【摘要】在等效熱降理論的基礎上，提出2個新的分析參量抽汽熱流與抽汽熱流系數，使得實際循環內功和循環吸熱量的計算公式具有同一形式，且公式的物理意義明確，并由此導得熱力系統定量分析的通用模型。其分析方法及導出的通用模型，可方便地應用于熱力系統的節能潛力判斷與優化分析。
　　【關鍵詞】火電廠；熱力系統；定量分析；通用模型
　　1．引言
　　火電廠熱力系統定量分析對火電廠的工程改計、運行管理和技術改造，都是一項重要的技術工作。過去通常采用常規熱平衡方法進行計算，其缺點是計算過程繁雜，對熱力系統的局部定量分析需要進行全面計算。近年來發展和運用的等效熱降法克服了常規熱平衡方法的一些缺點，使得熱力系統的整體計算和局部定量分析都大為簡化，但對再熱機組的定雖分析尚不夠完善。等效熱降分析中，由于采用了抽汽等斂熱降和抽汽效率2個參量，使得實際循環內功的計算非常簡便，但對實際循環吸熱量的計算仍缺少有效的手段。為此本文作者提出2個新的分析：參抽汽熱流與抽汽熱流系數，使得實際循環內功和循環吸熱量的計算公式具有同一形式。公式的物理意義明確，并由此導得熱力系統定分析的通用模型。
　　2．熱系統等效熱降分析方法
　　火電廠熱力系統，由于其結構復雜、參數繁多，運行過程中導致能損的變動因素也很多。定量分析熱力系統中各種變動聞素對火電廠熱經濟性的影響，需要借助于熱平衡計算。根據熱力循環效率的定義可知，快速準確地計算符種變動素對實際循環內功和循環吸熱量的影響值，△H，和△Q，是熱力系統定分析的關鍵。
　　等效熱降法是在常規熱衡基礎上發展起來的熱力系統定量分析方法，用它對熱力系統進行定量分析較為便捷。等效熱降法之所以簡化分析計算，是因為它維持循環總工質量不變的前提下，導出了2個分析參量——抽汽等效熱降H，和抽汽效率Q。其數學模型如下：
　　
　　3．新的分析參量
　　再熱機組的局部定量分析，由于再熱冷段及其前的局部變動會引起再熱蒸汽吸熱量的變化，而現有的分析方法（變熱量分析）在計算其變化值（△Qn）時，仍較繁雜。為此，本文作者提出2個新的分析參量，以求簡化。
　　為了簡化再熱機組的定分析，并使得H和Q、△H和△Q附通用數學模型具有統一的形式，我們參照抽汽等放熱降和抽汽效率的概念，提出2個新的分析參量抽汽熱流和抽汽熱流系數。在物理意義是：抽汽熱流（Qny）表示j級抽汽流對回熱吸熱量的影響程度；抽汽熱流系數（§）表示回熱系統中，j級排擠1kg抽汽時，該抽汽放熱流轉變為實際循環吸熱量的份額。根據以上定義，仿照H1和q1的公式推導得出：
　　
　　4．熱力系統定量分析的通用模型
　　4．1整體定量分析模型
　　根據再熱機組等效熱降分析，新蒸氣的等效熱降，即單位工質的實際循環內功為：
　　
　　4．2局部定量分析模型
　　火力發電廠熱經濟性計算是設計熱力系統，分析、指導已運行電廠的安全經濟性的重要手段。現在常用的計算方法有熱平衡法、等效熱降法、循環函數法和分析法等，上述方法已成為火電廠熱力系統熱經濟性計算的有力工具。但是，這些方法對不同型式的熱力系統進行計算時缺乏通用性。通過對不同型式非再熱機組熱力系統的分析與計算，找出熱力系統經濟性計算中不同型式換熱器的內在計算規律，建立熱力系統通用計算模型，簡化計算步驟，優化電算程序，提高運算速度和通用性，對火電廠進行熱力系統熱經濟性計算、機組在線監測和機組熱力系統優化設計都有重要實用價值。
　　火電廠熱力系統局部定量分析類目繁多，歸結起來可分為3大類：第1類是：質熱量進出熱力系統，如工質熱付損失、外部熱源利用等；第2類是回熱設備進、出口參數變化或系統連接方式的局部變動，如加熱器端差變化、疏水連接系統的切換等；第3類是循環的蒸氣參數變化，如汽輪機進汽參數和排汽參數的變化。
　　為使分析過程簡化，并易于應用。
　　4．3同質熱量進出熱力系統
　　同質熱量進出熱力系統，一般不會引起同熱設備進出口值的變化，因而相應能級上的抽汽流變化易于確定。對于純熱量進出熱力系統，可根據分析參量的定義，得到簡單的計算公式。在維持循環總質量不變的前提下，工質進出熱力系統定其自成一虛擬的閉臺路，分析時，只要沿著虛擬路線考察熱堵的變化和使用能級的變化，即可方便地求得△H和△Q。在分析中可將回質帶的熱量人為地定作：部分是純熱量；另一部分是1kg頂替lkg，即沿著虛擬回路作質數量的頂替或補充，這樣就避免了計算抽汽流量變化的復雜過程，使得△H和△Q的計算既簡單義直接。譬如，向加熱器引入一股外來蒸氣，則其定量分析式為：
　　
　　5．應用模型進行優化設計和變工況計算
　　由于該模型是通用模型，參數用數據矩陣的形式，因此可以通過修改參數矩陣表進行優化設計和變工況計算。當矩陣的某項發生改變時，對應的數學模型及其有關參數也發生相應的改變。這對機組熱力系統的優化設計和變工況計算帶來了很大方便。
　　優化設計在設計熱力系統時，往往需要修改換熱器的熱力參數、換熱器型式和組臺方式來分析比較其經濟性以確定最佳熱力參數和系統組態。在常用算法中，一般某個結構參數發生變化，整個系統的計算方法也要全部改變，計算相當復雜。應用本模型設計的通用熱力系統設計程序，設計人員只需要改變參數矩陣的有關數據，計算機就自動設計出相應的熱力系統，并對其進行相應的熱經濟分析。
　　變工況計算在變工況計算中，由于系統熱力參數和結構參數都有可能發生變化，常用算法都需要有一確定的熱力系統模型。而在變工況運行時，模型往往發生了改變，因此還要修改算法才能滿足實際計算要求，這就增加了計算的復雜性，而且缺乏通用性。用本模型設計的熱力系統變工況計算程序，只需輸入數據矩陣中的有關參數，系統就會自動根據實際運行工況進行變工況計算，這也為設計通用在線監測系統帶來了方便。
　　6．結論
　　利用本模型編制的熱經濟性分析程序可以適用不同非再熱機組的熱力系統，應用所建的模型編制的通用熱經濟性分析程序對上述100Mw機組設計工況進行了分析計算，利用本文模型和其它方法計算機組換熱器抽汽份額的計算結果與熱平衡法、循環函數法的計算結果比較可知，本文提出通用計算模型的計算結果與其它常用方法的計算結果是一致的，但本方法更為簡捷，通用性更強。主要表現在以下幾個方面：
　　1）本文提出的火電廠熱力系統通用定量分析模型可適用不同型式非再熱機組的熱力系統，具有簡捷、通用性，有利于采用計算機對不同型式的熱力系統進行熱經濟性計算。
　　2）利用本文模型可以編制適用于不同型式非再熱機組的熱力系統熱經濟性計算通用程序。
　　3）利用本文模型使得熱力系統的優化設計和變工況計算更為通用、簡捷，通過改變數據矩陣中的有關數據，不需修改算法就可以直接分析變工況和設計工況下的熱經濟指標。
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