汽轮机热耗率的实用简捷计算

汽轮机热耗率的实用简捷计算汽轮机热耗率的实用简捷计算 .j《 汔轮机热耗率的实用简捷计算 [摘要]根据最小二乘法的原理,推导出电厂汽轮机在实用范围内,由压 力 P 与温度表示的水和水 蒸汽比容,烙h 的函数表达式,不用查水和水蒸汽性质图表,就能方便地 求解汽轮机的热耗率该函 数表达式可用于机组热力性能试验,热力统计计算,现扬热力小指标竞 赛,具有计算精度高,简捷,方便, 实用的特点. [关键词]汽轮发电机蛆热耗率简捷计算 汽机的热耗是指汽轮发电机组每发 lkW-h的电 能所消耗的热量.它是反映机组能量转换过程中的一 项重要的经济指标.通常的方法以蒸汽的压力 P 与 温度￡查水和水蒸汽性质图表,使用直线插值法求取 比容及焙.或利用国标水和水蒸汽性质的工业用公式 程序编人计算机进行计算,但该公式长而复杂,系数太 多,这样必须使用计算机,给有些场合带来不便.本文 从汽轮机实用范围的水和水蒸汽压力及温度的可测参 数出发,利用最小二乘法,求解比容及焓高精度的分段 函数拟合式,将比容和焙用压力 P 与温度表示为幂 函数(或变幂函数)的表达式,具有方便,简捷,计算精 度高之特点,可以很好地用于汽轮发电机组的供热蒸汽 (或辅助蒸汽)的流量是表计流量,当参数偏离流量孔 板或喷嘴基准参数时,要采用下式对表计流量进行参 数的修正: D 嗔=Do~N/’ D”√ D-Dt/h(5) 式中Ⅳ——发电机出线端的电功率,MW; Ⅳ一驱动给水泵的小汽轮机功率,MW. 对于用小汽轮机驱动给水泵机组,小汽轮机的功 率可以根据具体机组的特性用统计的方法回归得到. 国产亚临界 300MW 机组: 匝壅亘亟回国 , , =二,/ =2.3476+1.118594×10 一 D66Mw(6) 或用 Nqb=一 2.8973+0.0260588D 一 3.50621× l0D+1.87995×10DNW(7) (适用范围:50%≤/额定≤100%,D 用单位 t/h 代入). 前苏联超临界 320NW 机组: Ⅳqb=4.3437+2.85202×10 一 DMw(8) 或用 =10.5155—0.0259168D+4.48704×10 一 D 一 1.7222×10”DMw(9) (适用范围:50%≤DD 哺定≤100%,D 用单位 t/h 代入). 为了方便,下文用半净热耗率作计算. 2 适用于高压,超高压,亚临界及超临界 压力参数汽轮机的水和水蒸汽比容, 焓的拟合式. (1)主蒸汽的比容 n:5.1592×10～一 24.154t 一+(0.188l7+ 6.17l43×l0—6tl)JP(一 086523t0 一 t) m3/kg(101 (适用范围:8.0MPh≤P≤25.0MPa,500℃≤t≤ 560℃,I△ I 一≤0.0000017/,I 抽 I 一≤2.2 l0 一) (2)主蒸汽的焙 hn=2601.06+0.27004℃,layI≤0.0000003/kg,I 曲 I 一≤3.1×10 一) = (964.127—4.606×10 一_+(0.4989+ 7.0332×1054)P)m3/kg(13) (适用范围:9.0MPaP≤20.0MPa,210℃≤f≤ 0 垫蕉皇:垫 QQ!§j 250℃,l△I～≤0.0000002m3/,I 岛 I～≤1.6 10 一) =(905.168—1.3253×10 一 t’+ (一 0.03667+21xl0～)× p(Ol 一 39lB5gS.~3)一 lm3/kg(14) (适用范围:10.0MPa≤P≤40.0MPa,230℃≤t ~290℃,I△I 一≤0.000001/,I 函 I 一≤9.8× l0 一) (4)给水焙 h=130.06+0.94771t?’+(0.79-34—9.238× l0 一.产)Pkl/(15) (适用范围:10.0MPa≤P≤40.0MPa,160℃≤f ≤250℃,IAhI≤0.98kJ/kg,I 矶 I≤9.0×10 一) h=1356.88—678.295P0’+(一 1.933 鹋× l580℃,IAhI～≤0.46kJ/kg,I 矶 I 一≤1.3×10j (7)高压缸排汽的焙 h h=2475.93+1.5315t’+(一 11.048— 1.0685×lo9 一 3.3)JP(-0.n) kJ/(20) (适用范围:1.00MPa≤P≤470MPa,280℃≤ ≤390℃,IAhI,Ⅲ≤0.6kJ,,kg,I 执 I 一≤1.66×10 一) (8)用于供热或作为辅助蒸汽的比容 :一 6.29×10～一 225.4t 一+(0.13336+ 3.36736×10 一 t?)P 一 m3/kg(21) (适用范围:0.65MPa≤P≤1.4oNPa,260℃≤ ~320℃,1Av1≤0.00005m3/kg,1 曲 1.≤3.3× 10.) (9)用于供热或作为辅助蒸汽的焓 h=2497.24+1.45702t1349+(0.(F279415— 2.75254×10 一 t0.973)一’P【548 一’10 kJ/kg(22) (适用范围:0.65MPa≤P≤1.40NPa,260℃≤z ~320℃,IAh1 一≤O.12kl/kg,1 她 1≤384×10 一) 3 实例计算 意太利制造的超高压再热 125N3~机组,国产亚 临界再热 300Mw 机组及前苏联的超临界 320 机 组为例计算,并将计算结果列于表 l 比较它的适用性 及进行分析. 表 1 查表法与本文法计算热耗率比较 4 应用与分析 计算结果表明,采用本文水和水蒸汽比容和焓的 拟合式,其回归系数少,计算精度高,最太相对误差在 万分位上,水和水蒸汽的比容与焓的拟台式在计算中 的误差传递导致热耗率的相对误差亦在万分位上,最 大相对误差没有超过 0.o2%,完全满足工程计算的要 求,得到的结果是令人满意的.为此可将这些拟合 式用于火电厂的热经济性定量分析. 5 小结 本文给出的水和水蒸汽比容和焓的拟合式,可用 于管内的流速计算,测量流量孔板或喷嘴蒸汽参数偏 离基准值时,对表计流量修正到真实流量的计算.对 机组热经济性的定量分析,具有计算精度高,实用性 强,衙捷方便,便于现场使用,如编人可编程计算器或 计算机应用更为便利. c 下转第 30 页) l 垫蕉皇:f!f 国 囤 2 飞溅频率与热流密度的关系 (4)蒸发段上部的飞溅降膜区为液体和蒸汽分别 局部接触管子内部的不稳定状态,这是由于汽泡夹带 液滴向上飞溅碰撞管壁所形成的降膜在时间和空间上 均不连续,时间上的不连续是指在同一区域并不是所 有时刻都能被飞溅降膜冷却,空间上不连续则是指某 一 时刻只有局部区域有飞溅降膜冷却.因此,飞溅降 膜流与环状流有很大区别,飞溅降膜流无法在管壁形 成均匀连续的液膜流动. (5)图 3 示出了热流密度 q=20.148kW/,热管 工作温度 t:120qc,充液率:23.5%时,壁温沿蒸 发段高度的变化.蒸发段下部人口附近壁温较低,说 明人口冷凝回流液处于过冷状态,属于单相液流;测点 2 的壁温开始有时有些波动,说明工质起沸点在此测 点附近;测点温度随时间波动,波动约.4