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
()()()⎥⎦⎤
⎢⎣
⎡
----
-
-=n n n h h q h h q H q h h 11
1
2
2211
1
4γττ
()()()()n n n n
h h q q h h q q h h q h h q -+⎥⎦⎤
⎢⎣
⎡
-+----1311312
12
122
2333τγτγτγ
()(){()()()}
n n n n n h h q h h q h h q h h q H q H q h h --⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡
------
-
--=11
111
122233
3
22
2
11
1
4τγτγττ于是得
()33
3
22
2
11
1
44H q H q H q h h H n γττ-
-
-
-= kg kJ （8）
由式（8）可得出计算抽汽等效热降的通式：
()∑
-=--=1
1
j r r r
r
n j j H q A h h H kg kJ （9） 式中 r---加热器Noj 后更低压力抽汽口脚码；
r A ---取r γ或者r τ，如果Noj 加热器为汇集式加热器，则用r τ代替r A ；
如果Noj 加热器为疏水自流式加热器，则从Noj 加热器以下直到（包括）汇集式加热器，用r γ代替r A 。

各抽汽口等效热降算出后，对应的加热器抽汽效率j η可由下式求得
j
j j q H =
η。