“等效焓降法”在热力系统整体计算中与常规热平衡方法一致性研究

　　0　前言

　　“等效焓降法”[1]常用于热力系统的局部定量分析及离线计算中,实际上,“等效焓降法”和常规热平衡方法在本质上是完全一致的,同样可以用于热力系统的整体计算及在线分析。用于热力系统整体计算的等效焓降法为何与常规的热平衡法得到的结果一致,文献[2]中仅稍带着对不带任何辅助系统的理想热力系统作了两者一致性的证明。本文针对两种带有典型的辅助系统的热力系统,对这两种方法的一致性给出了证明。

　　1　“等效焓降法”及其“整体算法”

　　局部等效焓降法(下简称局部算法)就是先选定标准工况,运用该标准工况下的热力参数计算出各段抽汽的等效焓降和抽汽效率作为已知的热力参数,然后根据它们来确定某一运行工况偏离标准工况时对机组热经济性的影响。这种算法只有在所谓“小偏差”[3]范围内才能保证计算结果的精度,而当偏离不属于“小偏差”范围时,误差较大。

　　当不选定标准工况,且热力系统(汽轮机相对内效率)每变化一次都要对其进行一次重新的等效焓降和抽汽效率的计算(实际上是全面的热平衡计算)时,所采用的方法就可以称之为作为等效焓降法的“整体算法”。“整体算法”是“局部算法”中计算工况和标准工况偏差为零的极限情况。

　　2　主循环与辅助系统

　　本文将整个热力系统划分为一个主循环和叠加在主循环之上的若干个辅助系统。其中主循环是一个理想的抽汽回热加热系统,如图1所示的具有代表性的三级给水加热系统,不计泵功。

　　图中h为各段抽汽的焓,-t为各加热器进出口处给水的焓,-ts为疏水的焓,a为各段抽汽份额,q,r,τ分别表示抽汽在加热器中的放热量、疏水在加热器中的放热量以及给水通过加热器后的焓升。

　　辅助系统则是实际热力系统中对主循环的循环功和各段抽汽量发生影响的部分。按有无在主循环之上添加实物结构的原则可将其分为两类:一类在主循环之上附加了实物结构,称为“实”辅助系统;另一类则专指由实际热力系统结构所造成的,也能影响主循环的循环功和各段抽汽量,但并未给主循环附添上任何实物结构,称为“虚”辅助系统。

　　3　系统热力参数选择的说明

　　主循环的热力参数值中除j号加热器进口水的焓值理想值之外,其余的就取测量值。可以看出,选取的主循环的热力参数中包含了辅助系统对它们的影响。

　　4　“等效焓降法”整体算法与常规热

　　平衡方法的一致性的证明

　　对于同一热力系统,如果整体算法和常规热平衡方法算出的循环功与各段抽汽量都分别相等,那么就说明这两种方法是一致的。为了表达简洁,常规热平衡计算都用矩阵法[4]来表示。证明中所采用的典型的辅助系统包括一个实辅助系统———轴封漏汽及利用系统和一个“虚”辅助系统———加热器出口端差。