现行汽包锅炉汽水系统火用分析
李永华，李玉辉
(华北电力大学动力系，河北 保定 071003)
摘 要: 汽水系统是锅炉的重要组成部分，其结构布置及运行状态直接影响整个机组的经济性和安全性。文中将整个汽包锅炉汽水系统划分成若干个子系统，建立了汽水单元火用分析通用模型，并采用单元法对锅炉汽水系统进行火用分析，找出了汽包锅炉汽水系统中的用能薄弱环节，为汽包锅炉的运行优化和节能技改提供了较为科学的依据。 关键词：汽包锅炉；汽水系统；火用分析
Exergy Analysis of the Current Drum Boiler Steam-Water System
LI Yong-hua, LI Yu-hui
(North China Electric University，Baoding 071003，China)
Abstract: Steam-water system is an important component of the drum boiler, its array of structure and running state has a direct impact on the economy and security of the entire unit. The whole drum boiler steam-water system was divided into a number of sub-systems in this paper, and a GM model to the sub-systems was established. Using element method, exergy analysis for the drum boiler steam-water system were made, at the meantime, the weak links of the steam-water system were found out as references for the boiler operating optimization and energy-saving technique modification. Key words: drum boiler；steam-water system；exergy analysis
0 引 言
电站锅炉是火力发电厂的主要耗能设备，对电站锅炉进行节能分析，具有十分重要的意义。目前，热平衡方法被广泛应用于电站锅炉，它从能的量上分析能量的利用情况。随着科学技术的发展，一种更准确揭示锅炉热利用的方法—火用分析法开始应用于电站锅炉，它从能量的量和质两个方面分析能量的利用情况。然而，目前火用分析法在应用上只是将锅炉按照黑箱原理进行火用分析，计算整个锅炉的火用损失，而对锅炉内部各设备的火用损失计算以及火用经济学分析还很少。
锅炉汽水系统是锅炉的重要组成部分，其结构布置及运行状态直接影响整个机组的经济性和安全性。对锅炉汽水系统进行火用分析，可以更完善、更具体地衡量锅炉汽水系统的热力学完善程度，准确地揭示系统中损失最大的环节或过程，为节约能源提供目标及对策。
1 汽包锅炉汽水系统火用分析模型
1.1 火用平衡方程
在能量传递过程中，过程物系的火用减少量恒等于过程物系的火无增加量，这就是关于过程进行的火用平衡原理。对于一个热力系统的火用平衡可用下面的方程式表达：
[1]
输入系统的火用＝输出系统的火用＋火用损失＋系统火用的变化（对于稳定流动系统，系统火用的变化为0） 该方程是建立火用平衡测试及分析模型的基础。
1.2 汽包锅炉汽水系统火用分析
在对热力系统进行火用分析时，一般采用单元法。首先，将系统划分成若干个子系统，然后，对所划分的单元逐一进行火用平衡分析，计算各个子系统的设备性能指标，最后，通过图形或表格形式展示分析结果，得出结论。
1.2.1 能量系统单元划分
本文以WGZ670/13.7-7型锅炉为例，对其汽水系统进行了单元划分：将喷水减温器划归为喷水后的下一级控制体中；将炉膛内部的水冷壁、汽包（汽水分离器）划归为一级控制体中；将热交换器、储水箱、下级省煤器划归为一级控制体中；并将上级省煤器和混合器划归为一级控制体中。
图1 WGZ670/13.7-7型锅炉系统模型图
1.2.2 汽包锅炉汽水系统火用分析通用模型
为便于汽水系统的火用分析，笔者通过对大量现行电站汽包锅炉汽水系统的研究，建立了汽水单元火用分析通用模型（如图2所示）, 它是汽包锅炉各汽水单元火用平衡方程导出的前提和关键。
m iva e iva
i +1) vaj
m (i +1) va e (i +1) va
图2 汽水单元火用分析通用模型
若有n 个级控制体，对于第i 个级控制体，设：
1. 进入控制体的主给水、主蒸汽、再热蒸汽量为m iva ； 2. 进入控制体的主给水、主蒸汽、再热蒸汽的比火用为e iva ； 3. 进入控制体的辅助汽水量为m ivaj ； 4. 进入控制体的辅助汽水的比火用为e ivaj ； 5. 随烟气传入控制体的热流火用为E ivaQ ； 6. 第i 个级控制体火用损为I i ；
其中，下标i 表示沿汽水流动方向级控制体的编号(i =1,2,3…) ；下标va 表征蒸汽类别，当主蒸汽流经设备时，va=s，再热蒸汽流经设备时，va=z；下标j 为进入到控制体的辅助汽水的编号。
(1) 汽水单元控制体火用平衡方程
参照图2建立的汽水单元火用分析通用模型，第i 个级控制体的火用平衡方程：
m iva e iva +m ivaj e ivaj +E ivaQ =m (i +1) va e (i +1) va +m (i +1) vaj e (i +1) vaj +I i (1)
(2) 火用损
根据第i 个级控制体的火用平衡方程可得，该汽水单元的内部火用损失为：
I i =m iva e iva +m ivaj e ivaj +E ivaQ -m (i +1) va e (i +1) va -m (i +1) vaj e (i +1) vaj (2)
(3) 目的火用效率
按目的火用效率的定义，第i 个级控制体汽水单元的目的火用效率ηp 为：
ηp =
m (i +1) va e (i +1) va +m (i +1) vaj e (i +1) vaj -m iva e iva -m ivaj e ivaj
E ivaQ
(3)
(4) 火用损系数
第i 个级控制体汽水单元的火用损系数是该汽水单元的火用损与整个锅炉汽水系统消耗的火用的比值，即：
λi =
I iva
(4)
m c e c +m a e a
式中：m c 、m a 分别为输入到系统的煤和空气的质量流量；e c 、e a 分别为输入到系统的煤和空气的比火用。
(5) 火用损率
为将汽—汽热交换器的火用损分别与主蒸汽系统的火用损和再热系统的火用损进行比较，需分别求出主蒸汽系统（再热蒸汽系统）各个级控制体的火用损率。
∆I iva =
I iva
(5) I iva
式中：I iva 为主蒸汽（再热蒸汽）系统第i 个级控制体汽水单元的火用损，∑I iva 为主蒸汽（再热蒸
汽）系统的总火用损。
(6) 单位火用耗
根据单位火用耗的定义[2]，第i 个级控制体汽水单元的单位火用耗k i 为：
k i =
E ivaQ
m (i +1) va e (i +1) va +m (i +1) vaj e (i +1) vaj -m i va e i va -m i vaj e i vaj
(6)
1.3 火用值的计算要点
(1) 锅炉汽水系统稳定工质流（给水、主蒸汽、再热蒸汽）火用值的计算
在电站锅炉汽水系统的火用分析中，开口系统的焓火用为稳定物质流的火用，计算式为[2]：
e =h -h 0-T 0(s -s 0) (7)
式中：e 为工质的比火用；h 为工质的比焓；s 为工质的比熵；h 0、T 0、s 0分别为环境状态下工质的比焓、温度和比熵。
(2) 煤的火用值计算
作为输入锅炉系统的燃料，煤的化学火用计算方法较为复杂，一般令其化学火用等于其低位发热量：
e =Q L (8)
式中：Q L 为煤的低位发热量。 (3) 烟气热流火用的计算[4]
当烟气流经的受热面进出口温度相同，即受热面布置于炉膛内部换热方式为纯辐射换热时，烟气热流火用按式(9)计算：
E ivaQ =(1-
Q
⎰
T 0T
) dQ =(1-0) Q im (9) T H T H
式中：T H 为烟气流经蒸发受热面的温度；Q im 为蒸发受热面内部工质侧的吸热量。
当烟气流经的受热面进出口温度不同时，烟气热流火用按式(10)计算：
E ivaQ =⎰(1-
Q
T 2T 0T
) dQ =⎰(1-0) m gz c p dT (10)
T 1
T H T
式中：T 1、T 2分别为烟气流经受热面进、出口时的温度；m gz 为受热面内部工质侧的质量流量；
c p 为受热面内部工质侧的定压比热。
2 实例分析
为了评价WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统的运行状况，笔者对该炉进行了热工测试，并对其作了火用分析（由于炉膛水冷壁的测量数据不够全面，此处对其未作分析）。为了充分展示火用分析的结果，使其更为生动直观，以便于对系统各单元的经济性状况作进一步的分析，可采用三种方法来完成对火用分析结果的表述，即火用分析汇总表，设备火用分析结果比较棒图和火用流图，本文采用了前两种方法。
表1 WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统主要设备火用分析结果汇总
目的火用
设 备 1下级省煤器 2上级省煤器 3前屏过热器 4后屏过热器 5末级过热器 7低温再热器 8高温再热器
火用损 /kJ/s 12119.15839 26042.96425 14040.49137 26300.60300 35101.00300 6853.834078 21266.38697
火用损系数 0.020262 0.043541 0.023474 0.043971 0.058685 0.020611 0.011459 0.035555
效率/% 35.1412 25.2556 65.6331 58.9634 41.5267 75.2559 70.0300 22.2194
单位火用耗 2.84566 3.959515 1.523621 1.695966 2.408087 1.328800 1.427959 4.500573
主蒸汽系统
火用损率 /% 9.6236 20.6801 11.1492 20.8847 27.8729 9.7894
再热蒸汽系统火用损率 /%
30.4784 16.9447 52.5769
6汽-汽热交换器 12327.96680
2.1 火用分析汇总表
根据前述火用分析方法，对WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统进行火用分析，并将其具体分析结果示于表1。表中分别列出了该锅炉汽水系统90%工况下各主要设备的火用损、目的火用效率、火用损系数、单位火用耗、主蒸汽系统火用损率以及再热蒸汽系统火用损率。
2.2 火用分析结果比较棒图
根据表1计算结果，WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统的火用分析结果比较棒图示于图3～7，它能更为直观地表现该锅炉汽水系统的火用损分布、火用效率以及单位火用耗的大小，可方便地找出锅炉汽水系统的用能薄弱环节。
图3 锅炉汽水系统 图4 锅炉汽水系统
火用损分布 目的火用效率
a. 主蒸汽
图5 锅炉汽水系统火用损率
b. 再热蒸汽
图6 锅炉汽水系统 图7 锅炉汽水系统
火用损系数 单位火用耗
2.3 结果分析
由火用分析结果可知，WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统目的火用效率较低的地方为高温再热器和上级省煤器，其数值分别为22.2194%和25.2556%；而火用损失较大的地方为末级过热器、后屏过热器和上级省煤器，其数值分别为35101.003 kJ/s、26300.603 kJ/s和26042.964 kJ/s。火用损反映的是火用损失的多少，而目的火用效率反映的设备的热力学完善程度。
沿着前屏过热器—后屏过热器—末级过热器的蒸汽流程，烟气与受热面间的换热方式依次为辐射换热、半辐射半对流换热、对流换热，随着蒸汽品质的不断提高，过热蒸汽的吸热能力越来越差，使得过热蒸汽的加热越来越难，且其内部压损渐大，所以沿前屏过热器—后屏过热器—末级过热器的火用损是越来越大的。再热蒸汽是高品质蒸汽，在流经低温再热器—高温再热器的过程中蒸汽品质不断提高，吸热能力下降，且高温再热器的内部压损较低温再热器要大很多，即高温再热器中的不可逆损失较大，所以高温再热器的火用损比低温再热器的火用损大。同样，由于上级省煤器中工质与烟气间的温差较下级省煤器的要较大，且上级省煤器中的压损较大，即上级省煤器中的不可逆损失较大，使得上级省煤器中的火用损比下级省煤器的火用损大。由此证明了上文计算结果的正确性。 系统的火用损系数可以反映出火用损在系统各个环节上的分布，这样我们就可以针对系统中的用能薄弱环节采取相应的改进措施。从整个汽水系统来看，末级过热器的火用损系数最大，较其它设备高出很多，因此它是汽水系统中的用能薄弱环节。单位火用耗能反映出各个设备的用能水平和不可逆性。高温再热器、上级省煤器和下级省煤器的单位火用耗较大，说明系统中高温再热器和省煤器的不可逆性较大。
3 结论
(1) 火用分析方法可以更完善、更具体地衡量汽包锅炉汽水系统的热力学完善程度，更准确地揭示系统中能损最大的环节或过程，为节约能源提供目标及对策。
(2) 文中建立的汽包锅炉汽水单元火用分析通用模型，并以WGZ670/13.7-7型锅炉为例，对锅炉汽水系统进行了火用分析，找出了汽包锅炉汽水系统的用能薄弱环节及其节能潜力所在。
(3) 锅炉汽水系统的火用分析可对其中各主要汽水设备的运行现状进行一种切合实际的评价，并为设备进行节能诊断及经济性分析提供参考。
参考文献：
[1] [俄] B.M 布罗章斯基著，王加璇编译．火用方法及其应用[M]．北京：中国电力出版社，1996
[2] 王加璇, 张树芳. 火用方法及其在火电厂中的应用[M]. 北京：水利电力出版社，1993 [3] 张诗针，汪昭亮，热力过程的火用分析[M]. 杭州：浙江大学出版社，1994
[4] C Torres, A Valero, L Serra. Structural theory and thermoe- conomic diagnosis[M].－Part II：Application to an actual power plant.
Energy Conversion and Managem-ent,2002 , 43:1519～1535
[5] 项新耀. 工程火用传递及其评价准则[J]. 工程热物理学报，2002,223(6):618～682. [6] 胡萌平. 电站锅炉手册[M]. 北京：中国电力出版社, 2005
[7] Alejandro Zaleta-Aguilar, Antonio Valero ，Javier Royo. Improvement of the exergoeconomic FUEL-IMPACT analysis for
acceptance tests in power plants[M]. Proceedings of the ASME Advanced Energy Systems Division,1999,39:594～612 ————————— 作者简介：
李永华(1961-)，教授，从事火电机组经济性等方面的分析与研究。
联系方式：河北省保定市永华北大街619号华北电力大学136信箱，李玉辉，电话：[1**********] E-mail ：yuhui-li@163.com
dlkxygc@163.com
现行汽包锅炉汽水系统火用分析
李永华，李玉辉
(华北电力大学动力系，河北 保定 071003)
摘 要: 汽水系统是锅炉的重要组成部分，其结构布置及运行状态直接影响整个机组的经济性和安全性。文中将整个汽包锅炉汽水系统划分成若干个子系统，建立了汽水单元火用分析通用模型，并采用单元法对锅炉汽水系统进行火用分析，找出了汽包锅炉汽水系统中的用能薄弱环节，为汽包锅炉的运行优化和节能技改提供了较为科学的依据。 关键词：汽包锅炉；汽水系统；火用分析
Exergy Analysis of the Current Drum Boiler Steam-Water System
LI Yong-hua, LI Yu-hui
(North China Electric University，Baoding 071003，China)
Abstract: Steam-water system is an important component of the drum boiler, its array of structure and running state has a direct impact on the economy and security of the entire unit. The whole drum boiler steam-water system was divided into a number of sub-systems in this paper, and a GM model to the sub-systems was established. Using element method, exergy analysis for the drum boiler steam-water system were made, at the meantime, the weak links of the steam-water system were found out as references for the boiler operating optimization and energy-saving technique modification. Key words: drum boiler；steam-water system；exergy analysis
0 引 言
电站锅炉是火力发电厂的主要耗能设备，对电站锅炉进行节能分析，具有十分重要的意义。目前，热平衡方法被广泛应用于电站锅炉，它从能的量上分析能量的利用情况。随着科学技术的发展，一种更准确揭示锅炉热利用的方法—火用分析法开始应用于电站锅炉，它从能量的量和质两个方面分析能量的利用情况。然而，目前火用分析法在应用上只是将锅炉按照黑箱原理进行火用分析，计算整个锅炉的火用损失，而对锅炉内部各设备的火用损失计算以及火用经济学分析还很少。
锅炉汽水系统是锅炉的重要组成部分，其结构布置及运行状态直接影响整个机组的经济性和安全性。对锅炉汽水系统进行火用分析，可以更完善、更具体地衡量锅炉汽水系统的热力学完善程度，准确地揭示系统中损失最大的环节或过程，为节约能源提供目标及对策。
1 汽包锅炉汽水系统火用分析模型
1.1 火用平衡方程
在能量传递过程中，过程物系的火用减少量恒等于过程物系的火无增加量，这就是关于过程进行的火用平衡原理。对于一个热力系统的火用平衡可用下面的方程式表达：
[1]
输入系统的火用＝输出系统的火用＋火用损失＋系统火用的变化（对于稳定流动系统，系统火用的变化为0） 该方程是建立火用平衡测试及分析模型的基础。
1.2 汽包锅炉汽水系统火用分析
在对热力系统进行火用分析时，一般采用单元法。首先，将系统划分成若干个子系统，然后，对所划分的单元逐一进行火用平衡分析，计算各个子系统的设备性能指标，最后，通过图形或表格形式展示分析结果，得出结论。
1.2.1 能量系统单元划分
本文以WGZ670/13.7-7型锅炉为例，对其汽水系统进行了单元划分：将喷水减温器划归为喷水后的下一级控制体中；将炉膛内部的水冷壁、汽包（汽水分离器）划归为一级控制体中；将热交换器、储水箱、下级省煤器划归为一级控制体中；并将上级省煤器和混合器划归为一级控制体中。
图1 WGZ670/13.7-7型锅炉系统模型图
1.2.2 汽包锅炉汽水系统火用分析通用模型
为便于汽水系统的火用分析，笔者通过对大量现行电站汽包锅炉汽水系统的研究，建立了汽水单元火用分析通用模型（如图2所示）, 它是汽包锅炉各汽水单元火用平衡方程导出的前提和关键。
m iva e iva
i +1) vaj
m (i +1) va e (i +1) va
图2 汽水单元火用分析通用模型
若有n 个级控制体，对于第i 个级控制体，设：
1. 进入控制体的主给水、主蒸汽、再热蒸汽量为m iva ； 2. 进入控制体的主给水、主蒸汽、再热蒸汽的比火用为e iva ； 3. 进入控制体的辅助汽水量为m ivaj ； 4. 进入控制体的辅助汽水的比火用为e ivaj ； 5. 随烟气传入控制体的热流火用为E ivaQ ； 6. 第i 个级控制体火用损为I i ；
其中，下标i 表示沿汽水流动方向级控制体的编号(i =1,2,3…) ；下标va 表征蒸汽类别，当主蒸汽流经设备时，va=s，再热蒸汽流经设备时，va=z；下标j 为进入到控制体的辅助汽水的编号。
(1) 汽水单元控制体火用平衡方程
参照图2建立的汽水单元火用分析通用模型，第i 个级控制体的火用平衡方程：
m iva e iva +m ivaj e ivaj +E ivaQ =m (i +1) va e (i +1) va +m (i +1) vaj e (i +1) vaj +I i (1)
(2) 火用损
根据第i 个级控制体的火用平衡方程可得，该汽水单元的内部火用损失为：
I i =m iva e iva +m ivaj e ivaj +E ivaQ -m (i +1) va e (i +1) va -m (i +1) vaj e (i +1) vaj (2)
(3) 目的火用效率
按目的火用效率的定义，第i 个级控制体汽水单元的目的火用效率ηp 为：
ηp =
m (i +1) va e (i +1) va +m (i +1) vaj e (i +1) vaj -m iva e iva -m ivaj e ivaj
E ivaQ
(3)
(4) 火用损系数
第i 个级控制体汽水单元的火用损系数是该汽水单元的火用损与整个锅炉汽水系统消耗的火用的比值，即：
λi =
I iva
(4)
m c e c +m a e a
式中：m c 、m a 分别为输入到系统的煤和空气的质量流量；e c 、e a 分别为输入到系统的煤和空气的比火用。
(5) 火用损率
为将汽—汽热交换器的火用损分别与主蒸汽系统的火用损和再热系统的火用损进行比较，需分别求出主蒸汽系统（再热蒸汽系统）各个级控制体的火用损率。
∆I iva =
I iva
(5) I iva
式中：I iva 为主蒸汽（再热蒸汽）系统第i 个级控制体汽水单元的火用损，∑I iva 为主蒸汽（再热蒸
汽）系统的总火用损。
(6) 单位火用耗
根据单位火用耗的定义[2]，第i 个级控制体汽水单元的单位火用耗k i 为：
k i =
E ivaQ
m (i +1) va e (i +1) va +m (i +1) vaj e (i +1) vaj -m i va e i va -m i vaj e i vaj
(6)
1.3 火用值的计算要点
(1) 锅炉汽水系统稳定工质流（给水、主蒸汽、再热蒸汽）火用值的计算
在电站锅炉汽水系统的火用分析中，开口系统的焓火用为稳定物质流的火用，计算式为[2]：
e =h -h 0-T 0(s -s 0) (7)
式中：e 为工质的比火用；h 为工质的比焓；s 为工质的比熵；h 0、T 0、s 0分别为环境状态下工质的比焓、温度和比熵。
(2) 煤的火用值计算
作为输入锅炉系统的燃料，煤的化学火用计算方法较为复杂，一般令其化学火用等于其低位发热量：
e =Q L (8)
式中：Q L 为煤的低位发热量。 (3) 烟气热流火用的计算[4]
当烟气流经的受热面进出口温度相同，即受热面布置于炉膛内部换热方式为纯辐射换热时，烟气热流火用按式(9)计算：
E ivaQ =(1-
Q
⎰
T 0T
) dQ =(1-0) Q im (9) T H T H
式中：T H 为烟气流经蒸发受热面的温度；Q im 为蒸发受热面内部工质侧的吸热量。
当烟气流经的受热面进出口温度不同时，烟气热流火用按式(10)计算：
E ivaQ =⎰(1-
Q
T 2T 0T
) dQ =⎰(1-0) m gz c p dT (10)
T 1
T H T
式中：T 1、T 2分别为烟气流经受热面进、出口时的温度；m gz 为受热面内部工质侧的质量流量；
c p 为受热面内部工质侧的定压比热。
2 实例分析
为了评价WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统的运行状况，笔者对该炉进行了热工测试，并对其作了火用分析（由于炉膛水冷壁的测量数据不够全面，此处对其未作分析）。为了充分展示火用分析的结果，使其更为生动直观，以便于对系统各单元的经济性状况作进一步的分析，可采用三种方法来完成对火用分析结果的表述，即火用分析汇总表，设备火用分析结果比较棒图和火用流图，本文采用了前两种方法。
表1 WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统主要设备火用分析结果汇总
目的火用
设 备 1下级省煤器 2上级省煤器 3前屏过热器 4后屏过热器 5末级过热器 7低温再热器 8高温再热器
火用损 /kJ/s 12119.15839 26042.96425 14040.49137 26300.60300 35101.00300 6853.834078 21266.38697
火用损系数 0.020262 0.043541 0.023474 0.043971 0.058685 0.020611 0.011459 0.035555
效率/% 35.1412 25.2556 65.6331 58.9634 41.5267 75.2559 70.0300 22.2194
单位火用耗 2.84566 3.959515 1.523621 1.695966 2.408087 1.328800 1.427959 4.500573
主蒸汽系统
火用损率 /% 9.6236 20.6801 11.1492 20.8847 27.8729 9.7894
再热蒸汽系统火用损率 /%
30.4784 16.9447 52.5769
6汽-汽热交换器 12327.96680
2.1 火用分析汇总表
根据前述火用分析方法，对WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统进行火用分析，并将其具体分析结果示于表1。表中分别列出了该锅炉汽水系统90%工况下各主要设备的火用损、目的火用效率、火用损系数、单位火用耗、主蒸汽系统火用损率以及再热蒸汽系统火用损率。
2.2 火用分析结果比较棒图
根据表1计算结果，WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统的火用分析结果比较棒图示于图3～7，它能更为直观地表现该锅炉汽水系统的火用损分布、火用效率以及单位火用耗的大小，可方便地找出锅炉汽水系统的用能薄弱环节。
图3 锅炉汽水系统 图4 锅炉汽水系统
火用损分布 目的火用效率
a. 主蒸汽
图5 锅炉汽水系统火用损率
b. 再热蒸汽
图6 锅炉汽水系统 图7 锅炉汽水系统
火用损系数 单位火用耗
2.3 结果分析
由火用分析结果可知，WGZ670/13.7-7型锅炉汽水系统目的火用效率较低的地方为高温再热器和上级省煤器，其数值分别为22.2194%和25.2556%；而火用损失较大的地方为末级过热器、后屏过热器和上级省煤器，其数值分别为35101.003 kJ/s、26300.603 kJ/s和26042.964 kJ/s。火用损反映的是火用损失的多少，而目的火用效率反映的设备的热力学完善程度。
沿着前屏过热器—后屏过热器—末级过热器的蒸汽流程，烟气与受热面间的换热方式依次为辐射换热、半辐射半对流换热、对流换热，随着蒸汽品质的不断提高，过热蒸汽的吸热能力越来越差，使得过热蒸汽的加热越来越难，且其内部压损渐大，所以沿前屏过热器—后屏过热器—末级过热器的火用损是越来越大的。再热蒸汽是高品质蒸汽，在流经低温再热器—高温再热器的过程中蒸汽品质不断提高，吸热能力下降，且高温再热器的内部压损较低温再热器要大很多，即高温再热器中的不可逆损失较大，所以高温再热器的火用损比低温再热器的火用损大。同样，由于上级省煤器中工质与烟气间的温差较下级省煤器的要较大，且上级省煤器中的压损较大，即上级省煤器中的不可逆损失较大，使得上级省煤器中的火用损比下级省煤器的火用损大。由此证明了上文计算结果的正确性。 系统的火用损系数可以反映出火用损在系统各个环节上的分布，这样我们就可以针对系统中的用能薄弱环节采取相应的改进措施。从整个汽水系统来看，末级过热器的火用损系数最大，较其它设备高出很多，因此它是汽水系统中的用能薄弱环节。单位火用耗能反映出各个设备的用能水平和不可逆性。高温再热器、上级省煤器和下级省煤器的单位火用耗较大，说明系统中高温再热器和省煤器的不可逆性较大。
3 结论
(1) 火用分析方法可以更完善、更具体地衡量汽包锅炉汽水系统的热力学完善程度，更准确地揭示系统中能损最大的环节或过程，为节约能源提供目标及对策。
(2) 文中建立的汽包锅炉汽水单元火用分析通用模型，并以WGZ670/13.7-7型锅炉为例，对锅炉汽水系统进行了火用分析，找出了汽包锅炉汽水系统的用能薄弱环节及其节能潜力所在。
(3) 锅炉汽水系统的火用分析可对其中各主要汽水设备的运行现状进行一种切合实际的评价，并为设备进行节能诊断及经济性分析提供参考。
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acceptance tests in power plants[M]. Proceedings of the ASME Advanced Energy Systems Division,1999,39:594～612 ————————— 作者简介：
李永华(1961-)，教授，从事火电机组经济性等方面的分析与研究。
联系方式：河北省保定市永华北大街619号华北电力大学136信箱，李玉辉，电话：[1**********] E-mail ：yuhui-li@163.com
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