig.1Exergyanalysesmodelofthedeatertor压力p(Pa),温度T(K),比熵s(JPkg·K)、比焓handthefeedwaterheater(JPkg),流量为G(kgPs),流

4、速为u(mPs),单位质量位势gz(JPkg),则由火用的定义得出此物流火用的[1～4]式中Te为环境温度,K.计算式为2u2除氧器和给水加热器对比火用分析Ex=G〔(h-he)-Te(s-se)++gz〕2模型(1)物流的比火用为热力除氧器和管壳式给水加热器火用分析模型[5]ex=ExPG(2)如图1所示.假设除氧器和给水加热器的进水式中:he,se分别为物流与环境处于力平衡和热温度和进汽的热力学参数分别一致.不妨设进水温度为Tw;进汽温度为Ts,比火用为exs.且设环境平衡时所具有的比焓与比熵.许多情况下,动能和势能项很小,可以忽

5、略.温度为Te;而除氧器的进水比火用为exw,出水温度此时物流火用的计算式为为To,比火用为eo,排汽温度为Tc,比火用为exc;给水Ex=G[(h-he)-Te(s-se)](1a)加热器的进水比火用为e′xw,出水温度为T′o,比火用比火用为为e′xo,冷凝水温度为T′sat,比火用为e′xsat.又设除ex=ExPG=(h-hc)-Te(s-se)(2a)氧器的进水流量为Gw,进汽流量为Gs,出水流量①收稿日期:2001-05-28;修订日期:2001-11-19.作者简介:庞凤阁(1945-),男,吉林公主岭人,教授,主要研究

6、方向为核动力装置性能.©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第6期庞凤阁,等:除氧器和给水加热器的对比火用分析·13·为Go,排汽流量为Gc,除氧器本体压力为p,除E′c=G′se′xsat氧器内的火用损失为ΔE;设给水加热器的进水流量对于除氧器,若有排汽回收装置,则Ec并未同样为Gw,而进汽流量为G′s,且进汽完全凝结在除氧这一过程中损失掉.在此种条件下,除氧器成饱和水,汽侧压力为p′s

7、,水侧压力为p′w,给水的火用效率为加热器内的火用损失为ΔE′.Ec+Eoηex=×100%将式(2)应用于除氧器和给水加热器有Ew+Es进汽比火用为设除氧器所在的动力装置的总供给火用为Et,2us则除氧器的火用损系数为exs=(hs-he)-Te(ss-se)++gzs2(Ew+Es)-(Ec+Eo)Δηex=×100%除氧器进水比火用为Et2uw又若除氧器的排汽直接排入环境而浪费掉,exw=(hw-he)-Te(sw-se)++gzw2则除氧器的火用效率为除氧器出水比火用为Eo2ηex=×100%uoEw+Esexo=(ho-he

8、)-Te(so-se)++gzo2相应地,火用损失系数为除氧器的排汽比火用为Ew+Es-Eou2Δηex=×100%cEtexc=(hc-he)-Te(sc-se)++gzc2对船用给水加热器而言,由于凝水直接排入给水加