300MW机组轴封漏汽量变化对其热经济性的影响

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1、华北电力大学本科毕业设计（论文）300MW机组轴封漏汽量变化对其热经济性的影响摘要汽轮机的轴封是为了减少高、中压缸蒸汽向外泄漏和空气漏入低压缸，从而提高机组的经济性和安全性的装置。本文以300MW机组为例，通过分析影响汽轮机轴封漏汽量的因素，对机组的热力系统建立数学模型，采用等效热降法分别对100%、75%、50%三个负荷工况进行热力计算，得出各负荷工况下汽轮机的抽汽效率、装置效率，并计算存在轴封漏汽时机组热耗率的增量，以及该机组高、中压轴封漏汽量变化时热耗率的变化量，最后通过分析计算结果，得出轴封漏汽量变化时对机组热耗率影响的趋势。本论文通过对300MW机组轴封漏汽量变化对热耗率影响趋势的分

2、析，为在服役期间的机组提供最佳运行参数，为正在设计的机组提供数据参考，对机组的节能降耗有重要的意义。关键词：等效热降；轴封漏汽；热经济性；节能I华北电力大学本科毕业设计（论文）THE INFLUENCE OF SHALF SEAL LEAKING ON THERMOECONOMIC FOR 300 MW UNITAbstractShaft seal of the turbine is a device to decrease the steam of the high and intermediate pressure cylinder leaking into the environment

3、 and the air into the low pressure cylinder, thus raising the economical efficiency and the safety of the unit. This paper takes the 300 MW unit as an example, through analysising the factor which influences the shaft-packing leakage, establish a mathematical model of the thermodynamic system of the

4、 unit . We will firstly adopt the method of equivalent enthalpy drop to proceed the thermodynamic calculation about the three variant work condition of 100%,75%,50%,then calculate the efficiency of exhaust and unit under each work condition of the turbine ,furthermore compute the incremental quantit

5、y of heat consumption rate of the unit when considering the leaking steam of shaft seal, and the changes of heat consumption rate when the amount of steam from shaft seal of the high and intermediate pressure cylinder of the unit alternats, Finally analysis the result of calculation to get the trend

6、 about the impact of the shaft-packing leakage on heat consumption rate.This paper pass analysised the trend of the impact of shaft-packing leakage on heat consumption rate, on the purpose of providing the best working parameters during the period of undergo military service, and reference datas dur

7、ing unit designing, so it has an important meaning to the energy-saving of the unit.Keywords: equivalent enthalpy drop; shaft-paking leakage; thermoeconomic efficiency; energy-savingII华北电力大学本科毕业设计（论文）目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 选题背景11.2 国内外研究现状及研究方法21.3 本论文主要工作32 等效热降法介绍42.1 概述42.2 等效热降概念42.2.1 等效热降42.

8、2.2 抽汽等效热降52.3 和的计算62.3.1 的计算62.3.2 的计算通式及的计算82.3.3 新蒸汽等效热降92.3.4 再热机组新蒸汽等效热降92.3.5 等效热降的应用和循环热效率增量的求法92.3.6 等效热降的条件103 建立计算模型124 轴封漏汽量对经济性影响的计算134.1 计算前数据准备134.2 抽汽等效热降和抽汽效率134.3 汽轮机装置效率144.4 轴封漏汽对经济性的影响154.4.1 高压轴封漏汽对经济性影响154.4.2 中压轴封漏汽对经济性影响154.5 轴封漏汽量变化对经济性的影响15结论20参考文献21附录A（热平衡图）22致谢25外文文献翻译原文2

9、6外文文献翻译译文3522华北电力大学本科毕业设计（论文）1 绪论1.1 选题背景在人类当今所使用的能源中，大约有百分之九十九的来自煤炭、天然气、石油等化石矿物资源，这些资源在地球上的储量是有限的，而且是不可再生的。现有的资料表明1：我国能源资源虽然丰富，但严重分布不均，煤炭资源的80%在北部，而70%的能源消费却是集中在东部及沿海新开发地区。到1999年末，我国已探明的煤炭储量为114500106吨，占世界总煤炭储量的11.6%，占我国化石矿物资源总量的比例的90%，因而，煤炭是我国最主要的一次能源，而火电厂用煤量约占全国煤产量的30%，所以火力发电厂既是产能大户，又是耗能大户。近年来，尤其

10、是改革开放以后，我国的电力工业得到了迅速的发展。到2000年底，我国发电设备总装机容量为3.193亿kw，其中火电装机容量为2.375亿kw，火电容量占到总容量的74.4%，并且火电机组基本上都是燃煤机组。目前，我国是发电总装机容量和总发电量均为世界第二位，但是，我国的人均装机容量仅仅为0.25kw不到世界人均水平的一半。按照我国电力工业发展的总目标：2005年发电装机容量将达到3.55亿kw，2010年发电装机容量将达到4.5亿kw,预计到2050年我国装机容量将达到16亿kw，其中火力发电机组仍将占总装机容量的60%以上2-3。因此，我国以煤为主的能源消费格局在比较长的一段时间内不会改变。

11、在电力生产工业中，火电厂的经济效益和社会效益具有极为重要的意义，提高火电厂的热经济性（减少能耗），不仅是降低发电成本的需要，而且减少一次能源的消耗，有利于对资源和环境的保护，实现可持续发展战略。所以火电厂节能工作是能源科学技术中一项非常重要的课题。随着中国电力建设规模不断扩大，电力结构也在不断增加，发电机组容量不断扩调整，从1956年4月国产第1台6MW火电机组投产发电以来，国产发电设备不断加入电力工业行列，发电设备品种不断增加，发电机组容量不断扩大。现在，300MW及以上机组已成为运行中的主力机组，单机容量为600MW和800MW的发电机组已相继并网发电；单机50MW及以下的纯凝汽式小火电机

12、组已得到有效控制和关停。然而，从总体上看，我国的电力工业无论在技术装备方面还是运行水平方面都与世界先进国家存在着一定的差距。据国家电力公司2001年统计数据，国内机组的平均供电煤耗为385g/kwh，而同期国际先进机组的平均供电煤耗为317g/kwh，差距高达68g/kwh4。这一严峻的现实要求我们要不断在新机组的技术改造和节能挖潜方面下大力气。由于火电机组汽轮机的轴封漏汽直接影响到汽轮机的效率5-6，汽轮机转子与汽封的碰磨又会使转子产生弯曲7，影响机组的安全运行。所以现代汽轮机技术越来越重视在保证机组安全性的基础上减少轴封漏汽量8-9。因此，减少轴封漏汽量对降低发电能耗有着非常重要的意义。本

13、文正是在这一背景下，提出对国产机组轴封漏汽量变化对经济性影响使用现代理论10-11进行分析。指导火电厂节能改造和提高我国火电机组设计、制造、安装、改造12、调试和运行水平，加强这方面的研究，具有重要的现实意义和良好的发展前景。1.2 国内外研究现状及研究方法电厂热力系统是火电厂实现热功转换的工艺系统，其工作状况的好坏直接影响火电厂的经济效益。因此，电厂节能工作的效果直接取决于对热力系统分析的完善程度和准确性。目前，热力系统分析方法种类较多，依据热力学第一定律的分析方法主要有：常规热平衡法、等效热降法、循环函数法等；第二定律分析法主要有熵分析法、火用 分析法和国外正在逐步发展的代数热力学法。下面

14、对这几个方法进行简单的介绍：常规热平衡法13是在电站系统分析计算时，采用逐级热平衡法串联求解抽汽量，从而确定系统的汽水分布，并利用功率方程及吸热量方程最终求解系统的总的热经济性指标。该方法概念清晰，数值求解方便，可以利用局部热力系统变化对热经济性的影响进行分析，是我国电厂热力系统的设计与改造的理论基础。但一些基本公式的推导都是基于简单的代数运算，使得对加热器从高压到低压逐级求解抽汽量时，其热平衡方程变得越来越复杂，并且不易发现内在规律。电厂辅助系统(如轴封漏汽、门杆漏汽、排污回收利用、喷水减温、厂用汽等)对其热平衡方程均有影响，因此难以写出其解析式。这些都增加了局部热力系统变化对热经济性的影响

15、进行定量计算的难度。等效热降法14的思想是70年代由前苏联库兹涅左夫提出，90年代以后，西安交通大学林万超教授在其基础上逐步完善，形成一套严密理论。该方法在机组负荷及汽轮机初终参数不变的情况下可以对系统结构及辅助设备进行定量能损分析，在电厂热力系统节能理论方面做出了重要贡献。等效热降法属于静态系统分析法，但也可以直接分析计算系统局部改变或小扰动对热经济性的影响，对于定量查找系统的能损分布及系统的局部改造特别有利。但由于负荷变化必然引起通流参数的变化，当负荷变化较大时不能或只能近似使用等效热降法。该理论已进入系统分析问题的核心，概念和结论清楚准确。循环函数法15是由我国电力建设研究所马芳礼高级工

16、程师经过数十年的研究创立的一种新型热力系统分析方法。该方法是将任一复杂的热力系统划分为主系统和各种不同的辅助系统，分别计算各系统的经济指标，也能够很好地解决局部定量分析这一问题。但同样该理论中概念较多，公式复杂，并且不易发现其一般规律，一般的工程技术人员难于理解和掌握。传统的电厂热力系统节能分析理论主要是以热力学第一定律为依据，并沿用至今仍为主要方法。近年来，以热力学第二定律为依据的熵分析法和火用 分析法得到了迅猛的发展。熵分析法的主要内容是通过对体系的熵平衡计算，求取熵产的大小及其分布，分析影响熵产的因素，确定熵产与不可逆损失的关系，作为评价过程的不完善程度和改进过程的依据，该方法只要求针对

17、每一具体的计算例子采用一致的基准态，所以应用起来比较方便。但无法用它来评价能量系统和使用价值，因而不便于使用统一的尺度来考察各类用能装置的完善程度以及一次能源利用的充分程度；其次，熵的概念比较抽象，其本身并不是一种能量。火用 分析法是在热力学第一、第二定律的基础上结合周围环境从对能的本性的全面认识以及能的实用性出发而提出的一种思想和方法。明确定义了效率，规定了的基准态，并参照热力学第一定律的能量平衡方程式得到了平衡方程。在明确基本概念的基础上解决了燃料、化学、工质的问题，丰富了热力系统节能分析理论。由于传统的设计方法及可利用和数据资料均以热力学第一定律给出，用热力学第二定律进行分析还有一定困难

18、。西班牙学者Valeo在论文“a general Theory of Thermodynamic”16中首次应用第二定律分析方法研究了复杂系统，对象是600MW机组主系统。作者定义了子系统效率，然后用复杂的矩阵理论，导出了系统的效率。在这种方法中需对高阶矩阵用符号计算机求逆阵，这种计算机是分析推理型计算机，目前市场上少见，因此其基本思想运用受到发展限制。比较上述几种热力系统分析方法，每种方法各有所长。其中等效热降法用于找出电厂的各种设备能量损耗的大小，发现机组存在的缺陷和问题，指出节能改造的途径与措施，以及评定机组的完善程度等对热力系统的分析13-15方面，比较简捷和方便，这也正是本文采用该方

19、法的原因所在。1.3 本论文主要工作本论文研究的对象是某电厂二期工程两台由哈尔滨电站设备制造公司提供的300MW火力发电机组，两台机组自1997年投入商业运行后，各项经济技术指标在国内同类型机组中具有领先的水平，论文的主要研究内容是在了解该电厂设备系统特点的基础上，利用电厂运行中的实测数据，使用等效热降法对该电厂国产300MW机组的轴封系统进行整体计算，分析影响汽轮机轴封漏汽量的因素，总结分析轴封漏汽量变化对汽轮机组热经济性影响的计算方法，建立轴封漏汽量变化对机组热经济性影响的分析模型，最后计算分析300MW机组轴封漏汽量变化对其经济性的影响。本论文通过对该电厂300MW机组轴封漏汽量变化对经

20、济性的影响进行分析，为机组节能改造和机组的设计、制造、安装、调试和运行提供参考。2 等效热降法介绍2.1 概述等效热降是一种新的热工理论。在60年代后期，它首先由库兹湟佐夫提出，并在70年代逐步完善、成熟，形成了完整的理论体系。等效热降法是基于热力学的热功转换原理，考虑到设备质量、热力系统结构和参数的特点，经过严密地理论推演，导出几个热力分析参量及等，用以研究热功转换及能量利用程度的一种方法。各种实际热力系统，在系统和参数确定后，这些参量也就随之确定，并可通过一定公式计算，成为一次性参数给出。对热力设备和系统进行分析时，就是用这些参数直接分析和计算。等效热降法既可用于整体热力系统的计算，也可用

21、于热力系统的局部分析定量。它基本上属于能量转化热平衡法。但是，它摒弃了常规计算的缺点，不需要全盘重新计算就能查明系统变化的经济性，即用简捷的局部运算代替整个系统的繁杂计算。具体讲，它只研究与系统改变有关的那些部分，并用给出的一次性参数进行局部定量，确定变化的经济效果。这种方法经实践应用颇为简便。等效热降法主要用来分析蒸汽动力装置和热力系统。在火电厂的设计中，用以论证方案的技术经济性，探讨热力系统和设备中各种因素的影响以及局部变动后的经济效益，是热力工程和热系统优化设计的有力工具。对于运行电厂，可用等效热降法分析技术改造，分析热系统节能技术改造，可为改造提供确切的技术依据。在热耗查定中，等效热降

22、法对于诊断电厂能量损耗的场所和设备，查明能量损耗的大小，发现机组存在的缺陷和问题，指出节能改造的途径和措施，以及评定机组的完善程度和挖掘节能潜力等17，都将发挥重要作用。除此以外，等效热降法还是管理电厂运行经济性的好办法，它为小指标的定量计算提供了简捷方法，为制订指标定额和管理措施，以及改进运行操作提供了依据。同时，以此对全厂实施定时热经济管理，也是提高运行管理水平和向管理要能源的重要途径。等效热降法不仅适用于凝汽式机组，同时也适用于供热机组，用以制定供热机组的工况图，分析供热方案和供热系统变化等方面的技术经济问题。等效热降法的特点是：局部运算的热工概念清晰，与一般热力学分析完全一致，因此，容

23、易掌握应用；其次，计算简捷而又准确，与真实热力系统相符，且无论用手工计算或电算都很方便。分析问题时，这种方法能充分剖析事物的本质和矛盾，分清问题的主次，从而促进问题的正确解决。2.2 等效热降概念2.2.1 等效热降为了说明什么是等效热降18-19，首先分析新蒸汽的做功是很有帮助的。对于纯凝汽式汽轮机(如图2-1)所示，显然，1kg新蒸汽的做功就等于它的热降（即焓降）。 kJ/kg (2-1)图2-1 纯凝汽式机组 图2-2 回热汽轮机组式中 蒸汽进汽轮机的初焓 kJ/kg； 汽轮机排汽焓 kJ/kg。对于有回热抽汽的汽轮机(如图2-2所示)，1kg新蒸汽做功 kJ/kg (2-2)式中 ；

24、抽汽份额； 抽汽做功不足系数； 任意抽汽级的编号； 抽汽级数。显然，这个作功不是1kg新蒸汽的简单热降，它比纯凝汽新蒸汽热降小。但是，它与纯凝汽式汽轮机中的又类似，它们都是1kg新汽的实际做功。为了有别于纯凝汽热降，故称这个做功为等效热降。等效的数量含意，从(2-2)可知，它是指回热抽汽式汽轮机1kg新蒸汽的做功，等效于()kg新蒸汽直达冷凝器的热降。等效热降的名字便由此而来。2.2.2 抽汽等效热降研究图2-3这样一个简单的热力系统，假设一个纯热量(即无工质带入系统)进入.1加热器中，使.3的抽汽减少1kg，这1kg蒸汽称为排挤抽汽。这个被排挤的抽汽中有一部分做功到汽轮机的出口，另一部分做功

25、到后面各抽汽口再被抽出用以加热给水。这1kg排挤抽汽返回汽轮机以及随后在各抽汽口上的分配，按照热平衡方程可计算如下。由于.3加热器抽汽减少1kg，在仅有热量加入而无工质加入时，其疏水也相应减少1kg，因而使疏水在.2加热器的放热量减少。这个减少的热量应由.2段抽汽来补偿，其补偿量为式中即.2加热器1kg抽汽的放热量，是排挤.3加热器1kg抽汽中分配到.2加热器中的份额。图 2-3 机组热系统排挤抽汽继续向后流动的份额只有()了，这部分蒸汽膨胀做功并凝结后，产生相同数量的水返回.1加热器。.1加热器为了加热这部分水，因而抽汽量应增加式中 .1加热器中1kg水的焓升 kJ/kg .1加热器中1kg

26、抽汽的放热量 kJ/kg 是排挤.3加热器1kg抽汽时，分配到.1加热器中的份额。由于在.1和.2加热器中增加了抽汽份额，并产生了做功不足，故.3加热器排挤1kg抽汽返回汽轮机的做功等于 kJ/kg (2-3)这个做功称为抽汽的等效热降，用符号表示。抽汽等效热降，在抽汽减少情况下表示1kg排挤抽汽做功的增加值；反之，抽汽量增加时，则表示做功的减少值。显然，他考虑了比该抽汽压力更低的所有抽汽量的变化。抽汽效率。如同一般效率概念一样，是做功与加入热量之比。这里排挤1kg抽汽，需要加入的热量为，而排挤1kg抽汽获得的功为。因而，对之比是一个热效率的含意，故称之为抽汽效率。它反映任意抽汽能级处热变动的

27、程度，和该能级以下(由于加入热量引起)的一切做功变化。即 (2-4)2.3 和的计算2.3.1 的计算计算抽汽等效热降从冷凝器开始较容易确定。现以图2-4系统为例进行分析，假定.1加热器获得热量，恰使其抽汽减少1kg，则该排挤蒸汽返回汽轮机中继续做功，其等效热降等于它的实际焓降。即 kJ/kg (2-5)图2-4 机组局部热系统.2加热器如获得热量，恰使抽汽减少1kg。这时进入.1加热器中的疏水也将相应减少1kg，因而疏水在.1加热器中的放热量将减少。为了补偿这个加热不足，.1加热器抽汽将增加 (2-6)余下的排挤抽汽()将直达冷凝器。因此，第二段抽汽的等效热降等于 kJ/kg (2-7)将公

28、式(2-5)、(2-6)代入公式(2-7)中得到 kJ/kg (2-8).3加热器如获得热量，恰使其抽汽减少1kg。该排挤抽汽的一部分将做功到冷凝器，另一部分将做功到.1和.2抽汽口后被抽出，用以加热1kg增添的凝结水。.3汇集式加热器排挤1kg抽汽，经过不同途径最终都将变成为凝结水并汇集于凝汽器，使主凝结水增添了1kg。因而.2加热器的抽汽将增加。同理，增添的1kg主凝结水，也将流过.1加热器。同时.2加热器增加的抽汽份额，其疏水将在.1加热器中放出热量，因此，.1加热器的抽汽将增加。由此，第三段抽汽的等效热降将和代入，经简化得 kJ/kg (2-9)第四段抽汽的等效热降，按照上述分析方法，

29、如果.4加热器获得热量，将产生1kg排挤抽汽，该排挤抽汽的一部分分配在.1、.2和.3加热器中，剩余的排挤抽汽将直达冷凝器。各分配份额可分析计算如下。由于排挤1kg抽汽，.4加热器排出的疏水也相应减少1kg，因而疏水在.3加热器中的放热量将减少，为了补偿这个加热不足，.3加热器的抽汽将增加排挤抽汽的剩余部分(),经过不同途径最终将变为凝结水而汇集于冷凝器，使主凝结水增添了()。因而.2加热器的抽汽将增加同理，增添的()kg主凝结水，也将流过.1加热器。同时.2加热器增加的抽汽份额，其疏水将在.1加热器中放出热量。因此，.1加热器的抽汽将增加因此，第四段抽汽的等效热降代入各抽汽份额并简化得 kJ

30、/kg (2-10)2.3.2 的计算通式及的计算从上述实例可以看出，计算公式的规律是，从排挤1kg抽汽的焓降()中减去某些固定成分，因此可归纳为下列通式 kJ/kg (2-11)式中 取或者，视加热器形式而定； 加热器后更低压力抽汽口脚码。如果为汇集式加热器，则均以代之。如果为疏水放流式加热器，则从以下直到(包括)汇集式加热器用代替，而在汇集式加热器以下，无论是汇集式或疏水放流式加热器，则一律以代替20。各抽汽等效热降算出后，按做功与加入热量之比，可得相应的抽汽效率式中 和均为已知数，故的计算极为方便。2.3.3 新蒸汽等效热降根据式(2-2),与抽汽等效热降一样推算，并考虑辅助成分的做功损

31、耗，可以得到新蒸汽的净等效热降： kJ/kg (2-12)式中 轴封漏汽及利用，加热器散热，抽汽器耗汽和泵功耗能等辅助成分的做功损失的总和。2.3.4 再热机组新蒸汽等效热降 新蒸汽等效热降，按前述基础理论推演方法，采用边热量抽汽效率可导出新蒸汽等效热降为 kJ/kg (2-13)装置效率为式中 循环吸热量， kJ/kg 1kg蒸汽在再热器中的吸热量， kJ/kg 再热热段的蒸汽焓，kJ/kg 再热冷段的蒸汽焓，kJ/kg 变热量抽汽效率， 变热量抽汽等效热降，再热热段以后由于排挤抽汽不影响再热器的蒸汽份额，也不影响再热器的吸热量，变热量抽汽等效热降的计算与非再热机组一样，其通式为： kJ/k

32、g (2-14)对再热冷段及以上抽汽，根据等效热降定义，每产生1kg排挤抽汽，但有加入的热量做功，而且包含排挤抽汽引起的再热器吸热量的做功，该蒸汽返回汽轮机的实际做功为： kJ/kg (2-15)2.3.5 等效热降的应用和循环热效率增量的求法火电厂的热力设备和系统，无论是发生热量和工质的损失，还是工质和热量利用于系统，都将影响装置的经济性，通常工质损失的同时总伴随着有热量的损失。热力设备和管道的散热、排污以及汽、水渗漏和取样等就属工质和热量损失；工质和热量利用于系统，包括来自循环内部的工质和热量，以及循环外部工质和热量，比如轴封漏汽、抽气器排汽、除氧器余汽利用以及给水泵内的焓升等均属于内部热

33、量和工质的利用，而外来蒸汽或热水、排污扩容蒸汽、锅炉排烟余热利用都属于外部热量和工质利用于系统21。热力系统中各种热经济性问题，可以归纳为两大类：一是纯热量变动或出入系统；另一类是带有工质的热量进出系统。两类热经济性问题有本质区别，它们对经济性的影响和效果以及分析计算的方法都将有很大不同。在研究等效热降应用的基本法则时，按纯热量和带工质的热量进出系统分别予以讨论，给出新蒸汽等效热降的增量和循环吸热量增量的计算方法。和得出后，就可求得装置热经济性的相对变化： (2-16)式中 ，为系统变动后装置效率2.3.6 等效热降的条件从等效热降的推演过程可知，等效热降的计算是以新蒸汽流量保持不变为前提条件

34、的。这样就避免了热力系统一般计算方法的缺点，即热力系统中影响经济性的任何变化。其最终结果都将导致各抽汽量和总汽耗量的变化，因而需全部从头开始计算，方能求出经济性的变化结果。如果把新蒸汽流量固定不变，则热力系统中任何变化，只是改变汽轮机的功率和该变动以后的抽汽份额，各级抽汽流量不致全部变动。因此，有可能就抽汽量和热量的局部变化进行分析。这样就简化了计算，使局部定量成为可能。此外，在计算等效热降时，认为新蒸汽参数、再热汽参数、终参数以及各抽汽参数均为已知，且保持不变，即汽轮机膨胀过程线的变化暂时不予考虑。这些都是建立等效热降概念和推导公式的前提条件。另外，为了局部定量分析方便，把加入循环热量也保持

35、不变。在这些前提下，求得的全部抽汽等效热降和抽汽效率，是一些完全确定的数值和物理含意相当的参量。它们以一次性参数给出，不必经常计算，成为分析热力系统的重要参数。新机组的这些参数，最好由制造厂提供。运行多年或参数有变化的机组，可通过热力试验给与确定。其物理意义是：等效热降是1kg抽汽从.j处返回汽轮机的真实做功能力，它标志着汽轮机各抽汽口蒸汽的能级或能位高低。愈大，它所处的能级就愈高，汽流的做功能力也就愈大；抽汽效率表示任意热量加到汽轮机的回热系统.j处时，该热量在汽轮机中转变为功的程度或份额。在新蒸汽部位的最大，等于装置效率，而在冷凝器的最小，等于零(即)，所以抽汽效率的数值处于和零之间。应当

36、指出，实际工程计算中，大量应用的是，尤其在局部定量计算中使用更为普遍。因为热力系统中任意地方发生热量的增减变化，它所引起做功变化就等于该热量与所处能级抽汽效率的乘积。还应当明确的认识，所得的做功变化，已毫不遗漏地考虑了该能级以下所有加热器的抽汽量、疏水量等的全部变化。这是因为中反应了这些变化的缘故。所以是等效热降的核心，是等效热降能使局部定量计算简便、准确的根本所在。3 建立计算模型首先通过电厂运行中的实测数据，在计算前进行数据准备：如抽汽放热量、疏水放热量、给水焓升、漏汽系数以及漏汽焓等，然后由这些数据依据等效热降的应用法则进行计算，得出各段抽汽的等效热降和抽汽效率。接着对新蒸汽的毛等效热降

37、进行计算，然后计算各部分漏汽引起的损失，从而计算总的损失。则新蒸汽的净等效热降为，而循环吸热量为，所以汽轮机的装置效率为。高压轴封漏汽对经济性影响的计算：先计算高压轴封漏汽的系统做工损失和再热器吸热量增量，然后计算装置效率相对降低的量，最后计算热耗增加的量。中压轴封漏汽对经济性影响计算：先计算中压轴封漏汽的系统做工损失，然后计算装置效率相对降低的量，最后计算热耗率增加的量。计算轴封漏汽量变化时对机组经济性的影响：对不同的轴封漏汽量进行计算，计算模型与上面叙述的一样。4 轴封漏汽量对经济性影响的计算4.1 计算前数据准备数据取自附图1:=3141.5 =1199.9 =1080 =0.01145

38、8 =3026.8 =3029 =1055.3 =885.1 =0.004109 =3538.4=3333.6 =867.69 =765.4 =0.000132 =3397.2=3147.1 =726.8 =458.2 =0.000110 =3026.8=2945.5 =569.9 =374.1 =0.000110 =3147.1=2757.3 =435.9 =280.3 =0.000373 =2716.2=2635.1 =352.1 =163.6 =0.000890 =3026.8=2504.8 =258.5 =25.4 =0.000835 =3147.1=2337.9 =140.4 =41

39、5 =0.03688 =3147.1=3397.2 =3029 =3538.4 =0.00045 =3397.2=2472.9 =0.821238 =0.00602 =0.014908 =3323.4=7936.2 =509.4=144.6 =187.61=140.89 =156.9=134 =83.8=93.6 =118.1=2061.5 =2143.9=2568.2 =2577.2=2487.3 =2383.2=2354.8 =2341.2=194.9 =119.7=195.5 =84.1=93.8 =116.74.2 抽汽等效热降和抽汽效率=166.9 =0.07129=288.88 =

40、0.12268=399.57 =0.16766=573.67 =0.23064=744.34 =0.28882=874.38 =0.34046=1038.42 =0.48436=1056.22 =0.47989其中的单位为kJ/kg再热冷段以上排挤1kg抽汽所引起的再热器吸热增量计算=509.4 kJ/kg=463.09 kJ/kg4.3 汽轮机装置效率新蒸汽毛等效热降=1250.30 kJ/kg各种附加成分引起的做功损失=16.75 kJ/kg=4.86 kJ/kg=0.55 kJ/kg=0.18 kJ/kg=0.11 kJ/kg=0.07 kJ/kg=1.68 kJ/kg高压门杆漏汽到冷再

41、前做功损失的计算由A点的压力=16.67 和焓=3397.2 kJ/kg查焓熵表得A点的熵为=6.4193 kJ/(kgK)，又由再热前的压力=3.653 和熵查焓熵表得冷再前漏汽的焓为=2972.31 kJ/kg，所以漏汽导致做功损失的量为=0.19 kJ/kg高中压缸过桥处漏汽做功损失的计算由点的压力=11.63 和焓=3323.4 kJ/kg查焓熵表得点的熵为=6.47066 kJ/(kgK)，再由再热前的压力=3.653 和查焓熵表可得焓=3002 kJ/kg，所以从过桥处漏到高压缸排气出口处所引起的损失为=1.93 kJ/kg又由再热后压力为=3.288 和熵查焓熵表得焓=2976.

42、53 kJ/kg，所以从过桥处漏到中压缸进汽口处引起的损失为=12.77 kJ/kg过桥漏气总损失为=14.70 kJ/kg给水泵汽轮机做功损失的计算=4.98 kJ/kg所以总的损失为=44.07 kJ/kg新蒸汽的净等效热降=1206.22 kJ/kg循环吸热量=2615.64 kJ/kg汽轮机装置效率=0.46124.4 轴封漏汽对经济性的影响4.4.1 高压轴封漏汽对经济性影响高压轴封漏汽的系统做功损失为=6.00 kJ/kg再热器吸热量增加=6.35 kJ/kg装置热经济性相对降低=0.2538 %热耗率增加=20.14 kJ/(kwh)4.4.2 中压轴封漏汽对经济性影响中压轴封漏

43、汽的系统做功损失为=0.71 kJ/kg装置效率相对降低=0.0590 %热耗率增加=4.68 kJ/(kwh)4.5 轴封漏汽量变化对经济性的影响1) 高压轴封漏汽量为额定工况的110%时此时相对于额定工况下，漏汽损失的功的增量为=0.57 kJ/kg再热器吸热量相对增加=0.63 kJ/kg装置效率相对降低=0.0232 %热耗率相对增加=1.84 kJ/(kwh)中压轴封漏汽量为额定工况的110%时漏汽损失的功的增量为=0.04 kJ/kg装置效率相对降低=0.0036 %热耗率相对增加=0.29 kJ/(kwh)2) 高压轴封漏汽量为额定工况的120%时此时相对于额定工况下，漏汽损失的

44、功的增量为=1.18 kJ/kg再热器吸热量相对增加=1.27 kJ/kg装置效率相对降低=0.0489 %热耗率相对增加=3.88 kJ/(kwh)中压轴封漏汽量为额定工况的120%时漏汽损失的功的增量为=0.12 kJ/kg装置效率相对降低=0.0098 %热耗率相对增加=0.78 kJ/(kwh)3) 高压轴封漏汽量为额定工况的130%时此时相对于额定工况下，漏汽损失的功的增量为=1.78 kJ/kg再热器吸热量相对增加=1.90 kJ/kg装置效率相对降低=0.0746 %热耗率相对增加=5.92 kJ/(kwh)中压轴封漏汽量为额定工况的130%时漏汽损失的功的增量为=0.19 kJ

45、/kg装置效率相对降低=0.0159 %热耗率相对增加=1.27 kJ/(kwh)4) 高压轴封漏汽量为额定工况的140%时此时相对于额定工况下，漏汽损失的功的增量为 =2.38 kJ/kg再热器吸热量相对增加=2.54 kJ/kg装置效率相对降低=0.1003 %热耗率相对增加=7.96 kJ/(kwh)中压轴封漏汽量为额定工况的140%时漏汽损失的功的增量为=0.27 kJ/kg装置效率相对降低=0.0221 %热耗率相对增加=1.75 kJ/(kwh)5) 高压轴封漏汽量为额定工况的150%时此时相对于额定工况下，漏汽损失的功的增量为=2.99 kJ/kg再热器吸热量相对增加=3.17

46、kJ/kg装置效率相对降低=0.1260 %热耗率相对增加=10.00 kJ/(kwh)中压轴封漏汽量为额定工况的150%时漏汽损失的功的增量为=0.34 kJ/kg装置效率相对降低=0.0283 %热耗率相对增加=2.24 kJ/(kwh)对于另外两个工况，采用同样方法计算，得出三个工况的计算结果用图4-1和图4-2表示，而图4-3是高中压轴封漏汽总量对机组经济性的影响。图4-1 高压轴封漏汽量变化对机组热耗率的影响图4-2 中压轴封漏汽量变化对机组热耗率的影响图4-3 高中压轴封漏汽总量变化对机组热耗率的影响华北电力大学本科毕业设计（论文）结论在整个设计的过程，增强了自己查阅文献资料，及综

47、合提取有效信息的能力，加深了对等效热降这一概念的理解，了解了当今世界轴封漏汽对经济性影响问题的主要研究方法。本论文以300MW机组为例，在了解电厂设备系统特点的基础上，利用电厂运行中的数据，采用等效热降法对机组的热力系统进行计算，得出机组轴封漏汽量变化时热耗率的增加趋势，如图4-1、4-2、4-3。通过分析计算结果，发现轴封漏汽量增大时，热耗率大致是成正比例方向增加的，其变化幅度大致如下：1) 在额定负荷工况下，高压轴封漏汽每增加10%时，热耗率大概增加2.04 kJ/kg,中压轴封漏汽每增加10%时，热耗率大概增加0.49 kJ/kg。2) 在75%负荷工况下，高压轴封漏汽每增加10%时，热

48、耗率大概增加2.07 kJ/kg,中压轴封漏汽每增加10%时，热耗率大概增加0.49 kJ/kg。3) 在50%负荷工况下，高压轴封漏汽每增加10%时，热耗率大概增加2.15 kJ/kg,中压轴封漏汽每增加10%时，热耗率大概增加0.49 kJ/kg。从图3-1可以看出，高压轴封漏汽随着负荷的降低，热耗率是增加的，从图3-2可以看到中压轴封漏汽随负荷降低，热耗率是降低的，它们的总热耗率（如图3-3）是随着负荷的降低而升高。同时，可以看出机组在低负荷状态下运行的效率要低于在高负荷状态。所以，为了提高电厂生产的经济性，大机组应尽可能避免采用低负荷运行方式来调峰，这对当今社会所提倡的节能降耗具有重要

49、的意义。华北电力大学本科毕业设计（论文）参考文献1 周庆凡世界能源及其分布状况J中国能源，2001，(10)：27-302 吕伟业中国电力工业发展及产业结构调整J中国电力，2002，(1)：1-73 陆延昌，姜绍俊21世纪初期中国电力工业展望J中国电力，2000，(7)：1-84 陈和平节能是我国经济和社会发展的一项长远战略方针J信息产品与节能，2000，(1)：425 丁俊齐，林宗朴200MW机组轴封漏汽对机组经济性的影响J山东电力技术，2002，(1)：51-576 王志洪600MW机组高压缸轴封漏汽定量分析J江苏电机工程，2003，(3)：23-257 沈士一，庄贺庆，康松，庞立云汽轮机

50、原理M北京：中国电力出版社，1987118 蔡国樑50MW汽轮机轴封系统的改造J汽轮机技术，2005，(6)，47(3)，222-224 9 RobertE.Krieger .K.salisbury steam Turbine and their cycleJ. publishing CO.NY.Reprint ,199410 曹丽华，李勇，谭旭带有侧齿的曲径轴封及其漏气量的研究J汽轮机技术，2005，(2)，47(1)：49-5111 卢家勇，张宏春，李庆华，韩涛合缸机组高中压轴封漏汽量测量方法的探讨J山西电力，2006(8)，4(总第133期)：11-4312 刘东远等汽轮机通流部分现代化

51、改造技术分析J中国电力，1997，(6)：16-2213 郑体宽，热力发电厂M北京：中国电力出版社，19871114 林万超，火电厂热系统节能理论M西安交通大学出版社，199415 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，199216 Valero A. Torresc. Algebraic Thermodynamic Analysis of Energy System.ASME Book No.G01452 WAM-1988 AES Val7. No.132217 严俊杰，邢秦安，林万超，陈国慧火电厂热力系统经济性诊断理论及应用M西安交通大学出版社，200018 林万超，霍钰

52、论分析热力系统的的等效热降法J西安交大学报，1979，No.119 林万超等效热降及其在火电厂的应用J电力科技通信，1983，No.520 林万超等效热降的基本法则J电力科技通信，1983，No.621 林万超火电厂热系统定量分析M西安交通大学出版社，1985附录A（热平衡图）华北电力大学本科毕业设计（论文）致谢首先，我要感谢我的导师韩中合老师,正是在韩老师的悉心指导和帮助下我的论文才得以顺利完成。在论文选题、设计、和撰写过程中，韩老师不但为我提供了大量的资料，还对我的论文提出了许多指导性意见，拓宽了我的思路。韩老师渊博的知识、敏锐的思维和严谨的治学态度，使我受益匪浅。我还要感谢所有帮助过我的

53、老师和同学们，谢谢他们对我学习上的帮助和支持。谢谢大家！49华北电力大学本科毕业设计（论文）外文文献翻译原文外文文献翻译译文汽轮机热经济性评价的概念A. Zaleta-Aguilar a, L. Correas-Uson b, J. Kubiak-Szyszka c,*, F.Z. Sierra-Espinosa ca机械工程系，墨西哥萨拉曼卡瓜那加托堡砻大学，坦比克b发电厂效率研究中心(CIRCE)，西班牙萨拉戈萨，玛丽亚德鲁娜c工程和应用科学研究中心(CIICAp)，墨西哥库埃纳瓦大学，莫勒洛斯2006年6月21日收到；2006年6月22日接受摘要汽轮机热经济性审计和评价的概念已经提出，本

54、论文的首要内容是，将热力学第一定律和第二定律应用于发电厂。由Valero等提出的著名的“能耗理论”和“通用热经济性理论”程序，在V. Verda, L. Serra, A. Valero，用缩放程序对高度复杂的能量系统进行热经济性诊断，Int. J. Appl. Thermodyn. 6 (2) (2002) 7583中曾使用，这些理论可以计算每一个生产环节中的产物()和燃料()消耗的功和经济成本(如在汽轮机中)。论文的第二部分包含在特殊故障下对汽轮机级内的熵增量()和损失功率()的评定。众所周知，汽轮机会产生比如粗糙，密封和泄漏间隙，腐蚀，沉积等内在故障，本论文的主要工作是评定由汽轮机级内故障引起的做功能力损失(燃料成本的影响)。2006 埃尔塞维尔有限公司保留所有权。关键词：汽轮机；热经济性评价；损失1 介绍发电厂中的汽轮机是发电过程中最重要的组成部分，在他们内部发生任何故障都将会增加总热量的损失。目前，在发电厂中为了保持汽轮机的最佳运行，而应用了常规的程序，如能源审计和在线监测系统。汽轮机的效率检测程序依据机组在运行或停机可分为：(a) 能源审计(汽轮机进行服务期间的检修)；(b) 在线监测和验收测试(汽轮机处于运行状态)。在检修期间，汽轮机能量审计对于确定级内的损失如喷嘴，动叶，漏汽，余速等损失是一个很好的方法，尤其是蒸汽流道受到固体颗粒的冲