文档介绍：第 39 卷第 2 期锅炉技术 Vol. 39 , No. 2
2008 年 3 月 BOIL ER TECHNOLO GY Mar. ,2008
文章编号: CN31 1508 (2008) 02 0026 04
电站锅炉换热器传热熵产影响因素的试验研究
朱予东, 张婷, 李太兴, 吴彦坤
(华北电力大学能源与动力工程学院, 河北保定 071003)
关键词: 锅炉; 换热器; 熵产; 负荷变化
摘要: 首先建立了换热器传热熵产的理论模型,然后利用采集的某火电厂实时运行数据计算得出锅炉运
行中换热器的传热熵产变化曲线,并分析了负荷变化和负荷稳定过程中影响其熵产变化的因素,最终提出了
可以利用传热熵产监测受热面清洁状况进而开发基于熵产最小理论的吹灰优化新策略的理念。
中图分类号: T K229. 6 文献标识码: A
闭口系统中(该处换热器进出口工质流量稳定,
1 前言
作为闭口系统) ,任意一个不可逆过程,熵的变化
电能是国民经济各生产部门的主要动力,电中除了由于和外界交换热量而引起的熵变 dQ/ T
力生产消耗的能源在我国能源总消耗中占的比以外,还有一部分是由于各种不可逆因素引起的
重也很大,因此提高电能生产的经济性具有十分熵增。由此定义:由于与外界交换热量而引起的熵
重要的意义。换热器是电厂中应用最广泛的传变化量称为熵流 dSf ,由于不可逆因素而引起的熵
热设备之一,对其进行优化以提高其传热性能, 变化量成为熵产 dSg ,则整个不可逆过程的熵变化
对于改进电力系统用能过程,降低能量消耗具有量表示为:dS = dSf + dSg ,式中熵流 dSf 可以为正、
非常重要的意义。基于热力学第二定律的熵产负或零;而不可逆熵产 dSg 则永远为正。
分析,从能量利用的质量角度来评价换热器热力在本文中不考虑换热器的散热损失,并将换
性能的完善程度,已经成为当今研究的热点问题热器看作闭口系统,则整个系统的熵变化量仅为
之一,但是目前为止这些研究也只是局限于定性不可逆因素引起的熵产 dSg 。
的分析,并利用其来评价换热器热力性能和优化
[1 - 5 ] 3 换热器传热熵产计算模型
换热器设计,鲜少将其应用于电厂实际运行
中。本文以某电厂 600 MW 锅炉机组中的换热 3. 1 换热器熵产计算公式
器为例,利用建立的传热熵产理论模型对采集的根据热力学的基本原理,任何一种实际过程
现场实时运行数据进行计算从而得出了熵产变均为不可逆过程,并且存在着广义的变分原理,
化曲线,据此分析了运行中各特性参数对熵产变对任何稳态过程熵必然增大,但前提都是使过程
化的影响。这种方法将能量的损失统一到熵产的熵产数最小,也就是使得换热效果得到强化。
的概念下进行量化计算,并总结出了机组运行中熵产随温差传热及流阻而不断产生,具有可加
改变能量损失的主要因素,对优化电厂运行,提性,因此以熵产为指标来衡量换热设备、乃至整
高能量利用率,弄清能量损失的分布状况具有重个换热网络的热力学完善性更具有普遍意义。
要意义。逆流间壁换热是最常见的换热形式。对于
不可压缩流体和理想气体,按非平衡热动力学局
2 熵产理论的阐述
部平衡的假设,取各符号均为正值,热力学意义
熵产理论又称不可