等效焓降法的概念

第2章 等效焓降法的概念

2.1 等效热降的含义

对于纯凝汽式机组，1kg 新蒸汽进入汽轮机后，其热降为 H = h 0- h

n

(1)

式中 h 0---新蒸汽焓，kg kJ ; h n ---汽轮机排汽焓，kg kJ 。

对于回热抽汽式汽轮机，1kg 新蒸汽进入汽轮机，其热降为

H i =（h 0- h n ）－1α(h 1 - h n )-2α(h 2-h n )-…-z α(h z -h n )

=（h 0- h n ）(1-∑=z

1

r r r y α) kg kJ (2)

式中 y r =

n

0n

r h -h h -h ；

α---抽汽份额 ； y---抽汽做功不足系数； r---任意抽汽级的编号；

z---抽汽级数。

比较式(1)和式(2)可知，H i ﹤H 。但是，H i 和H 又相类似，都是1kg 蒸汽

的实际作功。为了使H i 和H 区别，称H i 为等效热降。等效的数量含义是回热抽汽式汽轮机1kg 新蒸汽所做的功，等效于（1-∑=z

1r r r y α）kg 蒸汽直接到达凝汽器的热降，故称之为等效热降。

2.2 抽汽等效热降

在某回热系统图中，假设有一个纯热量q 进入No3加热器，使No3加热器抽汽刚好少抽1kg 蒸汽，由于No3到No2加热器的疏水少了1kg ，疏水在No2加热器中少放的热量为

23_

2s s t t -

-=γ

式中

3s t -

---No3加热器疏水焓，kg kJ

2s t -

---No2加热器疏水焓，kg kJ

这个减少的热量由No2加热器多抽汽来进行补偿。多抽汽的份额为

2

2

32q γα=

式中 q 2---1kg 抽汽在No2加热器中的放热量，kg kJ 。

被排挤的1kg 抽汽除No2加热器多抽汽外，还有（1-32α）kg 蒸汽。这部分蒸汽凝结成水，通过No1加热器时，No1加热器要多抽汽，多抽汽份额为

1

1

3231)1(q ταα-=

式中

q 1---1kg 抽汽在No1加热器中的放热量，kg kJ ；

1τ---No1加热器中1kg 凝结水的焓升，kg kJ ；

32α---No3加热器排挤1kg 抽汽被分配到No2加热器中的份额； 31α---No3加热器排挤1kg 抽汽被分配到No1加热器中的份额；

No3加热器排挤1kg 抽汽在No1、No2有抽汽份额，产生了汽轮机做功不足。所以，No3加热器排挤1kg 抽汽在汽轮机中的做功为

H )()()(13123233n n n h h h h h h -----=αα kg kJ （3）

式中 3h 、2h 、1h --- No3、No2、No1加热器的抽汽焓，kg kJ 。 3H 就是等效热降，其符号为j H 。

为了计算方便，把Noj 加热器排挤1kg 抽汽在汽轮机中所做的功j H 与抽汽在该加热器中放热量j q 之比，称为该加热器的抽汽效率j η，其计算式为

j

j j q H =

η （4）

2.3 等效焓降的计算通式

等效热降的计算从凝汽器开始,以图2.1为例进行分析。 图2.1火力发电厂热力系统简图

No1加热器获得热量q 1后，恰好使其抽汽减少1kg ，被排挤的这1kg 蒸汽返回汽轮机继续做功到凝汽器，其等效热降等于实际焓降，等效热降为

n h h H -=11 kg kJ （5）

No2加热器获得热量2q 后，恰好排挤了1kg 抽汽，由于进入No1加热器的疏水少了1kg ，疏水在No1加热器中好放热量1γ，因而No1加热器要多抽汽，以便进行补偿。No1加热器多抽汽份额为

1

1

21q γα=

（6）

No2加热器被排挤的1kg 除分配一部分给No1加热器外，其余被排挤的抽汽（211α-）继续做功到凝汽器。其等效热降为

11

1

22)(H q h h H n γ-

-= kg kJ （7）

No3加热器获得热量3q 后恰好使其抽汽减少1kg 其中一部分做功到凝汽器，另一部分分别做功到No2和No1加热器的抽汽口被抽出，用以加热增加的1kg 凝结水。

No3汇集式加热器被排挤1kg 抽汽，经过不同途径最终到达凝汽器，主凝结水增加了1kg ，故No2加热器抽汽将增加，增加的抽汽份额为

2

2

32q τα=

同理，通过No1加热器的凝结水也增加1kg ，No2加热器增加的抽汽份额32α，其疏水在No1加热器中放的热量为32α1γ。这样，No1加热器的抽汽将增加，增加的抽汽份额为

1

1

321

1

1

1

32131q q q γατγατα-

=

-=

第三段抽汽的等效热降为

)()()(13123233n n n h h h h h h H -----=αα

将32α和31α代入上式，得

()()()n n n h h q q h h q h h H -⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛

----

-=111

321

122

2

33γαττ

()()()()n n n n h h q q h h q h h q h h -+-----=11

22211

122

2

3γτττ

=()()()()⎥⎦

⎤⎢⎣

⎡

-------n n n n h h q h h q h h q h h 11

122211

1

3γττ

=()22

2

11

1

3H q H q h h n ττ-

-

- kg kJ

如果No4加热器得到q 的热量，也恰恰排挤了1kg 抽汽，由于No4加热器疏水在No3加热器中少放了热量，No3加热器就要增加抽汽，增加的抽汽份额为

3

3

43q γα=

剩余的()431α-抽汽经过不同的途径将到达No2加热器，使No2加热器增加抽汽，增加的抽汽份额为

()2

32

32

2

2

2

43421q q q q τγτταα-

=

-=

增加的()431α-kg 凝结水，也将流经No1加热器。No2加热器中增加的抽汽份额42α，疏水在No1加热器中放热量γα42。No1加热器的抽汽将增加，增加的抽汽份额为

()3

213

121

21

21

33

11

1

1

42143411q q q q q q q q q γγτγτγττγ

αταα+

-

-

=

--=

第四段抽汽的等效热降为

()()()()n n n n h h h h h h h h H -------=14124234344ααα

()()()()n n n n h h q q q q q q q q h h q q q h h q h h -⎪⎪⎭⎫

⎝⎛+----⎪⎪⎭⎫

⎝⎛

-

---

-=1321321212113131

1223232

2

33

3

4γτγτγτγττγτγ()()()()()

n n n n n h h q h h q q h h q h h q h h ---+----

-=33

312

12122

211

1

4γτγττ

()()()n n n h h q q h h q q q h h q q -+---+

11

31313

2132122

32

3τγγτγτγ