华电电力科学研究院
摘要：文章首先简述了热力系统经济指标，然后分析了电厂热力系统耗差分析方式，最后重点探讨了热力系统节能技术。
关键词：热力系统；耗差分析；方法
一、热力系统经济指标
我国火力发电厂常用的热经济型指标主要有效率和能耗率两种。全场热效率ηcp：其中，Nj为净上网功率，B为燃煤量，Ql为燃煤低位发热量。全厂热效率指标是电厂运行的综合指标，在进行系统分析是，常将这一综合指标进行分解，以区分各厂家的责任和主攻方向，因此可以改写为：其中，ηb：锅炉效率，锅炉有效吸热量与燃煤低位发热量之比；ηp：管道效率，汽轮机循环吸热量与锅炉有效吸热量之比；ηi：汽轮机循环装置效率，汽轮机内部功与循环吸热量之比；ηm：机械效率，汽轮机输出功率与内部功率之比；ηg：发电机效率，发电机上网功率与前端功率之比；Σξi：厂用电率，电厂所有辅机消耗电功率之和与发电机上网功率之比。
热耗率和标准煤耗率；热耗率指标综合评价汽轮机发电机组热经济性，其实质是发电机每发电1kWh，工质从锅炉吸收的热量值。定义式如下：煤耗率指标也可以分为两种：发电标准煤耗率和供电标准煤耗率。
二、电厂热力系统耗差分析方式
1、独立的机组热力系统耗差分析
独立耗差分析系统是最早出现的机组热力系统耗差分析系统，这种分析系统有自己独立的传感器、计算机和软件系统，它不依赖于其他的分析系统，在机组热力系统耗差分析中占有着重要地位。这种分析系统通过一个传感器将现场机组与计算机相连，传感器可以将设备工作情况的实时数据及时传输到计算机中，计算机将得到的数据经过分析处理后传输至总分析器，通过分析器中的CRT软件，对这些数据进行处理分析，继而得到机组热力系统耗差数据。这种分析系统的使用成本较高，在使用过程中容易分散工作人员的注意力，特别是在新的分析系统出现后，这种系统逐渐被火电厂淘汰，因此这种分析系统并不适用于现代机组热力系统耗差的分析计算。
2、DCS系统耗差分析
DCS系统机组热力系统耗差分析与传统的独立的机组热力系统耗差分析不同，这种系统是通过DCS系统将现场的发电机组设备与计算机相连，通过DCS系统将发电机组的实时数据传输至计算机，由计算机将这些数据进行分析处理。然后将这些数据统一存储在一个数据采集系统中，最终形成一个数据库。工作人员可以利用数据库中的数据对机组的热力系统耗差进行分析计算，计算出来的数据再存储在数据库中，避免热力系统耗差的数据因数量过于庞大而丢失，也可以利用数据库对这些数据进行对比分析，方便工作人员和管理者进一步了解发电机组的工作情况，及时对发电机组的工作状态进行调整。
这种分析方法的优点是实时性比较强，数据传输及时，工作人员能及时了解发电机组的工作状态，而且这种分析方法不需要额外的独立的CRT分析系统的辅助，避免了分散工作人员的注意力，而且这种分析方法的使用成本比较低，节省了工程成本。但是这种分析方法也存在着一定的缺点，DCS系统必须在整个机组设计时或在对机组进行改造就进行加装。但是国内的大部分发电机组在设计时并没有考虑到使用DCS系统进行耗差分析，因此在加装或改进机组设备时会比较困难。此外，基于DCS系统进行耗差分析时花费的计算分时间比较长，会产生一些额外的迭代计算，这对于DCS系统的实用性产生了一定的影响。
现阶段要实现DCS系统分析方法大部分还要依赖于从国外进口的机组设备，这些进口发电机组大部分都带有DCS系统，或者能够针对DCS系统进行相应的改造，这样大大提高了生产成本，不利于耗差分析的可持续发展。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这就要求国内的相关生产部门加大对DCS系统的研制，加强与相关部门的交流合作，使我国的发电机组能够全部实现利用国产DCS系统进行耗差分析，节省分析成本，使我国的耗差分析提升到一个新的层次。
3、MIS系统耗差分析
单纯使用MIS系统进行机组热力耗差分析现阶段还比较少见，应用较多的是利用MIS技术实现客户/服务器模式的耗差分析。这种系统将耗差计算模块与耗差显示模块想分离，形成两个相互之间独立的模块，有着各自的模块处理器二者依靠耗差分析数据库进行连接。在这种情况下，MIS系统拥有单独的数据库，与单纯使用MIS系统进行耗差分析相比，安全性得到了相应的提高。而且MIS系统在读取数据库中的数据时，与原有的MIS系统的通信系统并不会产生相互干扰的情况，安全性较高。随着计算机技术水平的不断提高，将会有越来越多的发电机组采取这样的耗差分析方法。
在这种客户/服务器的耗差分析模式下，还有另一种耗差分析方法。在这种情况下，MIS会直接从数据库中读取相关数据，经过一系列的计算处理后再将数据传回到数据库之中。这种模式不利于数据的安全，需要各部门之间的协调配合才能保证分析数据的完整准确。
三、热力系统节能技术
1、电机调速节能技术
火电厂采用的电机调速技术主要包括：变频调速、永磁调速、液力耦合器调速等方式，其中变频调速以其效率高、运行可靠、调速范围宽等优点广泛的应用在各种风机、凝结水泵中并取得了良好的应用效果。据统计，火电厂大型设备经变频改造后可减少20%的厂用电量，300MW机组凝结水泵采用变频改造后节电率可达35%，但是由于变频改造会增加电厂热力系统的复杂度，影响电机的寿命，增加维修成本，所以进行改造前必须进行谨慎的研究，做好电气元件质量检查，共振转速区确定等工作。
2、锅炉部分的节能技术
随着锅炉使用时间的增加，锅炉“三漏”现象，即漏风、漏烟、漏灰的出现会增加散热损失，降低热效率。对此，可以采用硅酸铝平板包覆炉墙，硅酸铝绳与硅酸铝平板密封炉墙交接处的伸缩缝等方法增加炉墙的保温效果，采用先进的密封技术改善回旋式空气预热器漏风问题。根据相关研究表明，漏风率每下降1%，耗煤下降0.18g/kW・h，我国火电厂锅炉的空预器多为受热面回转式，采用光滑片密封，由于空预器运转过程中转子上下端面存在温度差，下端面凹转子会出现热态蘑菇状变形，因此设计密封间隙较大，漏风率较高。目前可供选择的空预器密封技术主要有柔性接触式密封改造技术、双密封改造技术、密封间隙在线自动控制技术以及刷式密封技术等。其中，双密封改造工程量较大，投资多，只适用于径向密封和轴向密封，不适用于旁路密封；柔性接触密封技术的密封效果比较好，适合在大小修期间进行，改造后一年内漏风率可以控制在6%以内，但与双密封技术一样，不能完全解决旁路密封的问题；刷式密封技术主要应用在航空发动机、燃气轮机、汽轮机等领域，在锅炉空预器领域的应用仍需要进一步研究。
3、汽轮机部分的节能技术
汽轮机作为电厂三大件之一，能够将蒸汽的热能转换为机械能，汽轮机运转过程中，约有1/3的损失来自与漏气损失，而汽轮机的漏气问题与机组流通部分间隙关系密切。近几年来关于汽轮机流通部分的节能技术研究各方法和手段各有不同，采用的湍流模型各异，方程离散格式多样，网格类型与N-S方程解法也不尽相同，因此并没有系统的理论指导。 四、结束语
总而言之，耗差分析系统会应根据实际需求进行相应的改进，工作人员要不断加强耗差分析研究，加强技术人员的素质要求，不断总结经验，完善我国自主的耗差分析系统，提升我国电力机组耗差分析的水平，才能为我国电力事业的发展作出贡献。
参考文献：
[1]王运民，李素真.热力系统节能分析[J].汽轮机技术，2012.
[2]杨冬野.热力系统节能改造可行性研究[J].东北电力技术，2012
论文作者:李鹏,雷娇娇
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/4/7
标签：系统论文; 机组论文; 热力论文; 汽轮机论文; 数据论文; 锅炉论文; 技术论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;