文档介绍：能源研究与信息
第 24 卷第 1 期 Energy Research and Information Vol. 24 No. 1 2008
文章编号: 1008-8857(2008)01-0034-05
电站锅炉运行中换热器传热熵产的试验研究
1 1 2 1
朱予东, 张婷, 朱志峰, 李太兴
(1. 华北电力大学能源与动力工程学院, 河北保定 071003;
2. 石家庄正定县供电公司, 河北正定 50800)
摘要: 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。
关键词: 锅炉; 换热器; 熵产; 负荷变化
中图分类号: TK221 文献标识码: A
电能是国民经济各生产部门的主要动力,电力生产消耗的能源在我国能源总消耗中占的
比重也很大,因此提高电能生产的经济性具有十分重要的意义。换热器是电厂中应用最广泛的
传热设备之一,对其进行优化以提高其传热性能,对于改进电力系统用能过程,降低能量消耗
具有非常重要的意义。基于热力学第二定律的熵产分析,从能量利用的质量角度来评价换热器
热力性能的完善程度,已经成为当今研究的热点问题之一,但是目前为止这些研究也只是局限
于定性的分析,并利用其来评价换热器热力性能和优化换热器设计[1~5],很少将其应用于电厂
实际运行中。本文以某电厂 600 MW 机组锅炉中的省煤器为例,利用建立的传热熵产理论模
型对采集的实时运行数据进行计算从而得出了熵产变化曲线,据此分析了运行中各特性参数
对熵产变化的影响。这种方法将能量的损失统一到熵产的概念下进行量化计算,对实际运行
有一定的指导意义。
1 换热器传热熵产计算模型
换热器在传热过程中由于忽略了间壁的导热热阻和流体的流动阻力而引起了不可逆能量
损失即为传热熵产和流阻熵产[6~7],但由于流阻熵产相较于传热熵产很小,所以本文计算过程
中忽略流阻熵产。
本文利用ε−NTU 法计算传热熵产[3~5],计算过程如下:
比热容比

收稿日期:2007-08-28
作者简介:朱予东(1964-),男(汉),副教授,ttxx_5901@。
第 1 期朱予东, 等: 电站锅炉运行中换热器传热熵产的试验研究 35

.
()mC
* min ( )
C = . 1
()mC max
换热器效能
Q
ε= (2)
Qmax
式中,C 为工质比热容,kJ⋅(kg⋅K)-1;m 为质量流量,kg⋅s-1;Q 为换热器的实际传热量,kJ;
Qmax 为最大可能传热量,kJ。其中,Q、Qmax 可分别按下式计算
..
QmCTT=⋅−=⋅−=⋅()(h h1 h2 )()( mCTT c c2 c1 )ε Q max (3)
.
QmCTTmax=⋅−()( min h1 c1 ) (4)
-1
取整个换热器为控制体,可得无相变换热器的传热熵产∆Sg∆T,kW⋅K 。其表达式为
..
Tc