（山东电力建设第三工程公司 山东青岛 266100）
摘要：本文基于热力学第二定律的熵分析法，假定等焓压降的理想过程，利用熵增原理分开计算主汽和再热蒸汽在管道中因为流动损失和散热损失引起的熵增，进而获得工质在管道中的有用功损失。然后利用反平衡方法准确计算出管道的热效率，有利于ＥＰＣ承包方对电厂的热经济性做出准确的评估。
关键词：大型火力发电厂 管道效率 熵增原理
1 引言
在国内或者国际大型火力发电厂项目的执行过程中，都会对热经济性进行评估。在大型火力发电厂的总热效率中，管道热效率是其重要组成份额之一，潜力巨大。目前常规计算方法中，管道效率考虑了散热损失、辅助系统损失和带热量工质泄漏损失。在计算管道的散热损失时，利用焓值法计算了管道的散热损失，没有有效地表达出蒸汽的有用功损失。管道效率计算过程并不精确，可能会被高估，导致ＥＰＣ承包方在做性能保证时处于不利的地位，增加了被考核的风险和罚款成本。
2 论文正文
目前常规计算方法中，包含管道热效率正平衡法和管道热效率反平衡法：
1、管道热效率正平衡法从热量的有效利用角度出发，由机组热耗量与锅炉热负荷直接计算得到 
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2、管道热效率反平衡法从管道热损失角度出发进行分类，进而间接计算管道热效率。根据火力发电厂能量平衡导则第3部分：热平衡（DL/T 606.3-2006）规定，管道热力系统的热损失可分为三大类：
一是散热损失类，如主汽管道热损失、冷再热蒸汽管道热损失、热再热蒸汽管道热损失，以及给水管道热损失等；
二是辅助系统损失类，如厂用蒸汽系统热损失、锅炉连续排污利用系统热损失等；
三是带热量工质泄漏损失类，如热力系统汽侧工质泄漏热损失、热力系统水侧工质泄漏热损失等。
根据以上各类损失汇总计算管道总热损失，从而计算出管道效率： 
EB-------锅炉燃煤效率（基于高位发热量）
PN-------机组净发电量，即机组毛发电量减去厂用电。
为保证不同投标方的对标公平，大部分的合同中规定，在考核机组净热耗时，不考虑排污损失和工质泄漏损失。
本文基于热力学第二定律的熵分析法，结合实际投标项目的计算案例，分析管道热损失所包含的内容和计算方法，阐明影响管道效率 的因素。熵是根据热力学第二定律和卡诺循环研究任意可逆循环到处的状态参数。第二定律是有关热力过程进行方向和热功转化限度的规律，而可以判断热力过程方向和可以表现热功转化限度的状态参数正是熵。这将从不可逆过程
a)项目简介：
MBEYA COAL TO POWER PROJECT项目是山东电力建设第三工程公司2016年投标并成功中标的项目，位于坦桑尼亚联合共和国。业主咨询师由著名的比利时TRACTEBEL公司（简称TE）担任。 机组为2×150MW亚临界循环流化床机组，业主指定主机由GE供货。三公司作为该项目的EPC承包方，需要向业主保证机组净热耗。由于业主指定主机由GE供货，三公司同时和GE签订背靠背合同由GE保证锅炉的燃烧效率和汽轮机毛热耗。TE对项目的设计方案和保证文件审核极为严格。在审核保证文件中的净热耗时，对管道效率事宜提出疑问，认为管道效率只是反映管道的保温，取值应很小。三公司做了详细计算并提交给TE和GE公司，成功说服TE和GE的工程师，同意采取三公司的管道效率取值，赢得了欧洲公司对于三公司的认可并成功中标。
b)管道效率的计算
在本项目中，GE保证锅炉燃煤效率和热平衡内的汽轮机毛热耗，三公司负责计算厂用电和管道效率并保证热耗。鉴于业主说明在机组考核时不考虑工质泄漏，管道热损失中的第三项（带热量工质泄漏损失）可以忽略。GE保证热平衡内的汽轮机毛热耗，管道热损失中的第二项和第一项中的给水管道热损失不再计算。所以，我们主要计算主汽管道和再热管道的热损失。
主汽管道和再热管道的热损失应包含两个部分：
管道流动热损失
蒸汽经过管道流动时必然存在流动损失。有摩擦的不作功的绝热流动，如工质在管道内的流动，可以当作绝热节流过程处理。我们首先把蒸汽在管道中的流动过程理想化，假定蒸汽的流动为理想的等焓压降过程。在等焓压降的理想流动过程中，工质没有散热损失，只存在工质和管壁摩擦引起的流动损失。根据项目执行时的惯例，汽轮机入口参数是项目执行的原点。
管道散热损失
在以上计算管道的流动损失时，我们假定了等焓压降的理想工质流动过程，这个过程没有考虑散热损失，是理想状态的零散热。锅炉出口的实际蒸汽的能量与以上假设的理想状态蒸汽的能量的差值，表示出了蒸汽在实际过程中的散热损失。如此，我们可以计算出蒸汽在管道正常保温状态下的散热损失。
结论
熵增原理全面地，透彻地揭示了热过程进行的方向、限度和条件，相对于利用焓降算法，更能有效反应出工质在流动过程中的做功能力损失。通过假定等焓压降的理想流动过程，分开计算因为工质和管壁的摩擦因为的熵产和散热引起的熵增，准确计算工质在管道流动中的做功能力损失，，然后利用反平衡方法准确计算出管道的热效率，保证了ＥＰＣ承包方在项目执行和运行阶段对电厂的热经济性做出准确的评估。
参考文献
[1]郑体宽主编.热力发电厂.北京：水利电力出版社，1995.
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[4]林万超.火电厂热系统节能理论.西安：西安交通大学出版社，1994.
作者简介
李继超，山东电力建设第三工程公司 热机工程师。
论文作者:李继超
论文发表刊物:《电力设备》2018年第17期
论文发表时间:2018/11/12
标签：管道论文; 损失论文; 工质论文; 热效率论文; 蒸汽论文; 效率论文; 过程论文; 《电力设备》2018年第17期论文;