热力发电厂热经济性状态方程.pdfVIP

热力发电厂热力系统热经济性状态方程 第六届汽轮机年会 2001.07 热力发电厂热力系统热经济性状态方程 华北电力大学(保定071003) 张春发 张素香 张 宝 [摘 要〕本文用系统工程观点，定义了热力发电厂热经济性系统状态方程， 并给出了其状态方程的形式.指出，状态方程的结构与系统的结构一一对应， 系统的热经济性取决于系统的结构及系统所处的热力学状态.用系统状态方 程研究系统，可揭示系统的内部特征.电厂热经济性状态方程的出现为电厂 热经济性的计算、分析与综合提供了新的基础和研究方法. 关〔键词〕热力系统，热经济性，状态方程，系统工程 1弓1言 系统工程m的观点认为，系统是为了实现某种目的而由若干部分组成的一个复杂 整体。系统工程是组织管理这种系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学 方法，它是一种对所有系统都具有普遏意义的科学方法[21。火力发电厂是为了高效然 煤产电而由许多设备如锅炉、汽机、凝汽器、加热器用管道、阀门联系在一起的有机 整体3(1141。电厂热力系统是一复杂的人工系统，因此可以用系统工程方法研究电厂热 力系统。 系统工程中，研究系统的一个重要方法是建立系统的状态方程Ill，如果以火电厂 热经济性为研究目标，那么必须解决什么是系统的状态方程这个概念问题。为此我们 先从工质的状态方程入手。所谓工质的状态是指工质在某一瞬间所处的宏观物理状 况，状态参数是指描述工质所处物理状况的宏观物理量，工质的状态方程是描述工质 状态参数之间相互关系的方程。对于简单可压缩工质，工质的状态由二个独立状态参 数决定，当这两个状态参数确定后，工质的其它所有状态参数和工质的热力学性质由 状态方程唯一确定。 可以由工质状态及工质状态方程引申到热力系统状态及热力系统状态方程，系统 的状态及其状态方程可以如下定义:所谓系统的状态是指系统在某一瞬间所处的宏观 物理状况，系统的状态方程是指描述系统状态参数之间相互关系的方程。用一句简单 的话说，系统的状态在 n维欧氏空间是一个点，这个点的位置一旦确定，系统的所有 状态以至于系统的所有性质被唯一确定。 电厂热力系统状态空间表达式可以用质量平衡方程和能量平衡方程等用推理方法 作者简介:张春发，男，1945年生.硕士，华北电力大学教授.主哭从.汽轮机组的优化运行、火 电机组节理论、节能技术及其系统的研究与开发工作. 一 335一 热力发电厂热力系统热经济性状态方程 第六届汽轮机年会20D1.07 建立，困难是不同结构的热力系统对应着不同的状态空间 我们的方法是，对典型热 力系统进行研究寻找状态方程结构与系统结构之间的对应关系，然后将典型热力系统 的状态方程推广到一般系统。 2 典型热力系统概述 图 1中所示典型热力系统有二级高压加热器、三级低压加热器、一级除氧器，其 中No.],No.2,No.4,No.5为疏水自流面式加热器，No.3为混合式加热器，No.6为 用疏水泵向主给水出口打入本级疏水的面式加热器，后两种加热器统称为汇集式加热 器。加热器级的划分如图中虚线所示。一般以本级加热器出口给水为界;对于疏水向 出口水汇集的面式加热器(No.6)以汇集后的给水出口为界:对于凝汽器以热水井进口 水为界。如图所示，轴封加热器疏水汇入热水井，因此它是汇集式加热器。如果轴封 加热器琉水自流入凝汽器，则属于琉水自流式加热器。为研究方便，一般不把轴封加 热器单列一级，而是将它并入其所在的主加热器的级中. :No.1 :No.2 少0.3 INo.4 ;No.5 :No.6 图 1 典型热力系统结构 为了讨论水从疏水管路进出系统虚构了疏水。m从第一级加热器出系统为用户提 供热量、与从第三级加热器进系统，为通用目的，可设D,不等于D,1,。为了讨论汽 从抽汽管路出系统、回水进入加热器给水系统，虚构了热用户用汽Dfl从No.5加热器 出系统。回水D在No.4加热器进入加热器主给水管路。D.r,是过热器喷水减温用水， 从给水泵出口引出.D..,}