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