火电厂热力系统计算分析

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对于有工质的热量进、出系 统，必须象计算 △ H 一样， 分为纯热量和带工质的热量 处理。
其中，纯热量部分引起的再 热蒸汽份额变化，运用抽汽 再热系数概念容易计算；而 带工质部分，是 1kg 顶替 1kg ，并直达再热器。若蒸 汽携带热量进、出系统, 则 进系统使再热蒸汽份额增加
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等效热降之间的关系
（一）疏水放流式加热器与其后相邻加热器之间的等效 热降关系
其后相邻加热器是疏水放流式
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j 一 1 为疏水放流式加热器，
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j-1为汇集式
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由此得出，疏水放流式加热器与其后相邻加 热器（不论其型式如何）之间的等效热降关 系的通式为
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它的物理意义是，排挤 j 段抽汽 1kg ，从
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新汽再热系数的计算
1kg 新蒸汽在高压缸做功后到达到再热器的 份额称为新蒸汽再热系数
新蒸汽毛再热系数：只考虑主循环系统 新蒸汽净再热系数：考虑有关辅助成份的影响
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再热 系数
锅炉为汇集式加热器：
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局部变动引起的再热蒸汽份额变化 △αzr 的计算
再热机组，某些局部变动将引起其再热蒸汽 份额发生变化。对于纯热量q进、出系统， 运用抽汽再热系数概念，可很容易求 △αzr ，即
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五、关于再热
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抽汽再热系数:j 段 1kg 排挤抽汽通过再 热器的份额
当再热冷段#c 排 挤1kg 抽汽时， 再热器通过的份 额显然增加 1kg , 即该排挤抽汽全 部经过再热器
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当#c+1 排挤 1kg 抽汽时，因有γc/qc抽 汽分配到 c 加热器中，故该排挤抽汽经过 再热器只有（1－γc/qc ）kg ，因而c + 1 段抽汽再热系数：
不平衡呢？
由于进入＃1.的疏
水量没有变，所以
1-a 2～3抽汽都进
1
入凝汽器
多抽a 2～3
-1
多1-a 2～3
少1-a
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2～3
抽汽等效热降 Hj 的计算
计算抽汽等效热降 从冷凝器开始较易 确定。
假定＃1获得热量 q1，恰使其抽汽减 少 1kg ，则该排挤 蒸汽返回汽轮机中 继续作功，其等效 热降等于它的实际 热降。即
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由于＃3 加热器抽 汽减少 1kg ，在仅 有热量加入而无工 质加入时，其疏水 也相减少 1kg ，因 而使＃2 加热器由 于疏水带入的热量 减少
这个减少的热量应由2 段抽汽来补偿，其补偿量为
xv2=q2*1
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排挤抽汽继续向后 流动的份额只有 （ 1-a 2～3）了。 这部分蒸汽膨胀作 功并凝结后，产生 相同数量的水返回 ＃1 加热器。＃ 1 加热器为了加热这 部分水，因而抽汽 量应增加
火电厂热力系统计算分析
参考教材：火电厂热力系统计算分析 李勤道 编
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一、等效热降法概述
等效热降理论是一种新的热工理论。 在六十年代后期，它首先由原苏联库兹涅佐
夫提出，并在七十年代，由西安交通大学林 万超教授发展、成熟，形成了完善的理论体 系。
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等效热降法
基于热力学的热功转换原理，考虑到设备质量、热 力系统结构和参数的特点，经过严密地理论推演， 导出几个热力分析参量 ，用以研究热工转换及能 量利用程度的一种方法。
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＃2如获得热量 q2，恰使 抽汽减少 1kg 。这时进 入＃1 中的疏水也将相应 减少 1kg ，因而疏水在 ＃1中的放热量将减少γ1 。 为了补偿这个加热不足， ＃1加热器抽汽将增加
余下的排挤抽汽（ 1-a 1～2 ）将直达冷凝器。因此，第二段 抽汽的等效热降等于
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＃3 如获得热量 q3 ， 恰使其抽汽减少 1kg 。该排挤抽汽的 一部分将作功到冷凝 器，另一部分将作功 1 和2 抽汽口后被抽 出，用以加热 1kg 增添的凝结水。
1 -a 2～3 1kg
汇集式加热器，不引 起疏水量变化
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由于在＃1 和＃2 加热器中增加了抽汽份额， 并产生了作功不足，故＃3 加热器排挤 1kg 抽汽返回汽轮机的作功等于
这个作功称为抽汽的等效热降，并用符号 Hj 表示。
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抽汽等效热降 Hi ， 在抽汽减少情况下表 示 1kg 排挤抽汽作功 的增加值；
纯热量 带工质的热量沿疏水
线逐级自流，在加热 器放出热量 多作功 当该热水进入汇集加 热器后，正好顶替主 凝结水，为了保持系 统工质平衡，这时进 入冷凝器的化学补给 水将相应减少 因而获 得作功；
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对于出系统情况，显 然，由于疏水输出系 统， 每千克疏水均损 失做功 。
为了保持系统工质的 平衡，必须从凝汽器 补入相同数量的化学 补水，该补水进入系 统后，沿低压加热器 逐级吸热并进入汇集 加热 器 m ，以补充 疏水出系统损失的工 质，因而损失做功：
由此，第三段抽汽的等效热降
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同理：
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通式：
计算不方便
如果 j 为汇集式加热器，则 Ar 均以 τr 代之。 如果 j 为疏水放流式加热器，则从j以下直到（包
括）汇集式加热器用γr代替 Ar
而在汇集加热器以下，无论是汇集式或疏水放流式加热 器，则一律以τr代替 Ar 。
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抽汽效率：
这种方法经实践应用颇为简便。
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二、等效热降法实际计算步骤
一 热力参数的整理 1 定义：把热力系统中
繁多的热力参数整理为三 类q γ τ ：
τ:给水在加热器中的焓升， 按加热器编号有 τ1 τ2 τ3 …… 对每一个加热器来说， 加热器出口水焓－该加 热器入口水焓为τ
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q:蒸汽在加热器中的 放热量，按加热器编 号有 q1 q2 … qj 以 及其它汽源的放热量 qfj 等；
根据加热器的类型不同，其加热器的τ 、 q 、
γ的计算规定也各不同。
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疏水放流式加热器三参数的计算
与汇集式相同
基准
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汇集式三参数的计算
这样规定的特点：将加热蒸汽与疏水在加热器中的 放热，过度地放到加热器的入口。
这样的虚构处理，并不影响加热器的热平衡和物质 平衡，却人为地造成了加热器进、出口工质相等的 条件，可简化计算。
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系统的各种附加成份的处理
如轴封蒸汽的利用、抽气加热器、轴封加热器、泵的焓 升以及外部热源的利用等，分别归并入相应的加热器内， 一律不再单独分系统计算。
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写出下图的q γ τ
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二、抽汽等效热降和抽汽效率的计算
什么是等效热降 对于纯凝汽式汽轮
机，1kg 新蒸汽的 做功就等于它的焓 降
＃3 汇集式加热器排挤 1kg 抽汽，经过不同途径 最终都将变为凝结水并汇集于凝汽器，使主凝结水 增添了 1kg 。因而 2 加热器的抽汽将增加。
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同理，增添的 1kg 主凝 结水，也将流过＃1 加 热器。同时＃2 加热器 增加的抽汽份额 a 2～3 ， 其疏水将在＃1 中放出 热量 a 2～3 γ，因此，1 加热器的抽汽将增加
j 到 j-1 的做功为 hj-hj-1，这1kg 排挤抽
汽到j-1处只有
kg 继续往后
流动膨胀，而该处1kg 排挤抽汽的等效热降 为1kg 蒸汽的做功为 Hj-1
该式的意义在于从低加向高加计算，计算完H1， 再计算H2，可以利用相邻的关系简化计算
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（二）汇集式加热器之间的等效热降关系
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它的物理意义是，汇集加热器j的 1kg 排挤
反之，抽汽量增加时， 则表示作功的减少值。
显然，它考虑了比该 抽汽压力更低的抽汽 量的变化。
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抽汽效率ηj，如同一般效率概念一样，是作 功与加入热量之比。
如排挤 1kg 抽汽，需要加入的热量为 qj ， 而排挤 1kg 抽汽获得的功为 Hj 。
抽汽效率为：
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那进入汇集式加热器的工质会不会引起数量的
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毛等效热降：由于这样的计算没有考虑轴封 蒸汽的渗漏及利用、加热器的散热、抽气器 耗汽及泵功能量消耗等辅助成份的作功损耗
如果扣除这些附加成份的作功损失，则称为 净等效热降。
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其实
全部抽汽等效热降和抽汽效率，是一些完全 确定的数值和物理含意相当确切的参量。它 们以一次性参数供给，不必经常计算，成为 分析热力系统的重要参数。
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原来用于加热＃3加热器的热量来自抽热放 热
由于有纯热量q的进入，为了保证给水温度 的不变，必须减少抽汽放热量，就等于有一 部分蒸汽被节约了，从而返回汽轮机可以做 功
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假设这个纯热量 q 进入 ＃3 加热器中，正好使 ＃3 的抽汽节约 1kg , 这1kg 蒸汽称为排挤抽 汽。
这个被排挤的抽汽中有 一部分作功到汽轮机的 出口，另一部分作功到 后面各抽汽口再被抽出 用以加热给水。
出系统
对于进系统情况，可把热量 afhf ， 分为纯热量 a f ( h f一 hj ）和带 工质热量 afhj 来计算
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对于出系统情况，为了保持系统工质的平衡， 必须从凝汽器补入相同数量的化学水。显然， 这时主凝结水量不变，因而不会引起各抽汽 量的变化，故出系统的蒸汽系直达凝汽器的 汽流，故损失做功为
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三、热水携带热量从主凝结水或给水管路 进、出系统
纯热量 带工质的热量 ，正好与
混合点凝结水焓值同，因 此 afkg 热水恰好顶替 afkg 主凝结水。为了保 持系统工质的平衡，这时 进入凝汽器的化学补水相 应减少 af 。显然，它使 加热器中流过的主凝结水 减少 ，因而多做功：
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四、热水带热量从疏水管路进、出系统
γ:疏水在加热器中的 放热量，按加热器编 号有γ1、 γ2 γ3。。。 γj
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2 ．不同加热器的参数计算
把加热器分成两类：
疏水放流式加热器，它们属面式加热器，其疏 水方式为逐级自流者