电厂发论文 (热能工程专业论文)电厂热力系统节能分析的线性化处理及其改进.pdf
![](http://419ai.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2023/07/20230726191152761.png)
本课题针对目前节能分析方法众多的情况而提出,目的在于揭示各种节能理论的内在联系,为研究热力系统分析方法的提供思路。在前人理论成果的基础上,本 文建立了机组热经济性状态方程的通用计算模型。通过引入小扰动理论,推导出各 类扰动对机组热经济性影响的通用分析模型,实现了系统热力特性的定量分析。此 外,提出大、小扰动分析法的概念并实例验证了二者的误差,为定量解释小扰动的 概念提供指导,也为将各种扰动按属性分类提供了定量依据。本文的研究结果对深 入研究和发展节能理论具有重要意义,对电厂节能工作具有指导性。 关键词:热力系统,热经济性,矩阵方程,通用计算模型 ABSTRACT Theissueis proposedunderthe background thatthereare manyenergy-saving analysis theoriesincurrent.Itistorevealtheinternalrelationsinthemandto provide ideaforthestudy thermodynamicsystemanalysis theory.On thebasisofthe production predecessors,ageneralheat economy matrixmodelofunitcanbebuilt. Byintroducing smalldisturbance theorythegeneralanalysis modeloftheheat economy whichis affected byallkindsofdisturbanceofunitcanbededuced,SOthe quantitative analysis ofthermal property totheunitcanbe done.Furthermore,itputs forwardthe concept ofthe big andthesmalldisturbance analysis methodsandvenifiestheerror betweenthem.Itis conceptofsmalldisturbancebutalsoprovidegist itsattribute.Theconclusion got inthe paper significanttothefurther study alsoinstructivetoenergy-saving powerplant.Li Juan(Thermalpowerengineering) Directed byprof.Zhang Chun-fa KEY WORDS:thermodynamicsystem,heateconomy,maxtrixequation,eneral calculationmodel 华北电力大学硕十学位论文摘要 本课题针对目前节能分析方法众多的情况而提出,目的在于揭示各种节能理论的内在联系,为研究热力系统分析方法的提供思路。
在前人理论成果的基础上,本 文建立了机组热经济性状态方程的通用计算模型。通过引入小扰动理论,推导出各 类扰动对机组热经济性影响的通用分析模型,实现了系统热力特性的定量分析。此 外,提出大、小扰动分析法的概念并实例验证了二者的误差,为定量解释小扰动的 概念提供指导,也为将各种扰动按属性分类提供了定量依据。本文的研究结果对深 入研究和发展节能理论具有重要意义,对电厂节能工作具有指导性。 关键词:热力系统,热经济性,矩阵方程,通用计算模型 ABSTRACT Theissueis proposed underthe background thatthereare manyenergy-saving analysistheoriesincurrent.Itistorevealtheinternalrelationsinthemandto provide ideaforthestudy thermodynamicsystemanalysistheory.On thebasis ofthe production predecessors,ageneralheat economy matrixmodelofunitcanbebuilt. Byintroducing smalldisturbance theorythegeneralanalysis modeloftheheat economy whichisaffected allkindsofdisturbanceofunitcanbededuced,SO quantitativeanalysisofthermal property totheunitcanbedone.Furthermore,itputs forwardthe concept ofthe big andthesmalldisturbance analysis methodsandvenifiestheerror betweenthem.Itis quantificationallyexplaining conceptofsmalldisturbancebutalso providegist classilyingvariousdisturbance itsattribute.Theconclusion got inthe paper thefurtherstudy energy-savinganalysistheory.Itisalsoinstructiveto energy-saving powerplant.Li Juan(Thermalpowerengineering) Directed byprof.Zhang Chun-fa KEY WORDS:thermodynamicsystem,heateconomy,maxtrixequation,eneral calculationmodel 本人郑重声明:此处所提交的硕士学位论文《电厂热力系统节能分析的线性化处理及其改进》,是本人在华北电力大学攻读硕士学位期间,在导师指导下进行的研究工作 和取得的研究成果。
掘本人所知,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的 学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文 中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名:.二弛一一日 关于学位论文使用授权的说明本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件;学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文;学校可允许学位论文被查阅或借阅;学校可以学术交流为 目的,复制赠送和交换学位论文;同意学校可以用不同方式在不同媒体上发表、传播 学位论文的全部或部分内容。 (涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名: 导师签名:7 期:竺!星::19Et 华北电力人学硕+学何论文1.1课题背景和意义 第一章 目前能源问题已经成为世界各国共同关注的问题,“十一五”以来,我国政府对“节能减排”也极其重视。然而,由于我国经济增长方式粗放,又处在工业化进 程和消费结构升级加快的历史阶段,能源消耗过大,因此节能降耗任务仍十分艰巨。 电厂是消耗一次能源并生产二次能源的耗能大户,每年消耗的煤量占全国煤生 产总量的二分之一,甚至更多[I】,因此电力行业的节能,尤其是电厂节能工作的开 展具有重要意义。
从我国当前电厂的现实来看,节能潜力很大【z1。随着经济发展, 我国人均用电量不断上升并还会加剧,预计到2020年时总需求量将达到4.6—5.1 万亿kW h,相应的总装机容量也将达到9.5亿kW。预计2020年全国能源总需求 为238.238千万吨标准煤,发电用能源将占一次能源总消费的58.7%,电气化程度 达到中等发达国家水平,煤炭消耗将有66.5%转化为电能消耗【3l。提高火电行业的 节能意识,丌发科学的节能技术,加强能源的有效管理,降低发电煤耗,对国民经 济的发展意义重大,并且是关系到可持续性协调发展的一个迫在眉睫的问题。为此, 我国专门制定了节能降耗规划和目标。但是,无论是设计高参数的大容量机组,还 是改善现有机组的运行水平,挖掘机组的节能潜力,都需要一种有效准确的节能理 论进行指导,才能有的放矢地采取节能措施,降低煤耗率。 随着我国电力改革,“厂网分丌,竞价上网"是今后电力企业市场运行的准则。 节能降耗将成为电力公司和电站开展各项工作的主要目标,电力工业中的节能是发 展国民经济的一项重要的长期任务。随着计算科学的发展,热力系统热经济性分析 的方法也逐渐多样化并且各有特点。同时机组的容量逐步扩大,热力系统同趋复杂。
在新的环境下,揭示各种节能理论内在的联系,深入地研究和发展节能理论,具有 更重要的理论和现实意义,对电厂的节能降耗工作具有很强的指导性。 1.2国内外的发展现状 热力系统计算是火力发电厂汽轮机组运行性能分析、热力试验和系统改进中一 项最常见的计算工作,对汽轮机热力系统进行计算的目的是为了确定机组的各项热 经济性指标,因此选择适当的热力系统计算方法是机组热经济性分析的重要前提。 热力系统计算方法种类很多,按照它们所依赖的热力学基础可分为:第一定律分析 法和第二定律分析法。 常规热平衡法是最早发展的热力学分析法,它是在结合质量平衡和能量平衡基 础上,对实际热力系统进行的数值计算方法。计算中需要对热力系统进行变工况计 华北电力人学硕十学位论文算,以确定汽轮机抽汽口和排汽端的蒸汽参数以及回热系统的各相应参数,其实质 是确定汽轮机新的膨胀过程线和系统参数,核心和难点是汽轮机变工况计算。由于 对实际的热力系统进行计算时,工作量大而繁,难以达到通用性,应用受到限制。 即使采用计算机求解,有时仍需要反复迭代逼近,得到近似解。更重要的是,该方 法难以提供解析解,不适合作为热力系统分析和优化的计算方法。
等效热降法【4】是以新蒸汽流量、循环的初终参数和热力过程线均保持不变为前 提,以内功率(等效热降)的变化来分析热力系统的热经济性。在热力系统局部分析 中,等效热降法改善了常规热力计算的不足,提出了等效热降的概念并在此基础上 建立了热力系统分析的新方法,使热力计算具有了系统分析功能。但是等效焓降法 以新蒸汽流量不变为前提,在计算等效焓降时,认为新蒸汽参数、再热参数、终参 数以及各抽汽参数均已知且保持不变,未考虑汽轮机膨胀过程线的变化,故计算结 果存在误差。另外,等效焓降法论证繁琐,应用需要深厚的理论基础和丰富的经验。 循环函数法【5】是由我国原电力部建设研究所马芳礼高级工程i)ifi{}J建的一种新型 热力系统计算方法。它根据热力学第二定律,以循环不可逆性(或冷源损失)分析 为汽轮机循环节能定性分析的判据,以循环函数式为汽轮机循环节能定量计算的工 具。循环函数法是一种计算复杂热力系统的好方法,它大大简化和方便了热力系统 计算和分析,适于局部定量分析,但该方法对热力系统的更改进行分析时,只限定 在局部循环的变化对系统热经济性的影响,计算端差等设备缺陷的影响还不是很方 便。另外,它对概念的理解要求也比较高,推导繁琐,通用性不够理想。
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。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。该方法只要求针对某一具体的算例采用一致的基准态,故应用较为方便。 然而熵方法仍然是以系统基本热力参数为计算基础,计算过程繁琐、复杂。由于熵
![](http://419ai.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/2023/07/20230726191152761.png)