600mw超临界机组热经济性探究

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1、600MW超临界机组热经济性探究　　【摘要】随着国际能源紧张现状的持续发展，高参数超临界机组以其较低的污染和较高的节能性能，正在受到越来越多的关注。我国对于600MW及以上的超临界机组的研究在吸收国外先进技术的基础上，对已有机组进行优化设计，提高机组的经济性。本文主要采用热经济学方法，对600MW超临界机组的热经济性进行研究，并用于指导实际生产过程。【关键词】600MW超临界机组热经济学热经济性优化设计我国是煤炭大国，建设更高参数的火电机组，首先能够满足日益增长的用电需求，其次，可以有效降低煤耗，对于我国庞大的发电

2、量基数来说，降低煤耗意味着煤炭更加有效的利用和更小的污染物排放。对600MW机组进行热经济性研究，能够更好的分析在电站生产的各个环节中能耗最高的部位，从而相应的提出优化方案。本文应用热经济学方法从火用成本的角度出发，能够更加直接的反应系统输入量的变化对系统成本的影响。1热经济学1.1能量定价6在热经济学中，能量的定价所牵涉的主要是能量的可用性以及能量的品位问题。因此，在对不同品位的能量进行定价时，热经济学采用火用（能量总量中可以用来做功的部分）进行定价。1.2生产系统的划分与黑箱子原理类似，采用热经济学对整个600

3、MW燃煤机组的生产进行各子系统划分时，认定各子系统之间的能量转移和交换并不会导致额外利润的增加，因此，各子系统的划分方式灵活多样。为便于分析，本文将相邻抽气口间的级组取作一个子系统。2能量成本方程的建立2.1系统成本方程以电力作为产品，构成其成本的主要有两方面，一类是能量的投入成本，例如产生蒸汽所需要的燃煤费用等；另一类是非能量的成本投入，例如设备投入、人力投入等。因此，通用的成本方程在热经济学中的表达式如下：产品成本=能量类成本+非能量类成本：采用数学形式来表示以上成本方程，如下：（2-1）上式中，分别表示电力产

4、品的火用及其单价，分别表示整个系统中输入的火用及单价，表示非能量类的成本，其中，可以用如下方程进行表示：（2-2）其中，表示系统中所有设备的折旧费用，表示人工及技术投入，包括工人工资以及维检修费用等。62.2子系统成本方程子系统成本方程的建立同样需要遵循能量守恒、物质守恒等方程。假设，在子系统1中，输出的产品火用及其单价为，输入的火用流及其单价为，为子系统1中所有人工成本及设备成本等非能量类成本，因此可以将子系统1的成本方程建立如下：（2-3）同时，对于位于子系统1后部的子系统2来说，上式左侧为输入到2系统的火用及

5、单价，表示子系统2输出的电力产品的火用及其单价，表示子系统2中所有人工成本及设备成本等非能量类成本，子系统2的成本方程如下：（2-4）将子系统1的成本方程带入子系统2可得如下成本方程：（2-5）将两个子系统作为1个系统进行成本计算时，可以发现，成本方程与（2-5）形式一致。由此，可以得出，在子系统之间，不会产生额外的利润。2.3火用成本增长综合考虑上述方程2-3、2-4、2-5，可以得到，当各子系统依次传递至子系统后，可得到，该系统的成本方程如下：（2-6）因此，可以得到，该子系统的单位火用成本如下：6（2-7）上

6、式即为系统中某子系统的成本方程，从该方程可以看出，由于火用效率在所有的子系统中都要小于1，同时由于累加效应，非能量类成本的值越来越高，因此，随着子系统数量的增加，火用成本增长的系数也相应增加，也就是说，不同位置的火用成本是不同的，距离初始位置越近的子系统火用成本越低。造成这种情况的原因有以下两点，一是自然过程的不可逆性，另一个是的累加。3机组经济性影响因素的热经济学分析经研究发现，600MW机组热经济性主要受机组主蒸汽压力、抽气压损以及系统漏汽等的影响较大。下面从热经济学角度，对几种因素的影响进行分析。3.1主蒸汽

7、压力对于600MW的超临界机组而言，提高主蒸汽压力，在设备投资上，较高的主蒸汽压力相应的对于设备的材料、生产工艺以及工艺等的要求都会提高，进而在非能量类成本，包括设备以及人工投入都会有很大的增加；虽然在一定程度上，提高主蒸汽压力，会对降低能耗有所帮助，但两者的变化比重决定了在运行过程中，是否需要提高主蒸汽压力。3.2抽气压损6当600MW机组运行时，汽机侧抽汽时，不同的蒸汽压力下，相同的压损会带来不同的热经济性变化。依据水蒸气焓熵图可知，低压的蒸汽焓值低，熵值高，此时抽汽带来的热经济性的降低较大，依据热经济学分析，

8、此时该子系统接近尾端，因此其能量成本的改变量对整个机组的经济性降低贡献量大。3.3系统漏汽系统漏汽对于整个机组的运行而言，意味着不同位置、不同品位能量的损失。漏汽对于机组热经济性的主要影响为漏汽量的大小。依据热经济学分析，可知，当发生漏汽时，系统与外界发生能量交换和物质交换，为保证输出同样品质的产品，输入系统的能量类成本需要相应的增加，而相应的非能量类成本不