热力发电厂回热系统计算.pptx

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1、会计学1热力发电厂回热系统计算热力发电厂回热系统计算回热系统重点回热系统重点 回热的意义 加热器的类型 影响回热的主要因素(tfw、z、j 回热的热力系统及经济性分析 回热系统的计算 第1页/共26页回热系统的参数回热系统的参数n n对回热效率产生影响的参数n n回热级数回热级数Z Zopop、给水焓升、给水焓升j jopop、给水、给水焓焓h hfwfwopop（给水温度（给水温度t tfwfw）n n最佳回热级数n nt t111/1+M/(Z+1)1/1+M/(Z+1)Z+1Z+1111/e1/eM Mn n效率是效率是Z Z的递增函数；但增长率逐步的递增函数；但增长率逐步下降下降n n

2、高效段曲线较平坦；一般取高效段曲线较平坦；一般取Z Zopop7 79 9级级n n最佳给水焓升n nt t11qqc c/(q/(qb0b0+b0b0)q)q/(q+)/(q+)n n因优化假设不同有平均分配、焓降因优化假设不同有平均分配、焓降分配和几何分配分配和几何分配n n平均分配法：平均分配法：j jopop(h(hb b h hc c)/(Z+1)/(Z+1)n n最佳给水焓升的本质是汽轮机抽汽最佳给水焓升的本质是汽轮机抽汽压力的优化压力的优化n n最佳给水焓n nh hfwfwopop h hc c Z Zj jopop第2页/共26页回热的热力系统及经济性分回热的热力系统及经济性

3、分析析逐级自流逐级自流疏水泵系统疏水泵系统n n疏水泵将疏水打入入口水管道疏水泵将疏水打入入口水管道n n疏水泵将疏水打入出口水管道疏水泵将疏水打入出口水管道混合式加热器经济性增加实际回热加热原则性热力系统第3页/共26页n n第四章、给水回热加热系统第四章、给水回热加热系统n n4.3 4.3 回热系统的计算与分析回热系统的计算与分析n n4.4 4.4 回热加热器的运行回热加热器的运行第4页/共26页4.3 回热系统的计算与分析回热系统的计算与分析n n4.3.1 4.3.1 计算目的及基本公式计算目的及基本公式n n4.3.2 4.3.2 计算方法和步骤计算方法和步骤n n4.3.3 4

4、.3.3 热平衡式的拟定热平衡式的拟定n n4.3.4 4.3.4 简捷热平衡计算简捷热平衡计算n n4.3.5 4.3.5 回热效果的完善化回热效果的完善化第5页/共26页4.3.1 计算目的及基本公式计算目的及基本公式n n计算的目的n n确定某工况时机组的经济指标和确定某工况时机组的经济指标和汽水流量分布汽水流量分布n n确定最大工况下的汽水流量选择确定最大工况下的汽水流量选择辅助设备和管道辅助设备和管道n n确定热力系统不同连接方式的经确定热力系统不同连接方式的经济性选择技改方案济性选择技改方案n n计算方法n n定功率计算：已知功率，计算进定功率计算：已知功率，计算进汽量和各级抽汽量

5、汽量和各级抽汽量n n定流量计算：已知进汽量，计算定流量计算：已知进汽量，计算功率和各级抽汽量功率和各级抽汽量n n简捷热平衡：单位进汽下计算各简捷热平衡：单位进汽下计算各级抽汽份额和指标级抽汽份额和指标n n基本公式n n汽轮机内效率汽轮机内效率 i iWWi i/Q/Q0 0=w=wi i/q/q0 0n n汽轮机功率平衡汽轮机功率平衡3600P3600Pel elWWi i mm g gDD0 0w wi i mm g g第6页/共26页4.3.2 计算方法和步骤计算方法和步骤1n n热平衡计算的实质n n对于含有对于含有z z级抽汽的汽轮机，热平级抽汽的汽轮机，热平衡计算涉及衡计算涉及

6、z z2 2变量变量n n需要已知电功率、进汽量中的需要已知电功率、进汽量中的1 1个，个，则含则含z z1 1个未知量个未知量n n共可列出共可列出z z个加热器的热平衡以及个加热器的热平衡以及1 1个功率方程个功率方程n n热平衡计算方法n n并联计算：联立求解在并联计算：联立求解在z z1 1个独个独立的方程组立的方程组n n串联计算：依由高到低的顺序计串联计算：依由高到低的顺序计算算z z个抽汽流量和指标个抽汽流量和指标n n计算步骤n n整理或取用数据（加热器参数制整理或取用数据（加热器参数制约关系详见后述）约关系详见后述）n n用加热器的热平衡求抽汽份额；用加热器的热平衡求抽汽份额

7、；用功率方程求功率用功率方程求功率n n对计算结果进行校核；并计算经对计算结果进行校核；并计算经济指标济指标第7页/共26页4.3.2 计算方法和步骤计算方法和步骤2n n参数整理（初终焓、抽汽焓、加热器进、出口焓）参数整理（初终焓、抽汽焓、加热器进、出口焓）n n表面式加热器参数制约关系表面式加热器参数制约关系n n加热器出水温度及疏水温度与壳侧压力的关系加热器出水温度及疏水温度与壳侧压力的关系n n出水温度与壳侧压力出水温度与壳侧压力n nt twjwjt tsj sj 其中其中 取决于传热效果取决于传热效果n n其中其中t tsj sj是壳侧压力是壳侧压力(p(pnjnj)饱和温度而饱和

8、温度而p pnjnjp pj j(1-p(1-pj j)n n在热力计算中在热力计算中 2 23(3(高加高加)；3 35(5(低加低加)n n疏水温度与壳侧压力疏水温度与壳侧压力n nt tdj dj=t=twj+1wj+1+其中其中 疏水端差与疏水端差与DCDC传热状况有关传热状况有关n n其中其中t twj+1wj+1是是j+1j+1级加热器的出口水温级加热器的出口水温n n在热力计算中在热力计算中 8 81212n n出水焓与疏水焓出水焓与疏水焓n n精确计算：精确计算：hwjhwjf(pwj,twj)f(pwj,twj)hdj=f(pnj,tdj)hdj=f(pnj,tdj)n n近

9、似计算：近似计算：hwjhwj4.18*twj4.18*twjhdj=4.18*tdjhdj=4.18*tdj第8页/共26页4.3.3 热平衡式的拟定热平衡式的拟定n n热力系的取定n n热力系可以是一个或数个相邻加热力系可以是一个或数个相邻加热器（加热器组）热器（加热器组）n n对带疏水泵的加热器，常将混合对带疏水泵的加热器，常将混合点划入该加热器单元点划入该加热器单元n n当末级加热器疏水至热井时连同当末级加热器疏水至热井时连同热井视作加热器单元热井视作加热器单元n n加热器的散热损失n n两种热平衡计算方法两种热平衡计算方法n n吸热量放热量吸热量放热量h h；吸放热量为流；吸放热量为

10、流量与焓降的积量与焓降的积n n流入热量流出热量；流入热量为流入热量流出热量；流入热量为流量、焓以及流量、焓以及 h h的积的积n n广义冷源损失广义冷源损失n n吸放热量方式，冷源损失吸放热量方式，冷源损失 放热量放热量（1 1 h h）n n进出热量方式，冷源损失进出热量方式，冷源损失 放热流放热流量量 焓焓（1 1 h h）（h h为加热器效率）为加热器效率）第9页/共26页4.3.4 简捷热平衡计算简捷热平衡计算n n以单位进汽为计算基准n n各计算节点汽水焓值计算（参数制约关系）n n加热器的热平衡n n抽汽放热量、疏水放热量、给凝抽汽放热量、疏水放热量、给凝水吸热量水吸热量(C(C

11、型、型、F F型型)n n抽汽份额计算（需要抽汽份额计算（需要j j1 1加热器流加热器流量平衡的支持）量平衡的支持）n n经济指标计算n n单位进汽的循环吸热量、循环放单位进汽的循环吸热量、循环放热量、循环作功量热量、循环作功量n n汽轮机内效率、汽轮发电机组热汽轮机内效率、汽轮发电机组热耗率、机组热效率耗率、机组热效率n n功率或进汽量计算n n定功率计算：已知功率，定功率计算：已知功率，DD0 03600P3600Pel el/w/wi i mgmgn n定流量计算：已知流量，定流量计算：已知流量，P Pel el DD0 0w wi i mgmg/3600/3600第10页/共26页回

12、热系统各加热器的计算公式回热系统各加热器的计算公式计算顺序：计算顺序：计算顺序：计算顺序：由高加至低加由高加至低加由高加至低加由高加至低加计算所需的量计算所需的量计算所需的量计算所需的量(抽汽放热量抽汽放热量抽汽放热量抽汽放热量qjqjqjqj、给水焓升、给水焓升、给水焓升、给水焓升j j j j、疏水放热量疏水放热量疏水放热量疏水放热量j j j j)n n高加抽汽份额的计算；高加抽汽份额的计算；n n混合式（除氧器）抽汽份额的计算；混合式（除氧器）抽汽份额的计算；n n低加抽汽份额的计算；低加抽汽份额的计算；n n功率方程；功率方程；第11页/共26页4.3.4 简捷热平衡计算简捷热平衡计

13、算1第12页/共26页4.3.4 简捷热平衡计算简捷热平衡计算2n n初终再热参数初终再热参数n nh h0 0=f(p=f(p0 0,t,t0 0);h);hr r=f(p=f(pr r,t,tr r)n nH=hH=hr r-h-hct ct=f(p=f(pr r,t,tr r,p,pc c)n nh hc c=h=hr r-H*H*ri ri (已知效率已知效率)n nh hc cf(pf(pc c,x,xc c)()(已知干度已知干度)n n抽汽参数抽汽参数n nh hj j=f(p=f(pj j,t,tj j)(j=1,2,3)(j=1,2,3)n n加热器参数加热器参数n nt t

14、sj sj=f(p=f(pnjnj)其中其中p pnjnj=(1-p=(1-pj j)p)pj jn nt twjwj=t=tsj sj-j j其中其中 j j取为常数取为常数n nt tdj dj=t=tsj sj 无疏水冷却器无疏水冷却器n nt tdj dj=t=twj+1wj+1+j j j j取为常数取为常数n nh hwjwj=t=twjwj*4.18 h*4.18 hdj dj=t=tdj dj*4.18*4.18第13页/共26页4.3.4 简捷热平衡计算简捷热平衡计算3n n1 1加热器的热平衡计算加热器的热平衡计算n n吸放热量：吸放热量：q q1 1=h=h1 1-h-h

15、d1d1；1 1=0=0；1 1=h=hw1w1-h-hw2w2n n进出水量：进出水量：A A1 1=1=1；B B1 1=0=0n n抽汽份额：抽汽份额：1 1=1 1/q/q1 1n n2 2加热器的热平衡计算加热器的热平衡计算n n吸放热量：吸放热量：q q2 2=h=h2 2-h-hw3w3；2 2=h=hd1d1-h-hw3w3；2 2=h=hw2w2-h-hw3w3n n进出水量：进出水量：A A2 2=1=1；B B2 2=1 1n n抽汽份额：抽汽份额：2 2=(=(2 2-B-B2 2 2 2)/q)/q2 2n n3 3加热器的热平衡计算加热器的热平衡计算n n吸放热量：

16、吸放热量：q q3 3=h=h3 3-h-hd3d3；3 3=0=0；3 3=h=hw3w3-h-hwcwcn n进出水量：进出水量：A A3 3=1-=1-1 1-2 2；B B3 3=0=0n n抽汽份额：抽汽份额：3 3=(A=(A3 3 3 3)/q)/q3 3第14页/共26页4.3.4 简捷热平衡计算简捷热平衡计算4n n循环吸热量循环吸热量n n循环吸热量：循环吸热量：q q0 0=h=h0 0-h-hw1w1+(1-+(1-1 1)(h)(hr r-h-h1 1)n n循环放热量循环放热量n n循环放热量：循环放热量：q qc c c c(h(hc c-h-hwcwc)+)+3

17、 3(h(hd3d3-h-hwcwc)n n式中凝汽份额式中凝汽份额 c c=1-=1-1 1-2 2-3 3n n循环作功量循环作功量n n作功量：作功量：w wi iq q0 0q qc cn n作功量：作功量：w wi i(h(h0 0-h-hc c+)-+)-1 1(h(h1 1+-h+-hc c)-)-2 2(h(h2 2-h-hc c)3 3(h(h3 3-h-hc c)n n绝对内效率绝对内效率n n绝对内效率：绝对内效率：i i w wi i/q/q0 0n n绝对电效率：绝对电效率：e e i i mm g gn n热耗率：热耗率：HRHRt t3600/3600/e e第1

18、5页/共26页4.3.5 回热效果的完善化回热效果的完善化1n n回热效果的标志n n回热由于作功能力相对增长故能够回热由于作功能力相对增长故能够提高循环效率提高循环效率n n效率增长的程度取决于动力系数和效率增长的程度取决于动力系数和朗肯循环效率朗肯循环效率n n动力系数动力系数A Ar rWWr r/W/Wc c为回热汽流功为回热汽流功与凝汽流功比与凝汽流功比n n回热汽流功：回热汽流功：WWr r r r(h(h0 0-h-hr r)对于对于非再热机组非再热机组n n凝汽流作功：凝汽流作功：WWc c c c(h(h0 0-h-hc c)对于对于非再热机组非再热机组n n影响回热效果的因

19、素n n热力系统热力系统F FmmCFCFn n中中F F型居多其中型居多其中mnmn为高低加个数为高低加个数n nF F 型存在端差和疏水排挤低压抽汽型存在端差和疏水排挤低压抽汽双重消极影响双重消极影响n nC C型加热器工作压力决定其位置及型加热器工作压力决定其位置及高低加的个数高低加的个数第16页/共26页4.3.5 回热效果的完善化回热效果的完善化2n n加热器的出口水温n n定义：定义：t tsj sjt twjwj，则，则t twjwjt tsj sj n n其中其中t tsj sj是壳侧压力是壳侧压力(p(pnj nj)饱和温度而饱和温度而p pnj njp pj j(1-p(1

20、-pj j)n n在热力计算中在热力计算中 2 23(3(高加高加)；3 35(5(低加低加)n nF型加热器回热效果的改善n n减少抽汽管道流动阻力提高壳侧压减少抽汽管道流动阻力提高壳侧压力，提高出水温度力，提高出水温度n n强化传热降低端差，提高出水温度强化传热降低端差，提高出水温度n n减少管侧导热热阻（受热面清洁）减少管侧导热热阻（受热面清洁）n n减少壳侧对流热阻（不凝结气体抽出）减少壳侧对流热阻（不凝结气体抽出）n n保持加热器正常水位（疏水调节阀工保持加热器正常水位（疏水调节阀工作正常）作正常）n n利用疏水热量利用疏水热量n n防止疏水带汽防止疏水带汽n n末级疏水回收至热井末

21、级疏水回收至热井第17页/共26页4.3.5 回热效果的完善化回热效果的完善化3n n表面式加热器疏水热量损失n n疏水自流进入低压级造成高压热疏水自流进入低压级造成高压热能用于低压级能用于低压级n n疏水损失热量决定于疏水温度和疏水损失热量决定于疏水温度和疏水流量疏水流量n n疏水热量利用的途径n n使用疏水冷却器可降低疏水温度使用疏水冷却器可降低疏水温度减少热量损失减少热量损失n n使用疏水泵可切断排放疏水从而使用疏水泵可切断排放疏水从而避免热量损失避免热量损失n n疏水冷却器的使用n n因无转动设备疏水冷却器可用于因无转动设备疏水冷却器可用于高低压加热器高低压加热器n n虽然疏水泵节能效

22、果好但消耗厂虽然疏水泵节能效果好但消耗厂用电维修量大常见用于低压加热用电维修量大常见用于低压加热器，而且一般不超过两台器，而且一般不超过两台第18页/共26页4.3.5 回热效果的完善化回热效果的完善化4n n蒸汽冷却器的作用蒸汽冷却器的作用n n利用抽汽过热度可以提高出口水温度从而利用抽汽过热度可以提高出口水温度从而达到降低加热器传热端差的目的达到降低加热器传热端差的目的n n蒸汽冷却器内部传热过程蒸汽冷却器内部传热过程n n加热器被分成蒸汽冷却段与主凝结段抽汽加热器被分成蒸汽冷却段与主凝结段抽汽进蒸汽冷却段而疏水进主凝结段进蒸汽冷却段而疏水进主凝结段n n在加热器的蒸汽冷却段中壳侧为过热蒸

23、汽在加热器的蒸汽冷却段中壳侧为过热蒸汽对流换热，管侧为给水对流换热对流换热，管侧为给水对流换热n n由于加热器的壳侧是单相工质对流换热，由于加热器的壳侧是单相工质对流换热，抽汽过热度可用于提高出水温度抽汽过热度可用于提高出水温度n n蒸汽冷却器的使用蒸汽冷却器的使用n n常用于抽汽过热度较高的常用于抽汽过热度较高的F F 型加热器型加热器第19页/共26页4.3.5 回热效果的完善化回热效果的完善化5n n 外置式外置式SCSCn n外置式蒸汽冷外置式蒸汽冷却器是充分利却器是充分利用抽汽过热度用抽汽过热度的装置。它可的装置。它可以实现抽汽过以实现抽汽过热度的跨级利热度的跨级利用。形式有外用。形

24、式有外置串联和外置置串联和外置并联两种。前并联两种。前者稳定但过热者稳定但过热度利用少；后度利用少；后者过热度利用者过热度利用充分但不稳定充分但不稳定第20页/共26页4.3.5 回热效果的完善化回热效果的完善化6n n疏水冷却器的作用疏水冷却器的作用n n进口凝进口凝(给给)水在水在DCDC中对疏水冷却降温中对疏水冷却降温n n疏水冷却器内部传热过程疏水冷却器内部传热过程n n加热器被分成主凝结段与疏水冷却段加热器被分成主凝结段与疏水冷却段n nDC DC 为壳侧为壳侧(饱和饱和)水管侧凝水管侧凝(给给)水换热水换热n nDCDC单相工质换热单相工质换热,疏水温度得以降低疏水温度得以降低n

25、n疏水温度的确定疏水温度的确定n n疏水端差：疏水端差：=t=tdj dj-t-twj+1wj+1,则则t tdj dj=t=twj+1wj+1+n n其中其中t twj+1wj+1是是j+1j+1级加热器的出口水温级加热器的出口水温n n在热力计算中在热力计算中 8 81212n n说明：只有含说明：只有含DCDC加热器才有疏水端差对于加热器才有疏水端差对于无疏水冷却器的加热器无疏水冷却器的加热器t tdj dj=t=tsj sj第21页/共26页4.3.5 回热效果的完善化回热效果的完善化7n n疏水泵的作用疏水泵的作用n n截断疏水的自流排放，疏水热量为本级加热器回收利用截断疏水的自流排

26、放，疏水热量为本级加热器回收利用n n疏水热量回收的效果表现为出水温度提高和无疏水排放疏水热量回收的效果表现为出水温度提高和无疏水排放n n热力计算热力计算n n含疏水泵的加热器的热力过程可以等效为混合式加热器含疏水泵的加热器的热力过程可以等效为混合式加热器n n出水温度提高幅度与截流的疏水流量和加热器端差有关出水温度提高幅度与截流的疏水流量和加热器端差有关n n热力计算中按照混合式加热器的定义计算各种吸放热量热力计算中按照混合式加热器的定义计算各种吸放热量第22页/共26页4.3.5 回热效果的完善化回热效果的完善化8n n末级疏水热量的利用末级疏水热量的利用n n末级疏水排放至热井，疏水热

27、量为本级加热器回收利用末级疏水排放至热井，疏水热量为本级加热器回收利用n n疏水热量回收效果为进水温度提高和无疏水排放凝汽器疏水热量回收效果为进水温度提高和无疏水排放凝汽器n n热力计算热力计算n n末级疏水回收热井的热力过程可以等效为混合式加热器末级疏水回收热井的热力过程可以等效为混合式加热器n n进水温度提高幅度与截流的疏水流量和末级疏水焓有关进水温度提高幅度与截流的疏水流量和末级疏水焓有关n n热力计算中按照混合式加热器的定义计算各种吸放热量热力计算中按照混合式加热器的定义计算各种吸放热量第23页/共26页本章小结本章小结1n n给水回热的目的n n提高给水温度，减少锅炉传热温提高给水温

28、度，减少锅炉传热温差，提高经济性差，提高经济性n n在等功率条件下，进汽量增加排在等功率条件下，进汽量增加排汽量减少，型线合理汽量减少，型线合理n n给水回热有利于克服初压力提高给水回热有利于克服初压力提高带来的负面影响带来的负面影响n n加热器的分类n n混合式加热器混合式加热器n n结构简单，热量利用充分结构简单，热量利用充分n n连成系统需要配置给水泵，防止给连成系统需要配置给水泵，防止给泵汽蚀需要高位水箱泵汽蚀需要高位水箱n n表面式加热器表面式加热器n n结构复杂，存在端差和疏水排放，结构复杂，存在端差和疏水排放，热量利用不充分热量利用不充分n n连成系统时，管侧与壳侧工质各行连成系

29、统时，管侧与壳侧工质各行其道，简单可靠其道，简单可靠第24页/共26页本章小结本章小结2n n抽汽、给水和疏水参数的计算n n使用参数制约关系，计算各点汽使用参数制约关系，计算各点汽水焓值水焓值n n加热器和热力系统的热平衡n n依加热器类型，计算抽汽吸热、依加热器类型，计算抽汽吸热、疏水放热和给水吸热疏水放热和给水吸热n n由由j-1j-1级加热器的流量平衡，计算级加热器的流量平衡，计算j j级出水和疏水份额级出水和疏水份额n n使用抽汽份额计算通式计算汽轮使用抽汽份额计算通式计算汽轮机汽水流量分布机汽水流量分布n n机组的经济指标计算n n计算汽轮机内效率、机组热耗率计算汽轮机内效率、机组热耗率和标准煤耗率和标准煤耗率n n回热效果的改善n n蒸汽冷却器，减少端差，实现过蒸汽冷却器，减少端差，实现过热度的跨级利用热度的跨级利用n n疏水冷却器和疏水泵使疏水热量疏水冷却器和疏水泵使疏水热量得到利用得到利用第25页/共26页