等效焓降理论

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1、第二部分热力系统节能分析理论东南大学能源与环境学院 王培红内容概述（理论教学部分）p第四讲、等效焓降的理论基础p第五讲、等效焓降应用的基本法则p第六讲、再热机组等效焓降p第七讲、热力系统的定量分析p第八讲、热力系统设备的定量分析第四讲、等效焓降的理论基础p4.1 概述p4.2 等效焓降的概念p4.3 抽汽等效焓降及其效率p4.4 新汽等效焓降p4.5 等效焓降的条件p4.6 等效焓降的计算举例4.1 概述p等效焓降的理论及其发展n等效焓降于60年代由苏联学者提出，70年代得到发展n等效焓降的理论基础p基于热力学第一定律和热力系统的结构特征，经严格数学推导p提出抽汽及新汽等效焓降Hj与H0、抽汽

2、效率j新的热工参数p从抽汽作功能力的变化出发实现热力系统局部变化的定量分析n等效焓降分析的应用p等效焓降既可以完成整体计算也可以实现局部定量分析p源于传统的热平衡方法但又优于简捷热平衡计算 计算简明而且迅速，不需要大量的重复计算，可以手工计算 结果翔实。可以对影响经济性变化的各种局部因素进行独立分析 应用广泛。可以论证方案的优劣、指导节能改造、诊断能量损耗p主要用于汽轮机（特别是凝汽式汽轮机）热力系统的分析计算4.2 等效焓降的概念p分析图示汽轮机单位进汽的作功n对于纯凝机组：H=h0-hcn对于回热机组：H=h0-hc-1(h1-hc)-2(h2-hc)-Z(hZ-hc)n =(h0-hc)

3、1-1Y1-2Y2-ZYZn式中：Yr=(hr-hc)/(h0-hc)是r级抽汽的作功不足系数n表明单位进汽在回热机组作功等效于(1-rYr)新汽的纯凝作功4.2 等效焓降的概念p抽汽的等效焓降n设一股纯热量(无工质的)q进入某加热器n则该加热器的抽汽将减少1kgn或引起该加热器产生单位斥汽n单位斥汽在汽轮机中的实际作功称为该级抽汽的等效焓降p关于qj引起单位斥汽的证明n原加热器的热平衡pAjj=jj+Bjj (1)n设加入qj后，该级抽汽变化量为jpAjj=(j+ j)j+Bjj+j (2)n整理，将（1）带入（2)式pj1（产生单位斥汽）4.3 抽汽等效焓降及其效率p热力系统如图所示4.3

4、 抽汽等效焓降及其效率p1抽汽的等效焓降及其效率n设在1加热器加入纯热量q1n该热量产生单位斥汽进入汽轮机n计算该斥汽在机内的实际作功量pH1=h1-hcn该作功量是纯热量产生的效果p1H1/q1n上述H1为1抽汽的等效焓降n上述1为1抽汽的效率4.3 抽汽等效焓降及其效率p2抽汽的等效焓降及其效率n设在2加热器加入纯热量q2，该热量产生单位斥汽进入汽轮机n计算该斥汽在机内的实际作功量，即抽汽等效焓降H2pH2=h2-hc-2-1(h1-hc) ；n2抽汽少1kg，凝水增加1kg，1多吸热1由2-1q1补偿即p2-1=1/1pH2=h2-hc-(1/1)*H1n2抽汽效率2H2/q24.3 抽

5、汽等效焓降及其效率p3抽汽的等效焓降及其效率n设在3加热器加入纯热量q3，该热量产生单位斥汽进入汽轮机n计算该斥汽在机内的实际作功量，即抽汽等效焓降H3pH3=h3-hc-3-2(h2-hc)-3-1(h1-hc) ；n#3斥汽1疏水减1，2少放热2由3-2q2补偿即2-1=2 /2n#1凝水增1-3-2，多吸热(1-3-2)1由3-1q1补偿解得3-1n3等效焓降H3=h3-hc-(2/2)*H2-(1/1)*H1n3抽汽效率3H3/q34.3 抽汽等效焓降及其效率p抽汽等效焓降的分析n计算公式汇总pH1=h1-hcpH2=h2-hc-1/1*H1pH3=h3-hc-2/2*H2-1/1*H

6、1n等效焓降的意义pHj是j级单位斥汽在汽轮机内的实际作功量pHj在数值上与（1-j-r*Yr)斥汽在纯凝机组中的作功等效p抽汽等效焓降的计算通式pHj=hj-hc-(Ar/qr)*Hrp式中下标r是编号小于j的各级（即低压各级）加热器的序号；pArr(当j与r无疏水联系时)；Arr (当j与r有疏水联系时)4.3 抽汽等效焓降及其效率p抽汽等效焓降计算pH1=h1-hcpH2=h2-hc-tt1/qq1*H1pH3=h3-hc-rr2/qq2*H2-tt1/qq1*H1pH4=h4-hc-rr3/qq3*H3-rr2/qq2*H2-tt1/qq1*H1pH5=h5-hc-tt4/qq4*H4

7、-tt3/qq3*H3-tt2/qq2*H2-tt1/qq1*H1pH6=h6-hc-rr5/qq5*H5-tt4/qq4*H4-tt3/qq3*H3-tt2/qq2*H2p -tt1/qq1*H1pH7=h7-hc-rr6/qq6*H6-rr5/qq5*H5-tt4/qq4*H4-tt3/qq3*H3p -tt2/qq2*H2 -tt1/qq1*H14.3 抽汽等效焓降及其效率p抽汽等效焓降的简化计算n有疏水联系相邻加热器间抽汽等效焓降的关系pHj-1=hj-1-hc-(Ar/qr)*Hr(1)pHj=hj-hc-j-1/j-1*Hj-1-(Ar/qr)*Hr(2)p由(2)式-(1)式，得

8、pHj=hj-hj-1-j-1/j-1*Hj-1+Hj-1=hj-hj-1+(1-j-1/j-1) Hj-1n混合式加热器之间抽汽等效焓降的关系pHm=hm-hc-(Ar/qr)*Hr(3)pHj=hj-hc-(Ar/qr)*Hr(4)p由(4)式-(3)式，得pHj=hj-hm+Hm- r/r*Hrp式中：是从m到j-1之间各级加热器r/r*Hr的和4.3 抽汽等效焓降及其效率p抽汽等效焓降计算pH1=h1-hcpH2=h2-hc-tt1/qq1*H1pH3=h3-h2+(1-rr2/qq2)*H2pH4=h4-h3+(1-rr3/qq3)*H3pH5=h5-h2+H2-tt4/qq4*H4

9、-tt3/qq3*H3-tt2/qq2*H2pH6=h6-h5+(1-rr5/qq5)*H5pH7=h7-hc+(1-rr6/qq6)*H64.4 新汽等效焓降p新汽的等效焓降n根据定义，新汽的等效焓降即单位进汽的实际作功pHM=h0-hc-r*(hr-hc)p将r(Ar*r-Br*r)/r和Hr=hr-hc-(Ak/qk)*Hk代入pHM=h0-hc- (k/qk)*Hk即可以将锅炉视为混合式加热器n使用混合式加热器之间等效焓降的关系，有pHM=h0-h5+H5-tt7/qq7*H7-tt6/qq6*H6-tt5/qq5*H54.4 新汽等效焓降的证明pHM=h0-hc-3*(h3-hc)-

10、2*(h2-hc)-1*(h1-hc)p3=3/q3;2=2/q2-32/q2;1=(1-3-2)1/q1ph1-hc=H1;h2-hc=H2+1H1/q1;ph3-hc=H3+2/q2H2+1/q1H1pHM=h0-hc-3/q3H3+2/q2H2+1/q1H1p -(2/q2-3/q32/q2)H2+1/q1H1p -(1-3/q3-2/q2+3/q32/q2)1/q1H1pHM=h0-hc-3/q3H3-3/q32/q2H2-3/q31/q1H1p-2/q2H2+3/q32/q2H2-2/q21/q1H1p+3/q32/q21/q1H1-1/q1H1+3/q31/q1H1p+2/q21/

11、q1H1-3/q32/q21/q1H1p=h0-hc-(3/q3)H3-(2/q2)H2-(1/q1)H14.5 等效焓降的条件p假设n主蒸汽流量保持不变n蒸汽在汽轮机中的膨胀汽态线保持不变n主蒸汽、再热蒸汽以及排汽参数保持不变p则n新汽和抽汽的等效焓降为常数p抽汽等效焓降表示该级抽汽的实际作功能力，具有火用意义n抽汽效率为常数p抽汽效率表示某级加入热量产生斥汽后在汽机中的作功效果p抽汽效率是等效焓降分析实现局部定量计算的核心第五讲、等效焓降应用的基本法则p5.1 概述p5.2 纯热量进出热系统p5.3 汽工质带热量进出汽侧p5.4 水工质带热量进出水侧p5.5 水工质带热量进出疏水侧p5.6