汽轮机火用分析方法的热力系统计算.docx

.. . .. . .. 汽轮机火用分析方法的热力系统计算 前言 在把整个汽轮机装置系统划分成若干个单元的过程中 ，任何一个单元由于某 些因素而引起的微弱变化 ，都会影响到其它单元 。这种引起某单元变化的因素 叫做 “扰动 ”。也就是说 ，某单元局部参量的微小变化 (即扰动 )，会引起整个系统 的 “反弹 ”，但是它不会引起系统所有参数的 “反弹 ”。就汽轮机装置系统而言 ，系 统产生的任何变化 ，都可归结为扰动后本级或邻近级抽汽量的变化 ，从而引起 汽轮机装置系统及各单元的火用损变化 。因此，在对电厂热力系统进行经济性 分析时，仅计算出某一工况下各单元火用损失分布还是不够的 ，还应计算出当 某局部参量变化时整个热力系统火用效率变化情况 。 1、火用分析方法 与热力系统的能量分析法一样 ，可以把热力系统中的回热加热器分为疏水 放流式和汇集式两类 (参见图 1和图 2)，并把热力系统的参数整理为 3类：其一是 蒸汽在加热器中的放热火用 ，用 q’表示 ；其二是疏水在加热器中的放热火用 ， 用 y表示；其三是给水在加热器中的火用升 ，以r ’表示。其计算方法与能量分析法类似。 . 专业学习资料 . .. . .. . .. 对疏水式加热器 ： 对疏水汇集式加热器 ： 式中 ，e f、 edj 、 esj 分别为 j级抽汽比火用 、加热器疏水比火用和加热器出口水比火用 。 1．1 抽汽有效火用降的引入 对于抽汽回热系统 ，某级回热抽汽减少或某小流量进入某加热器 “排挤 ”抽汽量 ，诸如 此类原因使某级加热器抽汽产生变化 (一般是抽汽量减少 )，如果认为此变化很小而不致引 起加热器及热力系统参数变化 ，那么便可基于等效焓降理论引入放热火用效率来求取某段 抽汽量变化时对整个系统火用效率的影响 。 . 专业学习资料 . .. . .. . .. 为便于分析 ，定义抽汽的有效火用降 ，在抽汽减少的情况下表示 1kg 排挤抽汽做功的 增加值 ；在抽汽量增加时 ，则表示做功的减少值 ；用符号 Ej来表示 。 当从靠近凝汽器侧开 始，研究各级抽汽有效火用降时 ， Ej的计算是从排挤 l kg 抽汽的火用降 (e j-e c)ηej中减去某些 固定成分 ，可归纳为通式 ： 式中 ，Ar 取 γ 或 τ 代 erer ，视加热器换热型式而定。如果 j为汇集式加热器 ，则 Ar 均以 τer 之；如果 j为疏水放流式加热器 ，则顺着凝结水或给水来流方向从 j以上直到 (包括 )汇集式加 热器用 γer 代替 Ar ，而顺着凝结水或给水来流方向在汇集式加热器以上无论是汇集式或疏水 放流式加热器 ，则一律以 τer。 代替 Ar ； r为加热器 j后更低压力抽汽口脚码 ；ηej 为汽轮机流 动火用效率 。 而排挤 l kg 抽汽所获得的做功 Ej与需加入的抽汽火用之比称为抽汽火用效率 ηj，即： 1．2 新蒸汽有效火用降 根据抽汽有效火用降推演 ，并考虑辅助成分的做功损耗 ，可以得到新蒸汽的净有效火 用降 ： 丌 式中 ，Σ 为系统全部辅助成份的做功损失 ，指除了回热加热以外的一切附加成份 ，包 括门杆漏汽 、轴封漏汽 、给水泵功损 、加热器损失等的代数和 。 1．3 再热机组新蒸汽有效火用降 o 新蒸汽有效火用降 E按前述基础理论推演 ，采用变火用量抽汽火用效率 η ej可导出新蒸 汽有效火用降为 ： . 专业学习资料 . .. . .. . .. 装置火用效率为 ： 式中 ，Eo为循环火用升量 ， Eo=e 一 e + α △ e ，kJ／ kg ；△ e为 lkg 蒸汽在再热器中的 0 fw 2r 吸热量 ，△ e=e 2r 一 e1L， kJ／ kg ； e2r 为再热热段的蒸汽火用 ， kJ／kg ；e 1L正为再热冷段的 蒸汽火用 ，kJ／ kg ；ηo r为变火用 量抽汽火用效率 ， ；Eor 为变火用量抽汽有效 火用降 ，再热段以后由于排挤抽汽不影响再热器的蒸汽份额 α2r ，， 也不影响再热器的火用 升，变热量抽汽有效火用降的计算与非再热机组一样 ，其通式为 ： 对再热冷段及其以上抽汽 ，根据定义 ，每产生 lkg 排挤抽汽 ． 有加入的火用做 功，还包含排挤抽汽引起的再热器火用升的做功 ，该蒸汽返回汽轮机的实际做功为 ： 1．4 加热器端差的定量分析 加热器端差是指加热蒸汽的饱和温度与加热器出口水温之差 。在设计中根据技术经 济性选定的端差 ，在运行设备小 ，由于各种原因产生给水加热不足称为运行端差 。端 差的存在和变化 ，虽没有发生直接的明显热损失 ，但是增加了热交换的不可逆性 ，产 生了额外冷源损失 ，降低了装置的经济性 。 . 专业学习资料 . .. . .. . .. 图 3是 Noj 一 1加热器端差 △τ (kJ／