【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 時(shí)，如果我們將這部分熱量看作是余熱利用進(jìn)行處理，也就是說(shuō)只考慮它的做功，而不考慮循環(huán)加進(jìn)去的熱量的增加。那么裝置的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)因?yàn)橛酂岬睦枚靡蕴岣?。?duì)于純熱量qw流入系統(tǒng)，與等效焓降的性質(zhì)完全相同，所以該熱量的作功即為新蒸汽等效焓降的變化，可按照等效焓降的概念直接寫出。由于熱量利用在能級(jí)j上，故新蒸汽等效焓降的增量為?H=qwηj。因視外來(lái)熱量為余熱利用，則循環(huán)加入熱量Q保持不變，而利用外部熱量后的新蒸汽等效焓降為H’=H+?H，裝置效率相對(duì)提高為Δηi=?H?H+H*100 [%]注意:此公式應(yīng)用在循環(huán)吸熱量保持不變的前提下。2）內(nèi)部熱量進(jìn)出系統(tǒng)對(duì)除氧器中排汽余熱的回收利用、給水泵的焓升，及相關(guān)熱力設(shè)備或管道的散熱損失都屬于無(wú)工質(zhì)攜帶的內(nèi)部熱量。這類熱量進(jìn)入系統(tǒng)是指對(duì)內(nèi)部純熱量的利用的問(wèn)題，熱量流出系統(tǒng)則反映純熱量的損失問(wèn)題。所以，由這些熱量損失引起的做功量的變動(dòng)便可以利用等效焓降法來(lái)計(jì)算求得。，τb表示給水泵的焓升，這部分熱量進(jìn)入系統(tǒng)并被利用在j能級(jí)上，所以可利用等效焓降法求得新蒸汽的等效焓降的增加量ΔH=τb*ηj [kJ/kg]那么泵功的焓升熱量的回收后的經(jīng)濟(jì)效果為：Δηj=ΔHΔH+H*100 [%]當(dāng)涉及到內(nèi)部的純熱量流出系統(tǒng)時(shí)，可以利用等效焓降法原理按照其所處的能級(jí)求出這部分熱量引起的熱經(jīng)濟(jì)性的降低和做功的損失，其計(jì)算過(guò)程和內(nèi)部熱量的利用基本一樣，只是它們一個(gè)表示經(jīng)濟(jì)性的提高和做功的增加，另外一個(gè)表示經(jīng)濟(jì)性的降低及做功的減少。那么，其裝置的經(jīng)濟(jì)性相對(duì)降低Δηj=ΔHHΔH*100 [%]、外熱量出入熱系統(tǒng)攜帶有工質(zhì)的熱量，不管是內(nèi)部熱量還是外部熱量，熱量進(jìn)出系統(tǒng)的同時(shí)，攜帶著的相關(guān)工質(zhì)也進(jìn)出系統(tǒng)。所以，對(duì)這種問(wèn)題的處理和純熱量的處理過(guò)程有些不同，使用等效焓降法計(jì)算時(shí)不可忽略系統(tǒng)工質(zhì)的變動(dòng)。1） 蒸汽攜帶熱量流進(jìn)系統(tǒng)，份額為αf且具有hf焓值的蒸汽從j級(jí)流進(jìn)系統(tǒng)。外部的蒸汽被用于加熱器、軸封漏汽被回收并利用在加熱器中都屬于這種情況，摒棄都是為了提高裝置的經(jīng)濟(jì)性。為了確定工質(zhì)攜帶著熱量流入系統(tǒng)時(shí)引起裝置經(jīng)濟(jì)性和做功的變動(dòng)，一般把該熱量分兩方面來(lái)分別分析研究：一方面是指純熱量αf（hfhj）；另外一方面則是帶工質(zhì)的熱量αfhj。因?yàn)榧儫崃坷迷诔槠蕿棣莏的能量級(jí)上，所以可用等效焓降的概念進(jìn)行處理，從而求得做功量為αf（hfhj）ηj。其余帶工質(zhì)的熱量(αfhj）恰好和該級(jí)的抽汽比焓(hj)相等,所以質(zhì)量為αf千克的來(lái)汽正好替代相同質(zhì)量的抽汽，并且沒(méi)有疏水的變化。為了使系統(tǒng)的工質(zhì)始終保持平持平衡狀態(tài)，必須隨之減少同樣質(zhì)量的進(jìn)入凝汽器的化學(xué)補(bǔ)充水，以來(lái)維持系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的平衡。又因?yàn)橹髂Y(jié)水量和疏水的質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生變化，所以，各級(jí)加熱器的抽汽量將不會(huì)受到影響。那么被替換的抽汽重新返回到汽輪機(jī)中，直接流至凝汽器中，則做功為αf（hfhn）。綜上可得，蒸汽攜帶的熱量的全部作功等于兩部分熱量作功之和。即?H=αf[(hfhj)ηj+(hfhn)] [kJ/kg]裝置的經(jīng)濟(jì)性的相對(duì)變化為 Δηi=?HH+?H*100 [%]2） 熱水?dāng)y帶熱量流入系統(tǒng)不管是內(nèi)部的熱水還是外部熱水流進(jìn)系統(tǒng)，都有兩種進(jìn)入方式：第一種就是從疏水的管路流入，另外一種就是從主凝結(jié)水的管路進(jìn)入系統(tǒng)。但是因?yàn)闊崴畯牟煌牡攸c(diǎn)進(jìn)入，其所形成的經(jīng)濟(jì)效果和使用的計(jì)算方法也不完全相同當(dāng)熱水從主凝結(jié)水的管路進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)，焓值為hf、份額是αf的熱水從j級(jí)加熱器的主凝結(jié)水的管路流入，可將進(jìn)入系統(tǒng)的熱量分為兩個(gè)部分來(lái)分析計(jì)算熱水?dāng)y帶熱量進(jìn)入系統(tǒng)而造成做功和裝置熱經(jīng)濟(jì)性的變動(dòng)：第一部分指純熱量流入αf（hfhwj），第二部分指帶工質(zhì)的熱量αfhwj。易于發(fā)現(xiàn)，純熱量流入系統(tǒng)時(shí)造成的做功變動(dòng)的問(wèn)題和等效焓降的概念是一致的。又因?yàn)樵摬糠譄崃孔饔迷诔槠蕿棣莏+1的能級(jí)上，所以做功量為αf（hfhwj）ηj+1。另外一部分帶工質(zhì)的熱量流入系統(tǒng)時(shí)，和混合點(diǎn)處的凝結(jié)水焓hwj恰好一致，所以質(zhì)量為αf千克的熱水剛好能夠替代相同質(zhì)量的主凝結(jié)水。那么為了維持整個(gè)系統(tǒng)的工質(zhì)平衡，需要相應(yīng)的減少相同質(zhì)量的化學(xué)補(bǔ)充水。從而使流過(guò)第1至第j級(jí)加熱器的主凝結(jié)水減少相應(yīng)質(zhì)量，那么將獲得做功αfr=1jτrηr。綜上可知，熱水通過(guò)主凝結(jié)水的管路進(jìn)入系統(tǒng)的全部做功等于兩部分的熱量之和：?H=αfhfhwjηj+1+r=1jτrηr [kJ/kg]裝置的經(jīng)濟(jì)性的相對(duì)變化為：Δηi=?HH+?H*100 [%]當(dāng)熱水通過(guò)疏水管道進(jìn)入系統(tǒng)，焓值為hf、份額是αf的熱水從j級(jí)加熱器的疏水管道流入系統(tǒng)時(shí)，同樣可將進(jìn)入系統(tǒng)的熱量分為兩個(gè)部分來(lái)分析計(jì)算熱水流入系統(tǒng)而造成做功和裝置熱經(jīng)濟(jì)性的變動(dòng)：第一部分是指純熱量αf（hfhsj），另一部分則是指帶工質(zhì)的熱量αfhsj。同樣純熱量進(jìn)入系統(tǒng)引起的作功變化的問(wèn)題是和等效焓降的概念是一致的，作用在j1加熱器，功量為αf（hfhsj）ηj1。帶工質(zhì)的熱量為αfhsj，沿著疏水管路逐級(jí)自流，在j1級(jí)到m級(jí)加熱器分別放出熱量αrγr，所以作功為αfmj1ηrγr。當(dāng)該熱水進(jìn)入加熱器m后，代替αfkg的主凝結(jié)水，為維持系統(tǒng)的工質(zhì)平衡，對(duì)應(yīng)減少相同質(zhì)量的進(jìn)入凝汽器的化學(xué)補(bǔ)充水量，因此作功為αfr=1m1τrηr?？偟淖鞴?H=αfhfhsjηj1+r=1m1τrηr [kJ/kg] 裝置的經(jīng)濟(jì)性相對(duì)變化為Δηi=?HH+?H*100 [%]3) 帶工質(zhì)的熱量流出系統(tǒng)熱力設(shè)備及其系統(tǒng)內(nèi)存在的工質(zhì)泄漏和為了保證外部需要而提供的帶工質(zhì)的熱量，都是屬于帶工質(zhì)的熱量流出系統(tǒng)。其存在的形式既可以是熱水（疏水或者給水），也可以是蒸汽。帶工質(zhì)的熱量流出系統(tǒng)的定量分析計(jì)算公式是帶工質(zhì)的熱量流入系統(tǒng)定量公式的一個(gè)簡(jiǎn)單特例，也就是說(shuō)使系統(tǒng)的計(jì)算公式中的純熱量等于零就可以了。則其做功損失表示公式可以寫成：?H=αfhfhn [kJ/kg]裝置的熱經(jīng)濟(jì)性的相對(duì)降低為：Δηi=?HH?H*100 [%]此公式表示蒸汽流出系統(tǒng)造成αf的工質(zhì)損失，為了保持系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的平衡，必然需要從凝汽器補(bǔ)充進(jìn)相同數(shù)量的化學(xué)補(bǔ)充水，故流出系統(tǒng)的蒸汽是直接送達(dá)凝汽器的汽流，其所造成的損失為αfhfhn。值得注意的是上述公式均指是適用于從汽輪機(jī)本體流出系統(tǒng)的蒸汽。如果從系統(tǒng)的其他地方流出系統(tǒng)的蒸汽，其所產(chǎn)生的作功損失不能使用該公式，應(yīng)依據(jù)系統(tǒng)的具體情況而定，查找蒸汽從汽輪機(jī)本體流出的源頭，按照汽輪機(jī)本體源頭的各項(xiàng)參數(shù)流出系統(tǒng)用上述公式來(lái)計(jì)算做功損失，然后再減去由蒸汽沿系統(tǒng)而發(fā)生的熱量變遷引起的作功變化（功量變化可使用等效熱降計(jì)算），這才應(yīng)該是該蒸汽的作功損失。給水帶熱量流出系統(tǒng)的定量公式就是將熱水?dāng)y帶熱量進(jìn)入主凝結(jié)水系統(tǒng)公式中的純熱量(hfhwj)ηj+1視為零，那么其做功損失為?H=αfr=1jτrηr [kJ/kg]裝置的熱經(jīng)濟(jì)性相對(duì)降低為Δηi=?HH?H*100 [%]上述公式表示給水流出系統(tǒng)造成αf千克的工質(zhì)損失，為了維持系統(tǒng)工質(zhì)的平衡狀態(tài)，必然需要從凝汽器補(bǔ)充進(jìn)相同數(shù)量的化學(xué)補(bǔ)充水，那么將相應(yīng)增加相同質(zhì)量的流過(guò)1至j級(jí)加熱器的水量，該過(guò)程將會(huì)增加吸熱αfr=1jτr，那么做功損失為αfr=1jτrηr。疏水?dāng)y帶熱量流出系統(tǒng)的定量分析公式是令熱水?dāng)y帶熱量流進(jìn)疏水系統(tǒng)公式中的純熱量(hfhsj)ηj1項(xiàng)等于零，那么其作功損失為?H=αfr=mj1γrηr+r=1m1τrηr [kJ/kg]綜上可知，帶工質(zhì)熱量出系統(tǒng)和進(jìn)系統(tǒng)的定量分析公式是通用的。從熱力過(guò)程可知工質(zhì)攜帶熱量出系統(tǒng)不存在純熱量部分，所以出系統(tǒng)的定量公式需要取消進(jìn)系統(tǒng)公式中的純熱量項(xiàng)。根據(jù)再熱機(jī)組的熱力系統(tǒng)圖可知，系統(tǒng)中高壓缸內(nèi)的排汽在再熱器前后分成兩段，再熱前的稱為再熱冷段，則再熱后的稱為再熱熱段。由于再熱器的存在以及蒸汽流經(jīng)再熱器時(shí)進(jìn)行吸熱的原因，使等效焓降的計(jì)算及其應(yīng)用于非再熱機(jī)組有所不同。這些差別集中體現(xiàn)在再熱冷段及其以上區(qū)段，因?yàn)榱鬟M(jìn)這些區(qū)段的抽汽當(dāng)發(fā)生排擠抽汽時(shí)都將流過(guò)再熱器而進(jìn)行再吸熱。由此出現(xiàn)兩個(gè)問(wèn)題，一方面當(dāng)排擠抽汽進(jìn)行再吸熱時(shí)它將與等效焓降中保持熱量不變的基本要求相矛盾；另外一方面，排擠抽汽的做功不僅包含添加的純熱量qj在汽機(jī)中的做功，還包含因流經(jīng)再熱器再吸熱而做的功。因此這種情況下就與我們所說(shuō)的等效焓降有所差別，所以在分析研究再熱機(jī)組的等效焓降時(shí)不可忽視這兩方面的影響。對(duì)于以上再熱機(jī)組等效焓降中的注意點(diǎn)，我們主要采取兩方面的解決措施：一種是恢復(fù)循環(huán)吸熱的真實(shí)性，使它隨系統(tǒng)的變動(dòng)而變，這樣的等效焓降稱之為再熱機(jī)組的變熱量等效焓降；另外一種也就是繼續(xù)維持循環(huán)吸熱量Q的不變，也就是定熱量的等效焓降。但我們真正處理相關(guān)問(wèn)題時(shí)常采用變熱量的等效焓降法。實(shí)踐證明運(yùn)用定熱量等效焓降法進(jìn)行分析計(jì)算的原則及其計(jì)算結(jié)果是完全正確的，但是同時(shí)存在概念比較抽象、運(yùn)用常規(guī)計(jì)算方法計(jì)算裝置的效率工作量較大等缺點(diǎn)。因此常采用變熱量的等效焓降法來(lái)避免以上缺點(diǎn)，從而確定外置式蒸汽冷卻器系統(tǒng)中的等效焓降。變熱量的等效焓降就是指順其自然，恢復(fù)真實(shí)的循環(huán)吸熱，使之隨著系統(tǒng)變化而變化。這樣可使計(jì)算過(guò)程和常規(guī)計(jì)算時(shí)的方法及習(xí)慣保持一致，使問(wèn)題既可維持等效焓降分析的準(zhǔn)確、簡(jiǎn)捷的特色，又使問(wèn)題變得直觀易懂。由于再熱熱段之后任何的排擠抽汽都不會(huì)影響流過(guò)再熱器的份額αzr ，那么也就不會(huì)影響再熱吸熱量。所以此時(shí)計(jì)算變熱量的等效焓降與非再熱機(jī)組一樣，也和定熱量的等效焓降計(jì)算一樣，計(jì)算通式為： Hj0=hjhnr=1j1Arηr [kJ/kg]然而再熱冷段至新蒸汽之間發(fā)生排擠單位抽汽時(shí)，這些蒸汽將流過(guò)再熱器而進(jìn)行再吸熱，則蒸汽返回汽機(jī)的實(shí)際做功為 Hj0=hj+σhnr=1j1Arηr [kJ/kg]值得注意的是，這是蒸汽返回汽輪機(jī)的實(shí)際做功，不僅包括排擠1kg蒸汽所需加入熱量的做功，而且還包括排擠抽汽引起再熱器吸熱增量的作功。所以再熱冷段以上出現(xiàn)任何排擠抽汽（包括增加抽汽），都將改變?cè)贌崞髦械恼羝蓊~，也就是會(huì)改變?cè)贌崞鞯奈鼰崃?。這就是所謂變熱量的含義。讓循環(huán)吸熱量自然變動(dòng)而求得的抽汽等效熱降稱之為變熱量等效熱降。為了區(qū)別于定熱量等效焓降Hj，我們用符號(hào) Hj0表示變熱量等效焓降。安慶電廠1000MW超超臨界機(jī)組在THA工況下變熱量等效焓降計(jì)算（、）。1) 抽汽的等效焓降Hj0和抽汽效率ηj0的計(jì)算（單位為[kJ/kg]）H10=h1hn= H20=h2h1+(1γ1q1) H10=H30=h3hnτ2q2H20τ1q1H10=H40=h4h3+(1γ3q3)H30=H50=h5h4+(1γ4q4)H40=H60=h6h3+H30τ3q3H30τ4q4H40τ5q5H50=H70=h7h6+(1γ6q6)H60=H80=h8h7+σ+(1γ7q7)H70=H90=h9h8+1γ8q8H80=η10=H10q1= η20=H20q2=η30=H30q3= η40=H40q4=η50=H50q5= η60=H60q6=η70=H70q7= η80=H80q8= η90=H90q9=2) 再熱冷段以上排擠1kg蒸汽所造成的再熱器吸熱增量計(jì)算?Qzr8=σ= [kJ/kg]?Qzr9=1γ8q8σ= [kJ/kg]3） 新蒸汽等效焓降計(jì)算（a) 新蒸汽毛等效焓降HmHm=h0+σhnr=19τrηr= [kJ/kg]（b) 各種附加成分引起的損失∏∏1=αf1(hf1hn+σqf1η10)= [kJ/kg]∏2=αf2(hf2hnqf2η10)= [kJ/kg]∏3=αf3[hf3hnqf3η10]= [kJ/kg]∏4=αf4(hf4hnqf4η10)= [kJ/kg]∏5=αf5hf5hnqf5η10= [kJ/kg