燃气-蒸汽联合循环机组中余热锅炉蒸汽参数的估算方法

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1、上海电力2012年第4期燃气一蒸汽联合循环机组中余热锅炉蒸汽参数的估算方法熊建文，郭晓玲，陈云芬，任自华(中机国能电力工程有限公司，上海200061)摘要：介绍了利用T—Q图估算余热锅炉蒸汽参数的方法，该方法可以直观的反映余热锅炉受热面与燃机排气烟温之间的关系，误差小，适用于设计前期及运行参考。关键词：T—Q图；热端温差；窄点温差；估算方法中图分类号：TK223．27文献标志码：B发生变化。0引言4)给水吸热曲线，它反映了凝结水被加热到燃气一蒸汽联合循环机组的主要设备有燃气锅筒压力下饱和水温度的吸热量，它的受热面有轮机、余热锅炉和蒸汽轮机，机组在燃机内做功给

2、水加热器、除氧器及省煤器。利用一p图需要后排出的烟气一般在500℃一600℃左右，通过余了解余热锅炉运行中的一些重要参数，这些参数热锅炉回收燃气轮机排气中的余热，再利用余热在估算方法中非常有用。产生蒸汽推动蒸汽轮机发电，可以大大提高机组的出力和效率。在机组的设计和运行时需要对余热锅炉的蒸汽参数进行估算，要求利用已知的燃气轮机排气参数推算出锅炉蒸汽参数。本文将以无再热、无补燃、双压蒸汽余热锅炉为例，介绍利用p图推算锅炉的蒸汽参数的估算方法，并结合实例对估算方法的有效性进行验证。1丁一Q图及其重要参数图1—Q图1)热端温差。余热锅炉主汽温度取决于燃气卜0图由烟气

3、放热曲线、工质(蒸汽和给水)轮机的排烟温度，热端温差指燃机排烟温度与主吸热曲线组成，反映了余热锅炉运行时，烟气温蒸汽温度的温差，一般在2O一5O℃。度变化及焓值变化，工质(给水或蒸汽)温度和吸2)窄点温差。余热锅炉的窄点温差△是指热量变化，以及烟气温度变化与各受热面工质吸余热锅炉中的蒸发器人口处烟气的温度与工质热量的关系，典型的卜0图见图1，它包括了：饱和温度之间的差。窄点温差越小，余热的利1)烟气放热曲线，它反映了燃机出口的高温用率越高。但是为了减少窄点温差必须提高蒸发烟气将热量传递给工质后变成低温烟气的过程；器的换热量，就必须增加余热锅炉的换热面积，2)

4、过热蒸汽吸热曲线，它反映了过热蒸汽吸这样余热锅炉的投资较大；同时燃气侧的流动损收的热量，对应锅炉的过热段。失也会增加，导致燃气轮机的功率有所减小。因3)饱和蒸汽吸热曲线，它反映了饱和水吸热此选择合适窄点温差非常重要，是决定余热锅炉相变为饱和汽吸热量，对应锅炉的蒸发段。吸热受热面积的关键因素，一般取8～20％，最低可以过程是在蒸发器中完成的，此过程中工质温度不取7℃。一1RR一，2012年第4期上海电力3)接近点温差。余热锅炉的接近点温度，是额的乘积之和。指省煤器出口的水温与对应压力下的饱和水温表1烟气的比焓ikJ／Nm3度之间的差僵。如果接近点温差过大，表面

5、省煤烟气温度／℃60050o4003002001o05O器的强化换热的特点没有得到充分的利用，为了C魄1222996772559357l6984．5№804664527392260l3O65保证余热锅炉的效率还必须增加余热锅炉的换啪96779462646330415175．5热面积，投资费用增加。但是接近点温差也不能嘎85069955140726713266太小，如果接近点温差接近零，说明省煤器中发生了汽化现象，很可能导致省煤器管过热甚至损气体比焓与温度具有线性关系，因此只要根坏，不利余热锅炉的安全运行。因此接近点温差据燃机的排烟温度与余热锅炉的排烟温度求出

6、的选择必须合适，一般取4～10℃。相应温度下烟气的比焓，计算出焓差，乘以烟气4)排烟温度。余热锅炉的排烟温度直接影响量就能得到烟气的放热量。以温度为纵坐标，放到锅炉的效率，但是降低余热锅炉的排烟温度热量为横坐标，画出烟气放热曲线。要增加锅炉受热面，余热锅炉设计时要综合考虑2．2蒸汽吸热曲线投资与效率的因素。单压系统的排烟温度为Q图中工质吸热曲线由高压过热蒸汽以及150～180℃，多压蒸汽系统的排烟温度可以低很饱和蒸汽曲线构成，分别对应蒸汽的过热段和蒸多，例如双压系统的排烟温度为1OO～150℃，三发段。双压余热锅炉的主汽，一般为5．3压系统的排烟温度为80～

7、100℃。8．8MPa／500～530~C的次高压参数，或10．OMPa／540~C的高压参数；主汽的热端温差一般为2O～50℃。2丁_Q图的画法根据主汽流量及各温度压力下的焓值，可以求出高压过热器受热面及高压蒸发器受热面的吸热Q图包含了烟气随温度下降的烟气放热曲量，并在p图上画出这二个受热面处的工质吸线，和工质(蒸汽和给水)的吸热曲线。烟气的放热曲线。根据确定的低压蒸汽压力求出低压锅筒热量与烟气量、烟气组分及温降有关。工质的吸压力下的饱和温度，可以画出低压蒸汽吸热曲热量与工质的压力、温度、流量有关。与9E燃机配线。根据低压汽流量及蒸汽参数，分别求出低压套的

8、余热锅炉，一般采用双压蒸汽系统，受热面过热器及蒸发器