摘要：火力發電廠熱力系統工質外漏發生在熱力系統內部，通過計算機組除氧器內漏對熱經濟的影響，探討了問題產生的原因，并提出改進的方法。
　　關鍵詞：火力發電廠；除氧器；內漏；熱經濟性
　　
　　前言
　　發電廠熱力系統工質外漏，使機組熱經濟性下降、煤耗上升，造成了大量的能源浪費.我國火力發電廠有大量的疏放水管道，由于閥門不嚴密或其他原因，工質內漏現象普遍存在.通過對部分電廠調研，總結出機組管道熱力系統內漏損失主要集中在汽輪機高低壓旁路系統、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本體各疏水管閥等處。本文以電廠300MW機組除氧器為例，探討了其熱力系統內漏原因并作熱經濟性計算。
　　1除氧器熱力系統及內漏原因分析
　　1.1除氧器熱力系統
　　除氧器在電廠熱力系統中承擔除氧任務，以防止設備腐蝕。同時，它又是回熱系統中的混合式加熱器之一，并作為凝結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中，加熱蒸汽應接入除氧器本體的下部或中部，所有被加熱的水應引入本體的頂部，流進配水槽或噴嘴中。除氧水箱設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，在發生事故或停機檢修時，將除氧水箱中的水從放水管放掉。在運行過程中，當水位達到最高水位(溢水位)時，電接點水位計上相應的接點發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除氧器內漏原因分析
　　隨著機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組事故放水閥多為電動閥門。由于該類閥門關閉緊力不足，造成嚴密性相對下降，且閥門前后壓差較大，在高溫高壓工質的沖刷下，閥芯易受磨損，由此引起系統工質內漏。另外，這種閥門流動背壓很低，大多處于臨界狀態，會損失大量的有用能。
　　機組在運行中會出現補給水閥開度過大、凝汽器管束循環冷卻水泄露、給水泵故障跳閘，或鍋爐給水系統閥門誤關、水位自動調節閥失靈、機組負荷突然降低、除氧器自生沸騰等情況，這些情況都可能導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，造成大量高品質工質的內漏。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水沖擊。
　　從整個熱力系統的內漏情況看，閥門內漏對機組經濟性的影響最為明顯，因此包括除氧器在內的全廠內漏整改措施也必須要圍繞著閥門內漏來治理。應從運行，檢修，系統優化，設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，達到提升機組熱經濟性的目的。
　　2除氧器內漏熱經濟性計算
　　除氧器內漏屬于純熱量系統問題，除氧器中熱水漏至疏水擴容器后進入凝汽器，由于這部分工質是經過各個低壓加熱器加熱后送向除氧器的，吸收了系統的熱量，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，無疑使整個系統的經濟性受到影響。其直接表現為主凝結水流量較設計值偏大，因而各低加的抽汽量相應增加，中、低壓缸的功率相應減少，影響整個機組熱耗率和功率。
　　如何解決除氧器內漏問題，筆者考慮以補充水形式進入凝汽器，進行熱經濟性計算，其工質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漏進行定量分析。
　　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標準DL/T606.3-2006的火力發電廠能量平衡導則第3部分熱平衡。
　　（1）
　　式中：——管道熱效率，%；
　　——單元機組管道熱損失，kJ/kg；
　　——鍋爐熱負荷，kJ/kg.
　　本文僅分析工質內漏對機組熱經濟性影響，故只需計算帶熱量工質泄漏熱損失
　　(2)
　　式中：Dl——帶熱量工質泄漏量，kJ/kg；
　　hl——帶熱量工質焓，kJ/kg；
　　hma——化學補水焓，kJ/kg.
　　根據等效熱降法原理，除氧器內漏影響1kg新蒸汽等效熱降值ΔH0為
　　（3）
　　式中：——內漏工質份額；
　　τr——1kg工質在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.
　　因此，絕對內效率ηi為
　　（4）
　　式中：H0——1kg新蒸汽等效熱降，kJ/kg；
　　Q0———機組循環吸熱量，kJ/kg；
　　ΔQ0——機組循環吸熱量變化值，kJ/kg.
　　2.2機組熱經濟性變化計算
　　在分析火力發電廠熱經濟性時，一般情況下，忽略鍋爐效率ηb，汽輪機機械效率ηm，以及發電機效率ηg變化.但分析除氧器內漏問題時，需同時計入ηp和ηi的變化才能得出合理的結論.考慮管道熱效率后，全廠熱經濟性變化δηcp算法為
　　（5）
　　原等效熱降算法對火電廠熱力系統進行熱力分析具有方便、快捷的優點，但其計算中忽略了熱力系統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組為例，應用上述公式，對該型機組除氧器內漏進行熱經濟性的定量計算和定性分析。
　　當除氧器水測內漏為1.0t/h時，全廠每年將因此增加0.03g/kWh的發電煤耗和近3萬元的發電成本；若內漏量達到14t/h，發電煤耗上升0.46g/kWh，年增加機組燃料費用近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，都與傳統熱量法計算結果相同，并與熱力發電廠原理一致。
　　由圖1和圖2可知，隨著除氧器內漏量的增加，新蒸汽等效熱降的降低慢于系統循環吸熱量的減少。因此，雖然管道熱損失增加，機組絕對內效率呈現增長狀態，但綜合考慮管道熱效率的影響，全廠效率仍然是下降的，不利于機組的熱經濟性。
　　除了除氧器內漏之外，熱力系統還存在大量的疏放水管閥.查找全廠熱力系統內部泄漏，需編

                            
　                                            　圖1ηp，，ηcp隨的變化趨勢示意                               圖2H0，Q0隨的變化趨勢示意
　　制相應的疏放水閥門清單，然后照單進行隔離操作.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，則可判定無工質內漏.對高壓閥門而言，若內漏剛發生，可采取手動壓緊的方法消除內漏，但若內漏時間超過30min，閥體受高壓流體沖刷磨損會非常嚴重，只有解體才能消除其內漏缺陷。
　　電廠熱力系統中部分閥門，如高低壓旁路閥、高加旁路閥、加熱器疏放水閥等，若發生內漏將對
　　機組熱經濟性產生很大的影響，需重點關注.在閥門后加裝測溫裝置并引入DCS系統，可使運行人員能在第一時間發現閥門內漏，并為準確判斷內漏量的大小提供科學依據。
　　4結論
　　(1)火力發電廠除氧器熱力系統內漏，既威脅機組的安全運行，還會產生輔機電耗升高等不良現象，使機組作功能力下降，熱效率降低，在經濟上給發電企業造成重大損失，需引起足夠的重視。透徹理解除氧器內漏原因，對機組安全經濟運行和延長機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確計算出除氧器工質內漏所造成的管道熱經濟損失，計算結果表明，當除氧器內漏至凝汽器1t/h，機組發電煤耗增加0.03g/kWh時，計算結果與傳統熱量法完全一致，并彌補了原等效熱降法的不足。
　　(3)我國對發電機組內部泄漏的研究不夠，應選擇試點機組進行熱力系統嚴密性試驗，確定各處內部泄漏對機組熱耗率的影響。這項工作新增設備投資少、獲益大，對我國電力工業節能減排有很大幫助，應立題進行專項研究。