基于回热加热器变工况的机组热经济性通用数学模型

针对火电厂的回热系统,考虑外部热量引入时回热加热器变工况运行的影响,以汽轮机的功率方程、热力系统的热平衡方程、锅炉循环吸热方程为基础,经过严格的数学推导,导出纯热量引入回热系统时功率变化和吸热量变化的通用计算公式。以N300-16.5/550/550机组为例,计算在各级加热器引入1 k J/kg纯热量的机组经济性变化,并与详细计算和等效焓降法计算的结果相比较,结果表明:和等效焓降法相比,在做功增量方面,除了一号加热器和除氧器,本方法计算的结果相对偏大,在吸热量方面也存在不同;而与详细计算的结果几乎一致,验证了本方法的正确性。     

二次再热机组的定热量等效热降矩阵方程

基于定热量等效热降理论,结合矩阵法,导出了二次再热机组的定热量等效热降矩阵方程,应用该方程无须另列吸热量方程和功率方程的情况下便能完成二次再热机组的热经济性分析,从而为此类机组热力系统的经济性定量分析提供了新方法,扩展了定热量等效热降理论的应用范围。通过实例计算验证了本文计算模型的可靠性,具有通用、精确和适于计算机计算的特点。     

火电厂热力系统矩阵分析方法

为了使分析方法应用于火电厂热力系统经济性分析评价和在线监测中,对火电厂热力系统经济性分析评价进行更加全面合理,寻找提高经济性的有效途径,基于加热器热交换过程中的平衡关系分析,得出了火电厂回热系统各级加热器平衡方程组,并在此基础上,经数学推导,得到了与回热系统特征密切对应的矩阵方程。该方程组的增广矩阵各元素有明显的规律性,对于给定回热系统,可以直接写出矩阵方程。解该矩阵方程可得到符合平衡关系的各级回热加热器抽汽系数,并在此基础上求得各级加热器的效率,从而简化了运用分析方法求解抽汽系数的过程。利用矩阵方程结合锅炉、汽轮机等设备的分析,可以建立火电厂热力系统分析通用数学模型。     

火电厂热力系统(火用)矩阵分析方法

为了使分析方法应用于火电厂热力系统经济性分析评价和在线监测中,对火电厂热力系统经济性分析评价进行更加全面合理,寻找提高经济性的有效途径,基于加热器热交换过程中的平衡关系分析,得出了火电厂回热系统各级加热器平衡方程组,并在此基础上,经数学推导,得到了与回热系统特征密切对应的矩阵方程。该方程组的增广矩阵各元素有明显的规律性,对于给定回热系统,可以直接写出矩阵方程。解该矩阵方程可得到符合平衡关系的各级回热加热器抽汽系数,并在此基础上求得各级加热器的效率,从而简化了运用分析方法求解抽汽系数的过程。利用矩阵方程结合锅炉、汽轮机等设备的分析,可以建立火电厂热力系统分析通用数学模型。     

300MW机组低压加热器疏水系统优化

火电厂热力系统不同疏水方式对机组的经济性有很大影响.使用疏水冷却器,可以降低疏水温度,达到回收疏水热量的目的.疏水泵则因其能够截流疏水而达到接近混合式加热器的抽汽热量利用效果.通过等效热降法分别对疏水泵和疏水冷却器的节能效果进行了计算分析,并以国产N300—16.7/537/537机组为例,论证了300MW机组的低加回热系统在设计工况下采用疏水泵可以提高机组的热经济性能.实践表明：等效热降法对热力系统的节能改造及经济运行具有重要的指导意义,可为热力系统的节能改造提供数据支持.     

300 MW机组低压加热器疏水系统优化

火电厂热力系统不同疏水方式对机组的经济性有很大影响.使用疏水冷却器,可以降低疏水温度,达到回收疏水热量的目的.疏水泵则因其能够截流疏水而达到接近混合式加热器的抽汽热量利用效果.通过等效热降法分别对疏水泵和疏水冷却器的节能效果进行了计算分析,并以国产N300-16.7/537/537机组为例,论证了300 MW机组的低加回热系统在设计工况下采用疏水泵可以提高机组的热经济性能.实践表明:等效热降法对热力系统的节能改造及经济运行具有重要的指导意义,可为热力系统的节能改造提供数据支持.     

非再热机组热系统分析的热/汽耗变换系数法

热（汽）耗变换系数是在功率不变时导出的分析热力系统的重要参数，它代表了汽轮机回热抽汽的品位，利用这两个参数就能帮助对电厂热力系统的热经济性进行评价，用于优化电厂热力系统的结构。这两个参数的求取完全采用矩阵方法，特别适合于计算机运算。文中叙述了非再热机组热力系统热（汽）耗变换系数的计算原则及针对凝汽式１００ＭＷ机组热力系统的算例分析     

疏水冷却器的热经济性分析

基于热力系统矩阵热平衡方程,建立定功率条件下,疏水冷却器对机组热经济性影响的数学模型.研究加热器不同连接方式,发现热经济性的变化仅与相邻级热耗变换系数、疏水放热量变化幅度及疏水流量相关.运用该模型分别对某N600-16.7/537/537机组和N600-24.2/566/566机组进行计算,结果与热平衡法基本一致,但计算方法较其简捷.     

集成回热式汽轮机的超超临界二次再热机组设计优化

以某660 MW超超临界二次再热机组为案例,针对超超临界二次再热机组回热抽汽过热度偏高的问题,提出了集成回热式汽轮机且单独配置发电机的4种集成方案,采用热量平衡法和火用分析法将它们与常规机组(基准系统)、加装两级外置式蒸汽冷却器的二次再热机组(参比系统)进行热力性能的对比研究,获得最优集成方案,并对最优方案与参比系统进行变工况下抽汽过热度和能耗的对比研究。结果表明:方案4中回热加热器的总火用损最小,方案3中机组的发电煤耗和总火用损均最小,发电效率达48. 05%;在变工况下方案3中回热加热器的火用损始终低于参比系统的;与基准系统相比,在不同负荷下方案3的节煤量均大于参比系统。研究成果将为超超临界二次再热机组抽汽回热系统的节能和改造提供有益的理论指导。     

抽汽压损对循环热经济性影响的计算与分析

抽汽压损是一种不明显的热力损失,对热经济性的影响与其大小、抽汽压力、热力系统的结构等因素有关。应用等效焓降方法和热力系统状态方程,采用严格的数学推导,构建了抽汽压损对热经济性影响的数学模型,该模型具有通用性强,适于程序化的特点。通过实例,方便快捷的计算出各级抽汽压损对循环热经济性的影响,并分析其影响规律。     

不可逆四热源吸收式制冷机的最优性能

为从热力学角度获得吸收式制冷机更为有用的性能上界,建立其四热源循环模型.该模型将吸收式制冷机视为一个由不可逆卡诺热机驱动的不可逆卡诺制冷机的联合循环系统,考虑热阻及工质内部耗散的不可逆性.运用优化理论,推导出:制冷量与性能系数间的基本优化关系;总热导率在各换热器间的最优分配关系;最大制冷量及相应性能系数的一般表达式.与三热源制冷循环模型相比,四热源制冷循环模型更接近于实际的吸收式制冷机.     

余热动力回收系统的热力学优化

本文应用热力学第二定律分析法对典型的余热动力回收系统的设计参数优化问题进行了较为全面的分析,指出了系统各种(火用)损失对系统最优参数的影响,并给出了热力学最优参数的计算式。这些算式具有准确度高,适用范围广等特点。     

Efficiency analysis of trilateral-cycle power systems for waste heat recovery-to-power generation

Numerous innovative heat recovery-to-power technologies have been resourcefully and technologically exploited to bridge the growing gap between energy needs and its sustainable and affordable supply.Among them,the proposed trilateral-cycle(TLC) power system exhibits high thermodynamic efficiency during heat recovery-to-power from low-to-medium temperature heat sources.The TLCs are proposed and analysed using n-pentane as working fluid for waste heat recovery-to-power generation from low-grade heat source to evaluate the thermodynamic efficiency of the cycles.Four different single stage TLC configurations with distinct working principles are modelled thermodynamically using engineering equation solver.Based on the thermodynamic framework,thermodynamic performance simulation and efficiency analysis of the cycles as well as the exergy efficiencies of the heating and condensing processes are carried out and compared in their efficiency.The results show that the simple TLC,recuperated TLC,reheat TLC and regenerative TLC operating at subcritical conditions with cycle high temperature of 473 K can attain thermal efficiencies of 21.97%,23.91%,22.07% and 22.9%,respectively.The recuperated TLC attains the highest thermodynamic efficiency at the cycle high temperature because of its lowest exergy destruction rates in the heat exchanger and condenser.The efficiency analysis carried out would assist in guiding thermodynamic process development and thermal integration of the proposed cycles.     

考虑焦汤效应等因素的两相管流热力学模型

在油气混输管道多相流模拟计算中,热力学模型是与水力模型相互耦合的重要组成部分,影响程序的收敛性和结果的准确性.通过对管段微元进行能量守恒分析推导了能量方程,该方程涵盖了焦汤效应、压力做功、剪切力做功、相变换热、管外换热等因素,是考虑全面的能量方程形式,可以比较准确地反映混输管道气液两相管流的实际情况.将模型嵌入到TPC...     

论与当量燃料性能系数有关的热电厂供热效率

通过建立一种比较准确实用的热电厂供热效率计算式,解决了当量燃料性能系数中u值不易计算的问题,并根据算例分析得出了以汽车抽气为热源的吸收式制冷机一次能耗并不总比压缩式制冷机低的结论。     

主汽压变化对汽轮机热耗率影响的修正分析

以火电厂热经济性的统一物理模型和数学模型为基础,根据多元扰动下的热力系统能效分析模型得到主蒸汽压力对热耗率修正的计算模型,并以某660 MW机组为例,计算并绘制了三阀全开工况下主蒸汽压力对热耗的修正曲线,与厂家提供的曲线进行对比,主蒸汽压力计算区间为23.8～24.6 MPa,当主蒸汽压力为23.8 MPa时误差达到最大为0.058 32%,能够满足工程实际的需要,验证了模型的正确性。计算并绘制了不同工况下主蒸汽压力对热耗的修正曲线,分析得出负荷越低,主蒸汽压力的偏离对热耗率的影响越大。     

基于时域边界元法的散热结构瞬态热传导分析

针对散热器结构的瞬态热传导问题,首先,在热力学理论基础上,利用问题的控制方程推导出问题的积分方程;然后针对积分方程中的域积分,采用双互易边界元法(DRBEM)进行处理,得到边界积分方程;再对其进行边界离散,获得常系数微分方程组;最后,运用精细积分法(PIM)进行方程组求解,得到内部点的温度结果。通过边界元法与有限元法计算软件Workbench进行了对比分析,结果表明,边界元法具有计算量小、计算精确度高的优点,从而验证了DRBEM与PIM耦合求解具有较高精确性,是一种可供选择的有效求解瞬态热传导问题的数值计算方法。     

Performance analysis of air-water dual source heat pump water heater with heat recovery

A new air-water dual source heat pump water heater with heat recovery is proposed.The heat pump system can heat water by using a single air source,a single water source,or air-water dual sources.The water is first pre-heated by waste hot water,then heated by the heat pump.Waste heat is recovered by first preheating the cold water and as water source of the heat pump.According to the correlated formulas of the coefficient of performance of air-source heat pump and water-source heat pump,and the gain coefficient of heat recovery-preheater,the formulas for the coefficient of performance of heat pump in six operating modes are obtained by using the dimensionless correspondence analysis method.The system characteristics of heat absorption and release associated with the heat recovery-preheater are analyzed at different working conditions.The developed approaches can provide reference for the optimization of the operating modes and parameters.The results of analysis and experiments show that the coefficient of performance of the device can reach 4-5.5 in winter,twice as much as air source heat pump water heater.The utilization of waste heat in the proposed system is higher than that in the system which only uses waste water to preheating or as heat source.Thus,the effect of energy saving of the new system is obvious.On the other hand,the dimensionless correspondence analysis method is introduced to performance analysis of the heat pump,which also has theoretical significance and practical value.     

岩土地下换热器热泵系统长期运行状况预测分析

在岩土地下换热器G函数理论的基础上,建立地源热泵热力系统模拟计算模型,提出了基于模型的系统长期运行状况分析方法。以严寒地区为例研究了近三年冬季供暖过程运行状况,模拟分析了地下换热器进、出口流体温度变化规律、热泵机组能效比和系统能耗特性,并与实测结果进行了对比。结果证明了模型及分析方法可行,可为进一步开展更广泛的预测分析提供有效途径。     

湿燃气热力性质的计算方法

分析了HAT循环和STIG循环中的工质－湿燃气的组成 ;将湿燃气当做实际气体考虑,用两项维里方程的对比态形式建立了湿燃气的状态方程;利用状态方程和余函数修正法,对湿燃气的热力性质在理想气体的基础上进行了修正,使其热力性质较按理想气体计算时更加精确。该算法可以计算湿燃气在任意烃类燃料、任意注蒸汽比以及任意燃料系数条件下的热力性质。