低压缸排汽焓计算方法

低压缸排汽焓的在线计算方法

1、热力过程线+汽机能量平衡法 计算原理 国内电力试验研究所的算法步骤如下：

(1) 假设低压缸膨胀终点焓迭代初值；

(2) 对低压缸热力过程线按照进汽状态参数点与排汽状态参数点连接成

直线；

(3) 判断末级或末级是否处于湿蒸汽状态，确定湿蒸汽抽汽计算点。

(4) 依据低压缸膨胀终点焓迭代初值可以计算出低压缸相对内效率

lp

η，

利用下式计算末级抽汽或次末级抽汽的焓值。

lpi eq lp s

h h h η-=∆

式中：eq h 为所求抽汽点的比焓值；lpi h 为低压缸进汽的比焓值；s h ∆

为从低压缸进口至抽汽段等熵焓降；lp η为低压缸效率。

(5) 根据汽机输入输出能量平衡关系, ,pq ELEP h 又可最终转化为湿蒸汽抽

汽比焓的函数,即,()pq ELEP eq h f h =。

(6) 当低压缸膨胀终点焓,pq ELEP h

迭代初始值和计算值的差值收敛到较小

值ε时，迭代计算停止。

而低压缸实际热力过程线是一平滑的下凹曲线（如图1所示），并不是直线，很明显上述计算误差会增大。ASME 推荐的算法是进行热力过程线的曲线拟合。要求根据已知的参数用最小二乘法拟合出的曲线必须是凹的,且在膨胀线终点前不能有拐点,这样在参数测量点有限的情况下用一般拟合方法如多项式拟合等得到的曲线不能满足要求,而须采用某些特殊的拟合函数。

国外常用的公式曲线拟合算法。文献[3]根据ASME 论文62-WA-209,在预测汽轮机低压部分性能时,对其热力过程线处理上采用了如下的公式：

()10()371.0B o B B h h Y s R h h S Z

-+=+-+-

其中，()()10371.0()B A A B o A B h h Y S S Z R h h ⎧-+⎫⎡⎤-+-⎨⎬

⎢⎥⎣⎦⎩⎭=

-

(/371.0)10Y Z -=

Y=650，为热力过程线型系数。 式中:

A

h ，

A

S 分别为热力过程线起始点参数；

B

h ，

B

S 分别为热力过程线终

点参数；s ,h 为热力过程线上任一点参数。

对于GE 公司的汽轮机,中低压合缸热力过程线可合并在一起考虑,其热力过

程线型系数取为650。由于上式中引入了热力过程线型系数,在处理非GE 公司机

型或计算偏离设计工况时,通过改变Y 值来调整机组的热力过程线,从而达到与现场实际测量值相符合的效果。 ● 特点

(1) ASME 标准上的计算方法，主汽流量的准确性影响计算精度。 (2) 计算要求汽机部分测点全面，低加部分的参数测量精度等级会影响计

算误差。据文献，采用现行分析方法对试验机组进行能耗指标定量分析时，试验未测量的各低压加热器相关参数一般借用机组运行监控仪表数据，这部分仪表精度等级较低 (以压力变送器为例，试验仪表多为0.075级，机组运行监控仪表多为0．25级)，对定量分析结果的精度影响较大。

(3) 国内试验研究院的方法计算简单，可误差偏大。GE 公司的方法对于

GE 机组来说热力过程线线型确定，计算较简单。而对非GE 机组来说，热力过程线型和低压缸排汽焓都得迭代确定。

2、等效抽汽法+熵增方法+等效热降法验证 ● 计算原理

利用循环函数法、功率方程和等效热降理论及熵增原理计算。 功率方程如下：

jd HD N η= (2.4)

等效热降方程如下：

01z

r

n r

r r

H H h h q τ==---∏∑∑ (2.5) 由图2热力循环，可以得到：

0=∆+∆+∆=∆放热回热吸热S S S S

其中:

02S S S -=∆吸热 )(43S S S k -=∆α放热

)()(40501S S S S S k -+-=∆αα回热

即：排汽熵k

S S S S S S αα)

()(0510203---+

=

式中, i S 表示各对应点的熵,可以根据相应状态点的压力、温度,由水蒸汽性质函数计算算，1α表示加热器抽汽系数、k α表示汽轮机排汽系数,可以根据热力单元矩阵理论求解。

图3是系统图1所对应的温熵图。其2-5-3线及各抽汽系数由机组热力过程决定,3-4线由凝汽器决定,对应排汽压力下的饱和温度线。

图2 系统图

图3 T-S 图

具体计算过程如下：

(1) 假设末级抽汽熵，利用循环函数原理和矩阵方程计算抽汽系数和排汽

系数；

(2) 利用熵增原理计算低压缸排汽焓；

(3) 利用等效热降理论进行校核：依据式(2.4)计算H

，根据(2.5)式计

算"H ，当"H H ε-≤时结束，否则改变迭代初始值。

考虑到末级加热器抽汽熵值对汽轮机排汽焓值计算的不敏感性,故在工程实际计算中可以不通过迭代计算而直接利用熵增原理确定汽轮机排汽焓。至于末级加热器抽汽熵值m S 可以采用以下方法近似确定：

()112m m m m S S S S α---=+-

其中，1m S -、2m S -分别为倒数第二级、第三级低加抽汽点熵值；α为膨胀系数，取1.1。 特点

(1) 需进行全面的热力计算，利用循环函数法计算抽汽系数和排汽系数。

因此高低加部分的测点要求全而准。

(2) 低加部分的参数测量精度等级会影响计算误差。据文献，采用现行分

析方法对试验机组进行能耗指标定量分析时，试验未测量的各低压加热器相关参数一般借用机组运行监控仪表数据，这部分仪表精度等级较低 (以压力变送器为例，试验仪表多为0.075级，机组运行监控仪