基本信息
- 项目名称：
- 确定带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的直接计算法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 热单元的概念，提出了带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的通用直接计算方法。本方法简捷快速准确，既适用于计算机处理也适用于手算，与等效热降法配合使用，将使电站热力系统的定量分析更加便捷。实例本文以常规热平衡方法为基础，借助于循环函数法中加计算结果与常规热平衡法完全相同。
- 详细介绍：
- 确定带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的直接计算法 摘要：本文以常规热平衡方法为基础，借助于循环函数法中加热单元的概念，提出了带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的通用直接计算方法。本方法简捷快速准确，既适用于计算机处理也适用于手算，与等效热降法配合使用，将使电站热力系统的定量分析更加便捷。实例计算结果与常规热平衡法完全相同。 关键词：带疏水泵汇集式加热器；出口混合焓值；直接计算 分类号：TK212 文献标识码：A 前言 等效热降法用于电站热力系统节能分析具有简便、准确、快速的特点，得到了广泛的应用。在等效热降法的应用中，对于带疏水泵的汇集式加热器，需要知道其疏水与主凝结水混合后的焓值，此焓值须经反复迭代逼近试算才能确定[1]，这就给等效热降法的应用带来了不便。因此寻求带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的简洁计算方法，具有实际应用价值。本文以常规热平衡方法为基础，借助于文献[2]循环函数法中加热单元的概念，推导出了带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的直接计算方法。实例计算表明：本方法通用性好，既适用于计算机处理也适用于手算，只需知道电站热力系统的基本汽水参数，无需较强的电站热力系统专业知识，便可快速准确地计算出带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值。 基本计算公式 根据文献[2]，疏水逐级放流的表面式加热器和带疏水泵的汇集式加热器组成一个加热单元。对于加热单元中的任一加热器 ，可按照文献[1]根据加热器的不同类型整理其原始数据，如加热器焓升、疏水放热量、抽汽放热量。 对于如图1所示的疏水放流表面式加热器：， ， 对于如图2所示的带疏水泵的汇集式加热器：， ，，，；对其高一级相邻的疏水放流表面式加热器定义： 式中：为第级加热器的抽汽焓值，为第级加热器的出水焓值，为第级加热器的疏水焓值， 为第级汇集式加热器出口主凝结水与其疏水混合前的焓值，为第级汇集式加热器的上端差。 对于如图3所示，由疏水逐级放流表面式加热器和带疏水泵的汇集式加热器组成的加热单元，经推导可得出相应的热平衡方程： （1） 其中：；，为与各级加热器相对应的加热单元抽汽系数；根据文献[3]可知，矩阵 为上三角矩阵，其中对角元素均为各级相应的抽汽放热量，上三角元素所对应的数值为该元素所在行所对应加热器的疏水放热量。矩阵的表达式为： 对带疏水泵汇集式加热器（）出口主凝结水与其疏水的混合点列热平衡式： （2） 式中：，故有： （3） （4） 根据（3）与（4）式可有： （5） 式中：， 根据（1）和（5）式可得： （6） 式中： 根据（2）和（6）式，带疏水泵汇集式加热器（）出口主凝结水与其疏水混合后的焓值可按下式计算： (7) 带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值计算式的应用 2.1 带疏水泵汇集式加热器不同加热单元的求解顺序 当电站热力系统中有多个带疏水泵汇集式加热器的加热单元，且存在抽汽压力较低的仅有一个带疏水泵汇集式加热器组成的加热单元时，可先从抽汽压力低的带疏水泵汇集式加热器的加热单元算起，然后再计算抽汽压力高的带疏水泵汇集式加热器的加热单元，逐步计算各加热单元带疏水泵汇集式加热器出口主凝结水与其疏水混合后的焓值。 当电站热力系统中有多个带疏水泵汇集式加热器的加热单元，不存在抽汽压力较低的仅有一个带疏水泵汇集式加热器组成的加热单元时，各加热单元带疏水泵汇集式加热器出口主凝结水与其疏水混合后焓值的计算与其求解顺序无关。 2.2 带疏水泵汇集式加热器出口主凝结水与其疏水混合后的焓值计算 2.2.1 当加热单元至少有一个疏水逐级放流表面式加热器（即）时 若采用计算机编程，并联计算带疏水泵汇集式加热器（）出口主凝结水与其疏水混合后的焓值时，可直接用（7）式即可。但由于矩阵计算中求逆运算不如求解线性方程组简便，也可根据（6）式求出与各级加热器相对应的加热单元抽汽系数，再将代入（2）式即可求得。 若采用串联法或手算带疏水泵汇集式加热器（）出口主凝结水与其疏水混合后的焓值时，由于不是上三角矩阵，须将其转化为像矩阵那样的上三角矩阵。根据文献[4]，可将（6）式化为： （） 其中：矩阵和中除第一行和第二行外，其他各行元素与矩阵和完全相同。矩阵和中进行转化修正的元素有： ；； ；； 可根据（）式求出与各级加热器相对应的加热单元抽汽系数，再将代入（2）式即可求得。 2.2.2 当加热单元仅有一个带疏水泵汇集式加热器（即）时 由（7）式可得： 3 计算实例 文献[1]中的法国3000MW机组热力系统如图4所示。其中，有两个由带疏水泵汇集式加热器组成的加热单元，相关汽水参数原始数据见表1。实例计算如下： 表1 相关汽水参数表（） 2981.0 626.1 615.2 10.9 2861.9 521.5 532.0 2678.1 399.3 388.7 10.6 注：带疏水泵汇集式加热器的入口水焓＝276.2。 对于带疏水泵汇集式加热器组成的加热单元： ，， 由（7）式可得：＝615.617（） 对于由疏水逐级放流表面式加热器和带疏水泵汇集式加热器组成的加热单元： ，， 由（7）式可得：＝389.736（） 经验证，以上计算结果与常规热平衡方法完全相同。 4 结束语 本文以常规热平衡法为基础,所推出的带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的直接计算方法，通用性强，既适用于计算机处理也适用于手算，只需知道电站热力系统带疏水泵汇集式加热器所在加热单元的基本汽水参数，无需试算，便可快速准确地直接计算出带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值。本方法与等效热降法相配合，将使电站热力系统的定量分析更加便捷。 参考文献 [1] 林万超.火电厂热系统节能理论[M]. 西安；西安交通大学出版社，1994：1－4，261. [2] 马芳礼.电厂热力系统节能分析原理[M].北京；水利电力出版社，1992：41－42 [3] 郭丙然．火电厂计算机分析[M].北京；水利电力出版社，1992 [4] 《数学手册》编写组.数学手册 [M].北京：高等教育出版社，1984：150－155
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 本文以常规热平衡方法为基础，借助于循环函数法中加热单元的概念，提出了带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的通用直接计算方法。
科学性、先进性及独特之处
- 本文提出的带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的通用直接计算方法，简捷快速准确，既适用于计算机处理也适用于手算，与等效热降法配合使用，将使电站热力系统的定量分析更加便捷。
应用价值和现实意义
- 本文提出的带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的直接计算方法，通用性好，只需知道电站热力系统的基本汽水参数，无需较强的电站热力系统专业知识，便可快速准确地计算出带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值。
学术论文摘要
- 摘要：本文以常规热平衡方法为基础，借助于循环函数法中加热单元的概念，提出了带疏水泵汇集式加热器出口混合焓值的通用直接计算方法。本方法简捷快速准确，既适用于计算机处理也适用于手算，与等效热降法配合使用，将使电站热力系统的定量分析更加便捷。实例计算结果与常规热平衡法完全相同。 关键词：带疏水泵汇集式加热器；出口混合焓值；直接计算 分类号：TK212 文献标识码：A
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 林万超.火电厂热系统节能理论[M]. 西安；西安交通大学出版社，1994：1－4，261. [2] 马芳礼.电厂热力系统节能分析原理[M].北京；水利电力出版社，1992：41－42 [3] 郭丙然．火电厂计算机分析[M].北京；水利电力出版社，1992 [4] 《数学手册》编写组.数学手册 [M].北京：高等教育出版社，1984：150－155
同类课题研究水平概述
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