余热锅炉节点温差余热锅炉节点温差及其对联合循环性能的影响

余热锅炉节点温差前言

余热锅炉是联合循环动力装置及各种工业余能利用装置中的一个常用关键设备。由于受热工质有相变,汽化潜 热占受热的一大 部分,所以在余热锅炉流程当中会有节点(Pinch Point)存在,在此两侧工质之间传热温差值最小,成为设计余热锅炉的关键因素。为较 清楚 了解 此 一 现 象,探讨加大此 温差 的可 能及其对联合循环蒸汽侧参数的影响,以最一般的理想热力流程为对象,对此进行一些热力学方面的讨论。

余热锅炉节点温差节点存在的可能性

综上 所 述,对于通常 的 ( 尤 其 是 联 合 循环中产 生 水 蒸汽 的 ) 余热 锅 炉,一般 是 存 在 有 节点的。但是 当热侧 工 质 温降太 大 或 太 小,受 热工 质 选 用 参 数 使得 汽化 潜 热相 对很 小,蒸 汽过热 度 很 大或 余热锅 炉 只 完成蒸 发任 务 时,则未必会存在节点。

余热锅炉节点温差余热锅炉给定设计参数对节点温差的影响

在有 节点的 情 况下,如何能够在保证整个装置的经济性不怎下降的前提下加大此一最小传热温差,就是一个重 要的问题。下面拟分析讨论一下设 计参数对节点温差的影响以及增大此一 温差 ( 即 相 当于 保 持 此温 差 而降 低 热 工 质排气温度 孔 ) 的可能性。还是参看图1,可 知节点最 小传 热 温 差 为:

上述分析根 据 （5）式推定的。它 反映 余热 锅炉 中没 有分流 和 再 循 环 且 无补 燃加 热的 情 况。如设 计条件不囿于此限 制,则还可 用 别 的 办 法来增大

余热锅炉节点温差按节点温差决定联合循环蒸汽侧初参数

根 据上 面 的分 析 与 节 点 温差 的 限制,看来 还 可以设 想 一 种 初 步选 择余 热 锅 炉型 联 合循环 蒸汽侧初参数 的 办 法:如 燃 气侧 参数 已 定,其 透 平 排 气 温 度

图3 是一 个算 例。它的定性情况对常用参数是有代 表性 的。图中每条曲线的左、右 侧限制 线 分别反 映

另 外,建 立象图2、3 这样 的曲线 网 图,在具体方案分析比较时也是有参考价值的。 2100433B

节点温差也叫窄点温差，当节点温差减小时，余热锅炉的排气温度会下降，烟气余热回收量会增大，蒸汽产量和汽轮机输出功都随之增加，即对应着高的余热锅炉热效率，但平均传热温差也随之减小，这必将增大余热锅炉的换热面积。显然，是不允许等于零的，否则，余热锅炉的换热面积将为无穷大，这是不现实的。此外，随着余热锅炉换热面积的增大，燃气侧的流阻损失也将增大，有可能使燃气轮机的功率有所减小，导致联合循环的热效率有下降的趋势。

温差电偶材料有银 和铋、锰和铜镍合金、铜和铜镍合金、 铋和铋锡合金等。用若干对温差电偶串联（或并联）还可制成温差发电器 。

制作温差发电器要求其热冷结点温度 （T_b、T_c）间差值尽可能增大，温差电材料的品质因素Z（为温差电动势率、 电导率和热导率的函数）尽量高。

不同温度下的最佳温差发电材料不同： 300℃以下P型为Bi₂Te₃-Sb₂Te₃；N 型为Bi₂Te₃-Bi₂Se₃; 300～600℃下有 PbTe、PbTe-SnTe、PbTe-PbSe、GeTe 及AgSbTe等；600～1000℃下有 GeSi合金和MnTe等。

温差发电器可利用固、液、气态燃料及太阳能、核能、 废能等多种能源，适用作卫星、海上灯塔等的电源。利用珀耳帖效应可制作温差电致电器。目前所用材料均为半导体，性能最好的为以Bi₂Te₃为基的固溶体材料。

半导体致冷器无机械转动部件、无致冷剂、无噪音、可小型化， 且改变电流方向变致冷为加热，是理想的无污染致冷器，可用于冰箱、冷藏箱、冷饮器、冷热箱及科学测试仪器中降温和医学设备中冷冻。