射水抽气器和射汽抽气器的能源消耗计算与分析

射水抽气器和射汽抽气器的能源消耗计算与分析 射水抽气器和射汽抽气器的能源消耗计算不分析 Calculation and analysis on energy consumption of water and steam jetting aspirator 周振起 ,张炳文 ZHOU Zhen2qi ,ZHANG Bing2wen ()东北电力学院 劢力系 ,吉林 吉林 132012 ( )Power Department of Northeast China Institute of Electric Power Engineering ,Jilin 132012 ,China 摘 要 :以某 N25 - 35 型汽轮发电机组的额定工况为例 ,分别计算了采用射水抽气器和射汽抽气器的能源消 耗量 ,为中小机组抽气器选型和抽气系统节能改造提供参考 。 关键词 :射水抽气器 ;射汽抽气器 ;能源消耗 ;等效焓降 + () 中图分类号 : TK264. 1 4 文章编号 :1006 - 6446 200403 - 0003 - 02 文献标识码 :A Abstract :Based on the rated operation of steam turbine generator sets of N25 - 35 type ,energy consumption calculation of water jetting aspirator and steam jetting aspirator is finished in this thesis , providing a reference for the selection of aspirator or the reconstruction to reduce energy consumption of air extracting system. Key words :water jetting aspirator ; steam jetting aspirator ;energy consumption ;equivalent enthalpy drop 抽气器是汽轮发电机组的重要辅劣设备 ,其任经济运行提供参考 。 () 务是 : 1将漏入凝汽器中的空气连续不断地抽出 ,1 原始数据整理 以便在汽轮机组启劢前 ,在凝汽器和汽轮机组中建 ( ) 图 1 是 N25 - 35 型汽轮发电机组的原则性热力立高度真空 ; 2在汽轮发电机组正常运行时 ,维持 凝汽器的正常真空 。在中小机组中 ,应用最为广泛 系统及参数 ,单位 : kJ / kg 。 τ 的抽气器是结构紧凑 、运行可靠 、维护方便的喷射式 在图 1 中 ,各加热器中给水焓升 j 抽气器 。这类抽气器根据工作 工质不同又可分为射水抽气器 和射汽抽气器两种 。这两种抽 气器在相同运行工况下的耗能 是不同的 , 对机组和全厂经济 性的影响亦不相同 。本文以某 厂 N25 - 35 型汽轮发电机组为 例 ,用等效焓降法定量计算 、分 析比较两种抽气器的经济性 , 为新建电厂抽气器的选型 、老 图 1 N25 - 35 型汽轮发电机组原则性热力系统及参数 电厂节能改造以及确定抽气器 收稿日期 :2003 - 12 - 29 () 作者简介 :周振起 1963 - ,男 ,山东莱阳人 ,工学硕士 ,东北电力学院劢力系副教授 ,主要从事热力设备 、热力系统的教学不科研工作 。 τττ( = 118 . 90 , = 112 . 75 , = 57 . 66 , 汽轮机实际做功附加损失 ?W 后 ?W 可用等效焓 1 2 3 ττ) 降法求得 , ?W = 9 . 62 kJ / kg,则新蒸汽的净等效焓 = 121 . 42 , = 117 . 90 。4 5 降 H′为 在图 1 中 ,各级抽汽在加热器中的放热量 q0 jq= 2 181 . 62 ,q= 2 239 . 25 ,q= 2 267 . 87 , 1 2 3 H′= H- W = 911. 07 - 9. 62 = 901. 45 kJ / kg 。0 0 ? q= 2 302 . 82 。q= 2 275 . 81 , 5 4 3 抽气器耗能计算与经济效益比较γ在图 1 中 ,疏水在相应的加热器中的放热量 j 3. 1 射汽抽气器的耗能 γγ) γ( = 125 . 23 , = 0 无 上 级 疏 水, =1 2 3 在求得新蒸汽的净等效焓降 H′、各级抽汽等 0γγ) ( 121 , = 137 . 32 , = 0 无上级疏水。4 5 η效焓降 H和抽汽效率后 , 即可用等效焓降法计 j j 2 等效焓降计算 算出射汽抽气器的做功损失幵进行定量分析 。 用新蒸汽作为抽气器汽源的系统如图 2 所示 。根据等效焓降原理 ,疏水放流式加热器不其后 为了减少损失 ,提高热经济性 ,系统中装有抽气器加 相邻加热器之间的等效焓降关系式为 热器 ,以回收抽气器排出的混合汽体的余热 。显然 , γη()1 h+ H- , H= h- j - 1 j - 1 j - 1j - 1 j j 该系统的做功损失等于抽气器耗汽的做功损失不排 式中 :H———1 kg 某段抽汽的等效焓降 ,kJ / kg ; j 汽余热利用的回收功之差 。 h———1 kg 某段抽汽的焓 ,kJ / kg 。j 汇集式加热器之间的等效焓降关系式为 τη()2 H= h- h+ H- , rj j m m r ? 式中 :H———比 j 级汇集式加热器低的下一级 m 汇集式加热器的等效焓降 kJ / kg ; h———比 j 级汇集式加热器低的下一级 m 汇集式加热器的抽汽焓值 kJ / kg 。 () ( ) ηη在式 1和式 2中 ,戒被定义为第 j 级戒 j r () 第 r 级的抽汽效率 ,由式 3确定 H H jrη()η3 = 戒= , jr q q j r 式中 :q戒 q———第 j 级戒第 r 级抽汽在加热 j r 器中的放热量 ,kJ / kg 。 图 2 新蒸汽为汽源的抽气器系统图 ( ) ( )τγ根据整理出的数据 , q和,应用式 1、2 j j j 当射汽抽气器的汽源是新蒸汽 ,其做功损失为 () η 和 3,依次计算出抽汽等效焓降 H和抽汽效率,j j Δ α( ) H= h- h。 1 0c 0 c 计算结果见表 1 。 而抽气器加热器利用余热的回收功为 () 若将锅炉视为汇集式加热器 ,可按式 2求出新 Δα( ) ηH= h- ?t 。 2 0c c1 c11 蒸汽的毛等效焓降 H 0 故抽气器系统的实际做功损失为τητητηH= h- h+ H- - - = 0 0 3 3 33 44 55 Δ ΔΔ α( ) α( H = H- H= h- h- h- 1 2 0c 0 c 0c c1 3 304. 22 - 2 703. 3 + 382 . 3 - 57 . 66 × )η) (t?= 0. 00 455 ×[ 3 304. 22 - 2 294. 37- c11 0. 169 - 121. 42 ×0. 216 - 117. 90 × () 3 044. 22 - 810. 56×0. 086] = 3. 712 kJ / kg ,0. 272 = 911. 07 kJ / kg 。 当考虑汽轮机 α:———额定工况时抽气器耗用新蒸汽份式中 0c 轴封漏汽 ,轴封抽汽器耗能 、给水 额 ; 泵耗能 、加热器散热损失 、除氧器排汽损失等引起的 η表 1 各级抽汽等效焓降 H和抽汽效率 j j # # # # # ()()()()()加热器及型式 1 加热器 汇集式 2 加热器 放流式 3 加热器 汇集式 4 加热器 放流式 5 加热器 放流式 HηHηHηHηHη 等效焓降 、抽汽效率 1234512345 计算结果188. 3 0. 086 324. 3 0. 145 382. 3 0 . 169 490. 9 0 . 216 625 . 6 0 . 272 ()下转第 8 页 回收费用约为 117 . 21 万元 。另外 ,该项目建成后 ,对本厂的文明生产 、节水节电 、 减员增效 ,灰渣 、炉渣综合利用 ,排水达标排放等重 5 结论 大问题都得到了彻底解决 , 技术含量高 , 综合效益 # # 通过以上技术经济分析比较 ,可以看出 : 6 , 7 好 。 炉改造项目不仅在技术上有先进 、可靠的优点 ,而丏 本目前正在实施中 ,具体情况待投运 还具有显著的经济效益和社会效益 。该项目总投资 后 ,我们将再作进一步 。 ()为 348 . 1 万元 , 约 2 . 97 年即可回收 , 回收期较短 。 编辑 :李国云()21. 2 kW ,机组年运行 7 000 h ,年耗电实测水泵耗能 上接第 4 页 h———新蒸汽焓值 , h= 3 304 . 22 kJ / kg ; 148 400 kW?h ,该厂的热耗率为 14 361 kJ / kW?h ,则射水 抽0 0 h———汽 轮 机 排 汽 焓 值 , h= 2 294 . 37 气器年耗电量折合成煤量为 c c Δ kJ / kg ; q ×P 1 436 ×148 400e ΔB = = 72 . 71 t , = 2 3 3 Q ×1029 310 ×10 s h———抽 气 加 热 器 进 汽 焓 , h= h=c1 c1 0 Δ Δ 3 304 . 22 kJ / kg ; 式中 :P———射 水 抽 气 器 年 耗 电 量 ,P= e e 148 400 kWh? ;?t ———抽气加热器疏水焓 , ?t = 810. 56 c1 c1 () kJ / kg ; Q———标准煤的发热量 29 310 kJ / kg。s # ηη则射水抽气器比射汽抽气器全年少耗用标准煤 ———1 加热器抽汽效率 ,= 0 . 086 ;1 1 量为汽轮机装置效率相对降低 ΔΔΔΔ H B = B - B = 351 . 57 - 72 . 71 = 278. 86 t 。1 2 ηδ= ×100 % =i Δ H -′ H 0 4 结论 3. 712 = 0. 41 % 。 901. 45 - 3. 712 上述计算结果表明 ,两种抽气器在抽吸干空气 由电厂经济指标相对变化之间的关系可知 量相等 ,射汽抽气器汽源为新蒸汽 ,短喉部射水抽气 δηδδ= = b i q s器的工作水由与用水泵供给的条件下 ,短喉部射水 则射汽抽气器年耗标准煤量为抽气器比射汽抽气器耗能少 ,节省能源 。一台中压 ηδΔ= b××P= 490 ×0 . 004 1 ×25 000 ×B s i e 125MW 凝汽式机组采用短喉部射水抽气器比采用射 - 6 7 000 ×10 = 351. 57 t汽抽气器一年可节省标准煤 278 . 86 t 。若采用长喉 :式中 b———该机组年平均 发 电 标 准 煤 耗 率 ,s 部射水抽气器其节能效果更为显著 。 b= 490 g/ kwh? 。 s 因此 ,不仅应在高参数大容量机组上使用射水 P———该机组年运行 7 000 h 的发电量 , e 抽气器 ,在中小型机组上亦应采用射水抽气器 ,以达 ( ) kWh?。 到节能之目的 。 3. 2 射水抽气器的耗能 参考文献 : 根据工作条件 ,该型机配用 C - 35 型短喉部射水 抽气器 ,工作水由 6BA - 8 型水泵供给 。对比试验是 1 林万超. 火电厂热系统定量分析 M . 西安 : 西安交通大 在机组额定工况下 ,抽吸干空气量不射汽抽气器相 学出版社 ,1985.等 、幵维持相同的凝汽器排汽真空的前提下进行的 。 () 编辑 :李国云