热电厂供热机组热经济性分析及性能监测系统的研究

热电厂供热机组热经济性分析及性能监测系统的研究

姓名：陈红英申请学位级别：硕士专业：动力工程指导教师：黄素逸

20060415

华中科技大学硕士学位论文摘要能源是人类赖以生存和推动社会进步的重要物质基础。我国是主要以煤为燃料发电和供热的国家，节能工作已成为我国特别是电力行业面临的重要任务之一。随着我国电力工业的迅猛发展，发电厂的自动化水平不断提高，企业信息化建设正成为发电企业技术进步的重要手段。利用信息化系统建立的实时数据库和应用软件开发平台，通过计算、分析、统计、优化手段，实现机组性能和指标的热经济性分析，为机组优化运行提供指导，可以在更大的范围、更深的层次上提高生产运行和生产管理的效率，为企业经营者提供辅助决策的手段和工具，并最终提高发电企业的综合经济效益，实现节能的效果。建设热电联产与集中供热或热电分产相比可节约燃料２０％～２５％左右。本论文结合电厂热电联产和提高机组运行经济性的实际需求，以某型供热机组为研究对象，开展热电厂供热机组热经济性分析及性能监测系统的研究，具体如下：（１）针对锅炉、汽轮机、回热系统及其辅助设备，全面分析机组的热经济指标，深入研究运行性能参数，构建准确的热经济指标计算模型。（２）在对比分析热量法、实际焓降法、等效热降法和火甩值法进行电厂性能指标的基础上，建立了以热经济学方法为基础的模型，实现热电成本的合理分摊。（３）以已有的信息管理系统为平台，设计开发基于客户端，服务器端的在线性能监测软件。关键词：热经济性供热机组性能监测华中科技大学硕士学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｕ唱ｅｍｔａｓｋｆ研ａｔｌｌｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｐｌａｍｉｓｔｏｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｃｃｏｎｏｍｙａｌｌｄｒｅｄｕｃｅｉｔｓｃｏｓｔｓｕＩｌｄｅｒｔｈｅｓｉｔＩｌａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｐｏｗｅｒｍａｒｋｅｔ．ＳｏｉｔｉｓｖｅｒｙｉｍｐｏｎａｌＩｔｔｏｍｏｎｉｔｏｒ协ｅｐｅｒｆｏｍｌａｎｃｅｆｏｒａｔ１１ｅｒｎｌａｌｐｏｗｅｒ群ｍｅｒａｔｉｎｇｕｎｉｔ．Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓａｒｅｆｏｃｕｓｏｎａ６５ＭＷｃＯｇｅｒｌｅｒａｔｉｏｎｔｈｅｍｌａｌｐｏｗｅｒｕ１１ｉｔ，Ｔｈｅｐｒｉｍａ巧ｒｅｓｅａｒｃｈｗｏｒｋｓＴｈｅｔｈｅＨＩｌａｌｅｃｏｎｏｍｉｃｍｅｍｏｄｓａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ鼬ｆｏｌｌＯｗｓ．ｍｏｄｅｌｓ锄ｄｐ刊’ｏｒｎｌａｎｃｅｉｎｄｅｘ，ｍａ也ｅｍａｔｉｃｃａｌ砌撕ｎｇａｎａｌｙＺｅｄｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅｓｌｌ趾ｅｏｆｃ０Ｓｔｆｏｒｈｅａｔａｎｄｅｌｅｃ廿ｉｃｈ嬲ｂｅｅｎｆｉｎｉｓｈｅｄｕｓｉｎｇｍｅｎｎａｌｅｃｏｎｏｍｉｃｍｅⅡｌｏｄａｎｄｈｅａｔｂａｌａＩｌｃｅｍｅ小０ｄ．ＴｈｅｓｏｆｔｗａｍｍｏｎｉｔｏｄｎｇａｎｄｃｈｅｃｋｕｐｓｙｓｔｅｍｎｃｔｗＤｒｋ．ａｒｅｏｆ∞ｒｆｂＩｍ眦ｅｄｃｖｅｌｏｐｅｄｂ猫ｅｄｏｎｔｌｌｅＣ／ＳｓⅡ１ｌｃｔｕ他ｌｌｓｉｎｇｎ他ＭＩＳ（１）Ａｎａｌｙｚｅｍｅ姗ａｌｅｃｏＩｌ删ｃ证ｄｅｘ，ｒｅｓｅ甜曲ｏｐｅ础ｏｎｂｕｉｌｄａｃｃｕ麒ｃｅｃａｌｃｕｌａｔ曲ｇｍｏｄｅｌｏｆｔｌｌｅ也ｅｒｍａｌｅｃｏｌ枷ｃｉｎｄｅｘｆＩｏｒｔｈｅｂｏｉｌｅｒ’ｔＩｌｒｂｈｅ，ｈｅａｔｍ劬加，。ｑｌｌｉｖａｌｅｎｔｐｅｒ矗）ｒｎｌ鲫ｃｅｐ址锄蟛ｔｅｒＳ柏ｄＩ℃ｔｕ血ｎｇｓ），ｓｃｅＩｎ柚ｄｉｔｓａｕｘ．ｄｅｖｉｃｅｓ．（２）／㈦ｙＺｅｈｅａｔａｎｄｅｘｅｒｇｙⅥｄｕｅｔｌｌｅｐＩ叩盯ａ辫，０而ｏｎ．ｍ拙ｏｄ，ｐｒ｛枷ｃａｌｅｎｎｌａｌｐｙｄｒｏｐｈｅａｔｄｒｏｐｍｅｍｏｄｍ曲ｏｄ，ｔｈｅｎｂｕｉｌｄｍｏｄｅｌｏｎｔｈｅｂ船ｉｓｏｆｔｈｅｔｈ锄ａｌｅｃｏｎｏｍｉｃｓａｎｄｒｃａｌｉｚｅ（３）Ｄｅｓｉｇｎｃｌｊｅｎｔ，ｓｅｒｖｉｃｅａＩｌｄｄｅｖｅｌｏｐｏＩｌｌｉｎｅｐｅｒｆｏｍｌａｎｃｅｍｏｎｊｔｏｒｉｎｇｓｏＲｗａ糟ｏｎｔｌｌｅｂ髂ｉｓｏｆＫｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｌｌｅｒｎｌａｌｅｃｏｎｏｍｉｃｓｃＯｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｔｈｅ加１ａ置ｐｏｗｅｒｕｎｉｔｐｅｒｆ－ｏｍａｎｃｅｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇＩＩ独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文巾己标明引用的内容外，本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：怨卜关弼年争月ｃ『日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密口，在本论文属于不保密回。年解密后适用本授权书。（请在以上方框内打“√”），学位论文作者签名：跏峡指导教师签名：多必蒯年毕月ｆ』．日—２叫年尸月旷日华中科技大学硕士学位论文１绪ｌ。ｌ论文研究背景与意义论随着可用能源的不断减少及科学技术的进步，能源及节能问题已受到国内外的普遍关注。能源是人类赖以生存和推动社会进步的重要物质基础。我国是主要以煤为燃料发电和供热的国家，煤炭是我国主要的一次能源，这一格局在较长的一段时间内不会改变。按目前的能源消耗年均增长率，到２０１５年，我国的能源消费量将达到２１．７亿ｔ标准煤，是现在能源消费量的１．６倍：到２０４０年，我国的能源消费量比２０１５年又翻一番，将达到４３．４亿ｔ标准煤。这样巨大的能源消费量无论对生产、运输还是环境都是极大的挑战。因此，我国今后的能源消费年均增长率必须大幅度降低，能源利用效率必须逐年增加，节能工作已成为我国特别是电力行业面临的重要任务之—』ｌｆ２１ｍ【４】【１”。建设热电联产和集中供热与热电分产相比在合适条件下可节约燃料２０％～２５％左右。除了节约燃料提高经济效益之外，在保证供热质量、提高劳动生产率、改善劳动条件、提高文明生产水平以及改善环境的社会效益方面有着重要的意义。集中供热是用具有高效除尘设备的大型锅炉，取代大量分散的除尘效率很低的小型锅炉的一种供热方式，这对改善城镇环境、优化生态平衡、提高人民健康水平具有重要的作用。近年来，电力系统广泛开展了安全文明生产双达标、创一流以及“转机制、抓管理、练内功、增效益”的活动，特别是近年来在电力公司内部推广模拟市场，逐步规范发电厂竞价上网，这就要求发电厂加强内部管理，减低发电成本，不断提高电厂的经济效益。提高现有机组的运行水平，改善机组的经济性能成为节能降耗的有效方法，为了正确指导供热机组的节能降耗工作，应能够实时监测机组及全厂的热经济指标和能耗状况，进行合理的热电分摊，对运行人员进行有效的考核与管理１１０１。提高机组运行经济性的途径是多方面的，其中提高供热机组运行管理水平以提高经济性是针对生产和管理这一项最切实可行的方法之一。机组运行管理的目标之一，就是全面监测机组的运行经济性，及时准确地分析机组运行中造成能量损失产生的地点、原华中科技大学硕士学位论文困及大小，指导运行人员操作和维护，减少遴行中的能量损失，提高祝缀运行经济佳。性能监测的最终目的是指导运行人员选用合适的运行或调擞方法，使机组处于最佳或接近最馕运行状态。这意味着性熊黢测应能为运幸亍人员提供两类重要性能数撰，一类能羽来定懿逾评价视缀实际运行状态的优劣，即Ｊ陡能指标；男一炎能定量地确定各种运行条件对实际运行性能的影响，即耗能分析。始果极组造依赖子人工操馋鹩离线监视，德出于参数繁多，入工读取豹数摄滞嚣性较大，不能实时造反映机纽的运行状况，更不能实时缝捂黪机组的运行，｜美至于枫缀鹃热力参数和系统状淼调整不佳，使机组长期远行在较差的状态下，影响机维运行的经济牲。农线实时性熊簸溅穆在线实蹿耗差分橱毒助手运｛亍人员更好她选择遐褥方式，以提商枫缀的效率，为企业赢得效率，同时也可舔为状态检修辩依据。性能黢测还是节能降耗的行之有效的分析手段，而缎电厂的热力系统及设备的节能会给电厂避甓带来明显的经漭效益。随着电力王渡的不断发展，桃组性能簸测岛运行管理巍提高现代电靖赡俸经济效虢方磷雁起着越来越重要的作用。国内很多电厂已经或丑三谯建设的管理信息系统Ｍ１８（Ｍ鞠趋峨ｅｎｔ融向嘲ｊ勰德Ｓｙｇ溆ｎ），绝大多数戳管理绩塞交换襄荚享为核心；嚣努越来越多的电厂采用ＥＲＰ（企业资源蕊划）管理横式，其重心融不仅是管理储崽的交换和熬享，而是依靠多种黼级优化、箭理和决策软件，对全厂进杼全方位的、以成本为核心的控铡秘黉理嘲。利用现有的硬件与软件资源，进一步提离枫缀运行的缀济性，加强遮释考核，提蹴在现有系统基础上，采用热经济学方法，实现机组主要技术经济指标的在线处理，为管理入炎疆供秘学攒导狱实现萤黢增效戆妥的，这菱是本误趱磺突熬意义与鹜景搿在。１．２机组性能在线监测国内外现状及｛娆腱趋势｛。２。ｌ援缝蠖襞ｊｉ蓉测方法机组性能监测用以确定其主辅机及热力系统运行参数和运行方式的经济性，定性分析运行方式、运行参数是否合理，定量分析参数偏离基准值对机组热经济性指标的影响大小及节能潜力。为确保机组安全经济运行，对其进行性能诊断是必不可少的重要环节，２华中科技大学硕士学位论文为此国内外在机组性能监测方面进行了大辍的研究与蜜践【９】【１ｏＪ【１２】【１３】。最早采用的性能监测方法是“小擐橼分桥法”，用以掌握枫组逡行经济性暑Ｉ存在的问题。它是将烹要经济指标分解成若于逡行夺指标避｛子独立考孩评嘲睃方法，考核方法麓单易行，对ｊ｜盎督指导运行人员、提高电厂＋经济运行水平起了很大作用。但是这种方法依赖于人工定时抄表得到的数掘进行统计核算，弗不能傈逐数据的可靠性；两且，篡统计绥采不其有实辩往，无法藏接指导运行入员豹搡雩＃。麓终，分解螽静小指标是独立进行考核的，当工况变化及几个小指标之间桐强制约时，逡行人员不易确定最佳运行方式。２０世纪６０年代加拿大学者提出了“糕差分析法”，在西欧、ｊＢ美褥到了广泛疲用。∞蹙纪８０颦｝℃起，该方法在我国开始广泛应壤。誉外２０整毙７０年代裁开始嗣计算机宓现机组运行经济监测，并取得明显效黼。从们通常采用耗差分析法对关键的运行参数连续避行监餐分析：首先确定这些参数农各种王况下豹基准值（最佳值），运行中举断进行实际值帮蘩准僮￡￡较，辩根据两者之麓计算窭对机缀熬耗煤耗的影响。运行入爨根据计算结果及时进行调整操作，使机组运行工况处于较健状态。耗差分析法使每个阿控参数的影响最蔚郝反映到煤糕的变化，有利于运行人员综合调整，有效地克服了小搬标分析法豹不是。２０整纪９０譬代，随着诗簿辊在灾电厂鹣应用，国内一些学者尝试攀ｊ用耗差分析法原避开发火电机组的能损在线煅测系统。通道近十年的完蒋，有些系统融在电厂成功应用，取得了一定嬲经济效益弱嶷践经验。１．２．２视组热力系统定量分析法火电机组热力系统定量分析是性能监测的重要组成部分和进行汽轮机组性能监测的有效手段“０１Ｈ刀罔。目前，热力系统分析方法种类很多，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。第一定律分析法主要有常规热平衡法、等效焓降法、循环函数法等；第二定律分析法主要有熵分析法、烟分析法【ｌｏｌｌ５１）【５２】【５３】酬㈣。（１）常规热平衡法常规热平衡法是最早发展起来的热力学分析法。它是在对实际热力系统进行一定的简化和假定，结合质量平衡和能量平衡基础上进行的，对于具体的复杂的热力系统难以进行准确的计算，更难以达到通用性。即使采用计算机求解，有时还需要预设假定条件，采用反复迭代逼近得到近似解。计算工作量大而繁，不适宜作为热力系统分析和优化的华中科技大学硕士学位论文计算方法。（２）等效焓降法等效焓降法是一种较新的热工理论。在２０世纪６０年代后期，它首先由苏联学者库兹涅佐夫提出，并在２０世纪７０年代逐步完善、成熟，形成了完整的理论体系。等效焓降法是基于热力学的热工转换原理，考虑到设备质量、热力系统结构和参数的特点，经过严密的理论推演，导出几个热力分析参量：抽汽等效热降和抽汽效率等，用以研究热工转换及能量利用程度的一种方法。对于各种实际热力系统，在系统和参数确定后，这些参量也就随之确定，并可通过一定的公式计算，成为一次性参数给出。对热力设备和系统进行分析时，就是利用这些参数直接分析和计算。但是等效焓降法的计算是以新蒸汽流量保持不变为前提条件的，同时在计算等效焓降时，认为新蒸汽参数、再热参数、终参数以及各抽汽参数均为已知的，且保持不变，即未考虑汽轮机膨胀过程的变化，从而使得在负荷变化较大时，等效焓降法难以继续使用。另外，等效焓降法的论证比较繁琐，推广应用需要深厚的理论基础和丰富的经验。（３）循环函数法循环函数法是由我国原电力部电国建设研究所马芳礼高级工程师经过数年的潜心研究，创建的一种新型热力系统计算方法。它将任一复杂的热力系统划分为主循环和各种不同的辅助循环，分别计算主辅循环的热经济指标。从而有可能独立地完成整套热力系统的全部计算。它对概念的理解要求比较高，推导繁琐，通用性不够理想。（４）熵分析法熵分析法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。该方法只要求针对某一具体的算例采用一致的基准态，所以应用起来比较方便。但是其有明显的不足之处。首先，无法用它来评价能量系统的使用价值，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参源利用的充分程度；其次，熵的概念比较抽象，其本身并不是一种能量。（５）烟分析法火用分析法是在热力学两大定律是基础上，结合环境情况，从对能量本性的全面认识４华中科技大学硕士学位论文以及从能量实用性出发而提出的一种思想和方法。火用效率是从能量转换的角度来表示设备或过程热力完善性的科学指标，而火甩损系数则体现了具体的设备或过程在造成总的失用损中的相对地位，它与烟效率一起相辅相成的从一个侧面为节能指标提供参考依据。但是，作为一个新的概念，火用不像熵那样通用，它的计算在很多文献中还不很普及，尤其在变工况时，对于单个系统的变化无论是机理还是计算都不易探讨。在一个复杂的热力系统中利用火用分析法更是如此，当一个子系统效率发生变化时，很难计算其他子系统变化及全系统效率变化。烟分析比能量分析更能反映事物的本质，对不同品质的能有了统一度量标。把烟值相等的不同性质的能量认为它们是等价的。但是，不同性质的能量由于它们的转换难易程度不同，在转换过程中所花的代价不同，所以其实际价格也不同。在电力系统中，对同样数量的不同的娴，应该考虑有不同的价格。火甩分析的一个发展方向是，试图在能源系统设计中，形成一个切合实际的、将火甩分析和工程经济及系统工程相结合的方法，并正在形成一ｆ］新的学科．“热经济学”。它是对过程的开发、设计和操作进行合理评价与决策的一种科学的方法学，主要用于计算各种能量成本，进行过程开发、改造、设计优化、工况优化及维修优化等，为设计接个系统最优提供一条新途径。应该指出，正确评价热能利用合理性是一项比较复杂的工作，不单纯是技术问题，有许多Ｉ司素需要综合考虑。从大的方面来说，首先要明确减少烟损失的理论根据。其次要考虑技术上是否有实现的可能。如果有此可能，就要进一步研究需要哪些物质条件，付出多少代价，然后再与提高火甩效率所带来的经济效益进行综合分析比较，从而得到比产合理的热能利用方案。（６）矩阵分析法矩阵分析法是以系统的热平衡原理基础列出热平衡方程组，将其组成热力学系统的结构矩阵（ｇ—ｒ—ｆ矩阵）进行求解。当热力系统的结构发生改变时，只需调整矩阵的维数和系数矩阵即可应用，使热力系统的计算更加简明、层次清楚。矩阵分析法的概念早在２０世纪６０年代国外就有人提出，但直到２０世纪９０年代才被重视。当时的矩阵分析仅限于描述机组主系统，随着主系统的冒一—．ｆ矩阵出现，出现了主系统的计算机分华中科技大学硕士学位论文析，但是由于该矩阵未考虑辅助系统，如轴封漏气、工业用汽、喷水减温、连续排污等，与实ｌ啄应用还有相当差距。到目前为目，经过对矩阵法的不断完善，口一ｒ—ｆ状态方程已成为一个适合于任意机组的热力系统（包括主、辅两个系统）的全面性汽水分布方程。目前该领域内的研究趋势大致可分为两个方面：第一个是从理论原理方面，针对理论和实践中的难点，来进一步完善能损分析的各种方法，解答其中仍然存在的若干问题，寻找更为合理和有效的新方法；第二个方向则是从计算机实现方法方面，研究更加适合计算机计算求解思路的新方法，解决在实践应用中实现算法仍然存在的一些障碍和问题，使得能损分析可以更好的应用于电厂的实时在线监测。１．２．３机组性能的计算机监测与诊断随着计算机技术的飞跃进步，其在火电行业的应用也得到迅速发展。计算机应用于火电厂最早始于２０世纪５０年代，当时只能完成诸如运行参数的监视、记录、越限报警等简单功能。近２０年来，机组的计算机监测系统不断完善，功能渐趋强大，性能的监测与诊断也取得很大发展。２０世纪７０年代热力系统软件纷纷涌现，如美国ＧＥ公司的ＰＥＰｓＥ、０ＲＮＬ的ＰＲＥｓＴｏＩ、英国ｃＥＧＢ公司的Ａ船Ｐ等。目前世界各国的各大公司研制的大型监控系统都具有性能监测与诊断功能【９ｌ【１０】【１１】【１２】【１３【１４】口９１。２０世纪８０年代以来，专家系统和人工智能神经网络开始步入火电厂的诊断系统，各国对此进行了深入研究，为电厂机组性能监测与诊断开辟了新途径。目前开发成功并投入使用的美国Ｂｌ∞ｋ＆脯ａｔｃｈＢ＆ｖ性能监测系统、意大利ＡＮｓＡＬＤＯ的ＰＥ盯ＥｘＳ专家系统等。美国ＥＰⅪ在改善机组性能方面做了大量研究，并取得成功，目前制定了庞大的电厂机组性能诊断研究计划：利用专家系统开发电厂机组的各种设备、系统的离线、在线性能诊断系统，如空预器运行顾问系统、负荷优化调度系统、汽机性能趋势分析及电厂管理助手等。国内从２０世纪８０年代初开始进行火电机组性能监铡与诊断系统的研究，取得了很大进展，目前已有多家电厂投运类似系统。国内供热机组性能监测软件的开发和应用还处于初级阶段，国内有能力开发这类软件的单位不少，有些已做了相当工作，但大多数处于开发研究和试验阶段，真正成熟的、能应用于市场的产品还比较少。火电厂实时优６华中科技大学硕士学位论文化控制软件国内已有一些应用，但末形成真正产品，实际优化效果还需进一步考查和验证。机组性能分析和优化软件已有单位，如西安交通大学，清华大学，浙江大学，杂南大学，华北电力大学，武汉水利电力大学，山东电科院，西安热工研究院等，难在进行这方厩的工作，而且取得了一定的成果。运行管理软件中有相当一部分模块属ＭＩＳ范畴，如过程信息统计分析软件、设备管理软件、项目管理软件及文档管理软件等，目前国内一些电厂ＭＩｓ供应商均可提供。由于缺少相应的实时设备维护、分析有决策软件支持，所以在实际应用中与国外同类软件相比仍有一定差距。综合国内外的发展状况和趋势，性能监测与诊断系统的硬件正由集中式向分布式的工作站发展：软件功能则从简单计算到分析，正朝着通用化、专业化、智能化方向发展。监测与诊断的内容从燕体经济性的计算向定量分析影响机组经济性偏差原因的深度和多机之间的优化调度方向发展。１．３论文研究内容和结构安排１．３．１研究内容本论文以某型供热机组为研究对象，结合电厂热电联产、节能增效的实际需求，全面分析了机组的热经济指标，深入研究了运行性能参数，构建了基于热经济学的热电成本分摊模型。在实现方式上以发电厂厂级监控信息系统ｓＩＳ（或者管理信息系统ＭＩｓ）为平台，采用Ｃ＋＋Ｂ山ｌｄｅｒ语言，开发了基于客户端朋匣务器端的供热机组性能监测管理系统软件。１．３．２研究思路课题研究分为两方面：（１）热经济性分析与研究ａ．机组热经济指标模型全面分析供热机组热经济指标，构建相应的数学模型。该模型应全面考虑供热机组经济性能的各种因素，准确反映供热机组的热经济性。ｂ．热电成本分摊方法研究华中科技大学硕士学位论文对比分析热量法、实际焓降法、等效热降法和火周值法，建立以热经济学方法为基础的模型，实现热电成本的合理分摊（２）性能指标的在线监测供热机组在线性能监测系统以热电厂已有的管理信息系统ＭＩｓ为平台，监测数据源来自Ｍ【Ｓ的ｓＱＬＳｅｒｖｅｒ实时数据库，采用ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ语言，开发基于客户端朋艮务器端的管理系统软件。１．３．３结构安排本论文共分六部分：第一章绪论。论述论文的研究背景及意义、研究内容和思路设想。同时介绍了供热机组热经济指标的分析方法与在线性能监测系统的技术现状和发展趋势，并给出论文的结构。第二章机组热经济指标模型。首先介绍了热电联的基本概念，然后分别论述了锅炉、汽轮机、回热系统及其辅助设备的热经济指标及其模型，最后给出了热电厂主要热经济指标。第三章机组热电成本分摊方法。首先分别论述了传统的热量法、实际焓降法、等效热降法，重点介绍了火用值法，最后较为详细地论述课题研究所采用热经济学法及其计算模型。第四章某型供热机组性能参数分析。分别详细介绍了论文研究对象．某型供热机组的汽轮机、锅炉技术规范，并给出了相应的热平衡计算模型，以此为基础采用热经济学法迸行了热耗分摊的计算，并与“热量法”的计算结果进行了比较。第五章在线监测系统设计与实现。首先介绍了在线监测系统软件设计的基本概念，然后介绍了系统设计方案，最后论述了软件系统的主要模块和运行画面。第六章结论。总结论文的研究成果及后续需要开展的工作。华中科技大学硕士学位论文２机组热经济指标模型热经济指标及其模型是开发供热机组在线性能监测系统的核心内容。评价一套性能监测系统的完善与否，在硬件平台一定的前提下，很大程度上取决于该系统所能完成的计算功能及准确性，它要求建模时所采用的模型和算法应具有实时性强、计算精度商的特点，以便使监测结果能真实地反映机组的实际运行状态。２．１热电联产系统分析在热能利用中，通常用水蒸汽作为热能传递介质，以满足生产工艺用热及生活用热的需要。供热系充的效率由工业锅炉、管网系统和用热设各三部分组成。目前管网系统效率约９０％，用热设备效率约５５％，因此供热系统总效率约在３０％左右。这种分教供热方式不仅热效率低，而且污染严重。凝汽式发电机组的最高效率也低于４０％，大量的热（占５０％～６０％）被冷凝器中的冷却水带走。而汽轮机的排汽压力很低，只有３～５ｌ（Ｐａ，对应的饱程温度为２３．７７～３２．５５℃。乏汽接近环境温度，煳值已很小，没有什么做功能力，所以没有直接利用的价值，但它带走的热量很大。如果设法提高汽轮机的排汽压力，相应的饱和温度也能提高。当排汽参数能够满足用户的要求时，则可以将用予供热。即将蒸汽先发电，后用于供热，使排汽的热得到充分利用，这就叫热电联产‘１９】【５５１。２．１．１热能和电能联合生产的概念当能量转换设备只提供一种能量（电能或热能）时，则称为单一的（或分别的）能量生产，如图２＾１所示。当由一台锅炉并联供汽给凝汽式发电厂和热用户时，虽然同时应用了电能和热量，但其生产过程仍属于热、电分别生产的方式，或叫由共享锅炉并联供给热、电的方式。如果汽轮机的排汽压力设计成热用户所需的压力（称背压式汽轮机），蒸汽经汽轮机做出功后再供热用户使用，使蒸汽的冷凝热在热用户得到进一步利用，冷凝水再由水泵回供至锅炉。这样把热、电生产有机地结合起来，就构成热电联产的方式，其系统如图２．２华中科技大学硕士学位论文所示。这种电厂称为热电厂。汽轮机也可以用来直接拖动豉风机等动力设备。≯皂警ｉ毒卜占～ＬＦ屯创百＠Ｌ《岳百Ｉ始苦Ｉ１一热用户；２－锅炉：３一回水箱；４－回水泵；５．给水泵；６．背压式汽轮机。图２－２背压式热电联产系统上述的热电联产系统要求电负荷与热负荷完全匹配，应变能力差，因此，多数的热电联产是采用图２—３所示的系统。汽轮机采用中间抽汽式，从汽轮机中部抽出一部分经做功后尚具有一定压力的蒸汽供给热用户，其余部分继续在汽轮机内膨胀到低压（真空），最后在冷凝器中冷凝成水。调节抽汽量可满足热用户的热负荷变化的需要。抽汽有两种用途：一种是直接供热给热用户；另一种是通过热网加热器间接向热用户提供热量。抽汽经放热冷凝后，最后仍回至水箱，供给锅炉用。这种系统实际是热电联产与单纯生产电能两套系统的结合。只有抽汽供热那部分蒸汽才是热电联产，蒸汽得到两级利用，其余部分蒸汽只是单纯发电。但是，两者之间可以方便地进行调节。华中科技大学硕士学位论文ｌ一热用户；２－锅炉；３－回水箱；４．回水泵；５．给水泵；６一抽汽式汽轮机。７．冷凝器；８一凝结水泵：９．热网加热器图２．３抽汽式热电联产系统热电联产的最大特点是朗肯循环中存在的冷凝热损失在热用户中得到了利用。虽然为了满足热用户的要求，必须提高汽轮机的排汽压力和温度，减少了每ｌｋ蒸汽做出的功。但是，由于省去了单独提供热用户蒸汽所需的锅炉及其燃料消耗，因此，大大地提高了燃料的利用率。并且，在汽轮机中由于摩擦等造成的不可逆损失，在转变为热能后将在热用户中可继续被继续有效利用。图２４为背压式热电联合联合循环的Ｔ．ｓ图。≯一华中科技大学硕士学位论文所放出的热量，为面积ｎ与损失功相当的那部分热量△ｐ。之和，即△既可被热用户进一步利用，并未造成热损失。必须指出，△“的媚值与损失是不等的，它的能级是降低了。所以，即使是联合循环，仍应注意汽轮机的烟效率，以提高总的火用效率。２．１．２热电联产的热经济性分析衡量热电联产的热能（热料的发热量）的有效利用程度，通常可用总效率这一指标。它是指有效利用的能量（包括发电与供热量）与消耗的能量（燃料提供的热量）之比，用‰。表示，即锄＾：．掣锄＾２落㈣ｐ１）式中ｗ—机组每小时的发电量，ｌＣｊｆｍ。ｗ＝３６００Ｐ，Ｐ为发电功率，ｋｗ：Ｑ—供热量，Ⅺｍ；蝴料消耗量，ｋｇｍ（或．棚３，＾）Ｑ“—燃料的低发热值，ｋＪ／ｌ唱（或Ｕ，埘３）这一总效率是反映了燃料的能量利用率，并束考虑到两种能量在质量上的差别，而只把它们按数量等价地加起来，只适用于表明燃料能量在数量上的有效利用程度，不宜用来比较不同热电厂的经济性。当然，它可以用来比较热电厂和凝冷式电厂的热经济性。上式还可进一步改写为妒去字＝仉（ｔ＋去］％一２面＝１产吼１１＋刮刁。：晏刁ｗ２瓦ｉ（２－２）ｑ《’∥Ｑ式中仉—燃料热能在热电联产装置中转换成电能的比例国一热化发电率，表示以供热量为基准的发电量当供热量为零时，‰即为一般蒸汽动力循环的热效率。冲。与曲之间有一定的关系。脚越大，则野。也高。一般∞在Ｏ．１２～０．４０之间，相应地‰在Ｏ．０９～Ｏ．２３之间的范围，１２华中科技大学硕士学位论文因此热电联产装置的总热效率大致为Ｏ．８左右。其总热产率要比冷凝式发电装置的热效率大１．５～２．０倍。对于抽汽供热机组而言，只有抽汽部分是既发电，又供热，热化发电率为∞＝≯Ｑ曲式中纬么—抽汽在流经汽轮机时发出的电能，Ｕｍ；Ｑ０—抽汽所提供的热量，ｋｊｍ．（２—３）进入凝汽器那股蒸汽在流经汽轮机时只发出电能，相当于冷凝机组，设它发出的电能为暖材／＾，则抽汽供热机组的总发电量为呢＋∥。，总发电量与供热量之比为：Ｒ；乌墨既抽汽供热机组的燃料热能利用总效率为㈣‰＝警∽，由于抽汽部分的蒸汽相当于通过背压机组作功和供热，蒸汽的热能得到充分利用，它的燃料利用率主要取决于锅炉效率％。而进入凝汽器的那部分蒸汽的燃料利用率相当于凝汽发电机组的效率叮。。因此，燃料提供的总热量可表示成两部分之和：一部分产生抽汽，另一部分产生冷凝蒸汽。即口鲸：％Ｑ。＋％瓯：监＋璺钆，ｆ２％笮∥面面了丽Ｒ＋１％‰（２妨由于‰可达Ｏ．８５～０．９０，丽矸“只有０．２５～．３８，因此ｔ提高热化发电效率脚，将使总产率提高。当Ｄ＝Ｒ时，即成为背压式供热机组时可得％』＝％，即对背压式供热机组，其燃料利用率主要是取决于锅炉效率。当抽汽量为零时，则相当于冷凝机组的热效率玎。。１３华中科技大学硕士学位论文２．１．３热电联产的节能效果发展热电联产可以提高燃料的热能利用率，节约燃料消耗。要具体比较热电联产与分产时的燃料消耗量，应以供应相同的发电量和供热量为比较基准，并均按标准煤计算。设实际的供热量（热负荷）为Ｑ（ＧＪｍ），发电量为ｗ（女矽．矗／矗），则热电联产的燃料消耗量为邑＝％＋％…妇／缈式中Ｂ。—热电联产时分摊给供热的燃料消耗量：巩。—热电联产时分摊给发电的燃料消耗量。供热的燃料消耗量为（２—７）％：丽婴：里鲨…嘛／＾）‰２丽面瓦石２而……纠…％：熹磐＋而黑娶：业里＋黑…嘛，＾）（２．９）发电的燃料消耗量为，对于背压机组：对于抽汽式汽轮机组，抽汽部分相当于背压式，凝汽部分相当于凝汽机组。Ｍ驴蒜２盖…蛳）２９３００叩酽叩耐钟咿一（２．８）２９３００野∥叩鲥叩Ⅳ彳一％’抽％％群叩Ｆ式中矿—抽汽供热蒸汽的发电量，后∥－办／＾；％—凝汽部分的发电量，七∥·厅／＾；群—汽轮机凝汽部分的动力循环效率。热电分产时的燃料消耗量为台ｒ＝Ｂ一＋丑耐…Ｏｇ／＾）热电分产时的供热由锅炉单独提供。其燃料消耗量为（２－１０）％２羔莸２嚣…咖）式中心—供热锅炉效率。１４㈣华中科技大学硕士学位论文热电分产时的电能由凝汽式发电机组提供，其燃料消耗量为占∥：裟黑：黑…船／＾）２９３０呱％叩耐仉刁一ｒ…¨（２．１２）Ｐ～’式中仉—凝汽式发电机组的效率。研一蒸汽动力循环效率。热电联产与热电分产相比的燃料节约量为衄＝Ｂ厂Ｂ＝慨一Ｂｍ）＋‰一％）＝△耳＋蛾对于背压式机组可得：（２．１３）曲列ｇ［赤一去］＋器（圳…咖，㈤由于供热锅炉的效率（Ｏ．７０～Ｏ．８０）要低于发电锅炉的效率（Ｏ．８５～Ｏ．９０），因此第一项称为集中供热节煤效益；第二项是由于热电联产减少了冷源损失，使发电煤耗大幅度下降，称为热电联产节煤效益。上式的两项均为正值，且第二项起主要作用。对于抽汽式机组：仙＝ｓ４Ｑ［赤一面≥］＋芸舞曙一Ｉ＋等ｍ慷Ⅲ㈣ｓ，由于抽汽式机组只有抽汽部分是热电联产，所以它的节煤效果要小。并且，抽汽机组的汽轮机流通部分要考虑汽量有较大的变动范围，所以它的循环效率会比纯凝汽式机组的循环效率还要低一些。这样，也会降低它的节能效果。但是，由于背压式机组组只有在热电负荷完全匹配的情况下，才有可能取得实际的节能效果，丽抽汽式汽轮机组的负荷调节灵、方便，能够适应热用户在一定范围内的波动，所以，抽汽式热电联产机组应用最为广泛。２．２锅炉热经济指标模型２．２．１锅炉热平衡的组成在锅炉中，燃料释放的热量并没有全部被水吸收蒸发为水蒸汽。有一部分随排烟带华中科技大学硕士学位论文走，部分随炉渣带走，部分从炉墙中向外散失掉。另外，煤渣中还存在部分不完全燃烧的固定碳，排烟中含有未完全氧化燃烧的一氧化碳。除水蒸汽带走的热量外，其余部分热量都是锅炉的损失热。在稳定工况下，锅炉燃烧ｌｋｇ燃料其热平衡方程可以表示如下【２９】【３０１㈨【５５１：Ｑ，；Ｑｌ＋仍＋珐＋Ｑ４＋Ｑ５＋Ｑ６（２＿１６）式中Ｑ—每千克燃料的锅炉输入热量，ｋＪ瓜ｇ；Ｑ１一每千克燃料的产生的水蒸汽的热，Ｕ，ｌ喀；Ｑ２—每千克燃料排烟热损失热量，ｕ瓜ｇ；姥—每千克燃料化学未完全燃烧热损失热量，Ｊ‘豫ｇ；Ｑ４一每千克燃料机械未完全燃烧热损失热量，ｋＪ，逛；ｇ—每千克燃料锅炉散热损失热量，ｌｄ／ｌ呜；Ｑ６一每千克燃料灰渣物理热损失热量，眦ｇ；进一步可得：ｌ：亟＋立＋堡＋亟＋堡＋丝’Ｑ．Ｑ．ＱｒＱ，Ｑ，ＱｒＱｒＱ，Ｑ，·。。＝赛ｍ。＋鲁彻。＋鲁－ｏｏ＋鲁－ｏｏ＋鲁＿ｏｏ＋警ｄｏｏ吼％＝》’（，＝ｌ，２，３，４，５＇６）ｇ鳞ｇ，吼＋９２＋９３＋吼＋９５＋９６＝１００（２－ｌ。７）ｐ。乃定义吼％为锅炉的热效率，即卵＝参。锅炉的热效率可以用两种方法测定：正平衡法和反平衡法。当用正平衡法即直接测定水蒸汽的热焓和燃料供入热，则正平衡热效率表示为：忙掣式中ｎ—锅炉蒸发量，ｋｇｍ；（２－ｌｓ）嘣煤量（或耗油量），ｋ跏；１６华中科技大学硕士学位论文“呙炉水蒸汽焓，ｋＪ瓜ｇ；ｋ—锅炉给水焓ｋＪ瓜ｇ。当测定各项热损失和供入热后，即可反求出水蒸汽的有效热焓，称之为反平衡法。反平衡法热效率表示为：叩反＝【１００一０２＋９３＋９４＋９５＋９６Ｉ｜％２．２．２各部分的热量计算（２．１９）（１）锅炉有效吸热量级水蒸发为水蒸汽的有效部分热量为有效吸热量。Ｑｆ＝Ｑｄ，口式中约—锅炉第小时有效吸热量，ｋＪ／ｌｌ；Ｂ一每小时燃料消耗量，ｋｇｍ。翰＝Ｄ也一ｋ）×１０３＋Ｄ。（ｆ，一０）×１０３…材／厅式中Ｄ—锅炉蒸发量，伽‘—锅炉水蒸汽焓０一给水焓ｆ。一排污水焓Ｄ。—锅炉排污量，价ｌ。（２．２０）锅炉测试期间可以不进行排污，上式中的排污水带走的热焓可以略去，所以：纬＝Ｄ也一ｏ）ｘ１０３…材／＾一般工业用锅炉生产的都是湿蒸汽，湿蒸汽的焓值由下式计算：（２－２１）‘＝ｙｆ’＋ｘ，＝ｙ，＋（１一ｙ，。＝ｆ。一ｙ（ｆ。一ｆ’）…：ｆ，一旦１００（２·２２）式中ｙ一水蒸汽湿度ｘ—水蒸汽千度ｆ７—饱和水焓华中科技大学硕士学位论文ｆ’—饱和蒸汽焓ｒ—水蒸汽汽化潜热，ｋＪ爪ｇ（．）—水蒸汽湿度，％采用正平衡法时，锅炉的热效率表示为住＝导＝老＝学＝。Ｍ。＋焉］］ｘ１０３曰Ｑ，（２－２３）采用反平衡法测定锅炉的热效率时，就要测定各项热损失，这些热损失包括：排烟物理热损失、气体不完全燃烧热损失、固体不完全燃烧热损失、散热损失、炉渣物理热损失。按测试技术条件规则，作锅炉热平衡测试应同时进行正、反平衡测试，测不定期的正平衡热效率和反平衡热效率的绝对误差不得超过５％，否则重测。（２）排烟热损失９２锅炉的排烟热损失是指燃料燃烧后形成烟气，本身带有物理热，经热交换把部分热量传给水蒸汽成蒸汽，还有部分随排烟带出到大气中。排烟温度一般为１８０～２２０℃。排烟物理热损失就是指这一部分热量，可用下式计算：Ｑ２＝（ｆ，一％矿。向ｋ］（－一矧式中ｆ。，—排烟焓口，—锅炉排烟口处（省煤器后）测定的过量空气系数（２＿：４）圪。—燃料完全燃烧的理论空气量ｃ。一空气的定压比热容‰—进入锅炉前空气温度所以：铲赛：坚掣１８协：；，根据理论燃烧空气量的计算公式以及燃料种类的ｍ、ｎ系数，排烟热损失可能采用华中科技大学硕士学位论文一般的经验公式计算：铲（０．５ｎｓ％Ｉ訾］（１＿剐（３）气体不完全燃烧热损失吼㈣气体不完全燃烧热损失是指燃料燃烧时由于局部燃烧混合不均匀致使燃烧最终产物除有ｃ０２和脚Ｄ２生成之外还有ｃ０产生。∞随烟气被排出，是主要的气体不完全燃烧热损失。为使燃料燃烧能充分完善，必须保持一定量的过量气体，在组织碳和空气流的混合时，尽量使之均匀混合，保证燃烧充分。气体不完全燃烧热损失可用下式计算：Ｑ３＝％【３０．２妒（ｃＤ）＋２５．８妒（日２）＋８５．５鲈（ｃ啊）Ｎ—９４，１００）……七，，堙式中ｙ。一ｌｋ燃料燃烧后生成的实际烟气标准体积，ｍ３，姆。实际上，烟气中的妒（日：）＇烈ｃ日）很少，可以忽略不计。上式可简化。（２－２７）酝＝３０．２尹（ｃ０）％（１一ｇ。，１００）…·－材，堙式中，矿。可用下式计算：（２－２８）ｙ矿专般删剧伊（Ｒ０２）＋尹（ＣＤ）㈣）式中伊（ＲＤ：），妒（ＣＤ）是排烟气体各成分的体积分数。如果没有燃料的元素成分分析数据，可采用下面的经验公式计算吼：吼＝３０．２口。妒（ｃＤ）·…··嗽）（２—３０）（４）固体不完全燃烧热损失ｇ。固体不完全燃烧热损失是指夹在炉渣中的固定碳没有燃烧而被排出炉夕｝，同时排出的还有漏煤、飞灰等所含的固定碳，这部分损失有相当大。固体不完全燃烧热损失有三部分：煤渣、漏煤、飞灰，分虽以甜、ＱＰ、Ｑ？“表示，则其计算式如下：醇＝鲵酱…训堙卵＝骁。等等…－·材／姆１９（２－３１）（２·３２）华中科技大学硕士学位论文啦‰器…驯姆式中Ｇ。、Ｇ。。、Ｇ。一测定的每小时排出的灰渣、漏煤、飞灰的量。（２－３３）Ｒ＊、Ｒ。。、Ｒ竹一灰渣、漏煤、飞灰中可燃物质的百分数。通常为经化验分析取得的固定碳的百分数，取其发热量为３２６６０Ⅺ服Ｇ。所以有：Ｑ严Ｑ警＋Ｑ≯＋Ｑ０…＝篇等（Ｇ以帆屯ｑＲ西）任３∞９４－赛×ｌｏ。＝费＋蠢”坩…·％炉内的燃料的总灰量应等于灰渣、漏煤及飞灰中的灰分的总和。即有平衡式：（２．３５）在热平衡测试过程中，飞灰量难于直接准确测定，一般用灰平衡方法求得，即进入令篇＝瓯警＋吒等＋％警㈨、一·＝瓯警崛。訾＋％等‰＝靠等‰＝吒訾（２－３７）（２－３８）贿：卵等焐＋箍＋箍］铲警般＋箍＋箍］％＝啄等％＝啄—丙卫㈣）（２－３９）Ｑ删㈣，试验时，直接测定Ｇ＾：、Ｇｈ、Ｇ且，求得ａｋ、ｄ“、口ｍ。而Ｒ＾：、Ｒｍ、Ｒｍ由取样分析求得。最后代入公式计算出ｇ。或９４。华中科技大学硕士学位论文（５）散热损失吼锅炉墙壁通过对流和辐射向外界空气散热。散热损失按下式计算：包＝掣…驯堙Ｄ吼吼２３．５３２．５３．３４２．１２．９５１．８２．６６１．５２．４（２啦）式中只—壁外表面面积，ｍ２ａ，一散热壁面对流换热系数，材／（卅２．＾．。ｃ）ｆ，，‘—壁表面温度和环境空气温度，℃实际上，确定对流换热系数啦是比较麻烦的，可以按散热损失表直接确定吼。ｌ额定蒸发量ｌ尾部无受热ｌ尾部有受热７１．３２．Ｏ１０２０３０１．７１．３１．１此外，也可以利用热流计直接测定散热损失。（６）灰渣物理热损失吼锅炉排出的灰渣具有较高的温度，但渣的比热不大，流量也不多，这项热量损失较小，一般在１％以下。对灰分较少的优质煤此项热损失可忽略不计。灰渣物理热损失吼可按以下公式计算：吼＝盥噜参幽式中‰一出炉炉渣温度，℃，。～飞灰温度，℃ｃｋ、０一炉渣、飞灰的｝Ｂ热，ｋＪ，（ｋｇ）℃２．２３锅炉热平衡测试（１）测试要求㈤ａ．测试应在锅炉工况稳定后进行。锅炉如果冷炉起动，规定自点起稳定时间应满足相关条件的时间要求。华中科技大学硕士学位论文ｂ．锅炉稳定运行时间１ｈ以上。ｃ．澳４试期间应保持正常运行状态，负荷波动应不超过１０％。ｄ．测试期间压力波动应满足相关的要求。ｅ．测试期间安全伐不得跳起，不得吹灰，一般不排污。如有排污，要计算排污量，作相应修正。￡测试时锅炉水位保持正常，终、始水位应保持一致。ｇ．测试时间不少于４ｈ。（２）测试数据及其计算乱燃料消耗量的测定及其取样分析。测定燃料耗量可用重量法，直接称理。燃料必须在进炉前的燃料中用缩分法取样（参照国标ＧＢ４７４．７７）。把试样送化验部门进行工业分析或者作元素分析。ｂ．燃料发热量测定。煤的发热值（量）测定可用氧弹测定。也可以根据工业分析或者元素分析结果用相关的公式计算。ｃ．蒸汽焓值测定对于过热蒸汽可测定其温度和压力再查图表确定。对湿蒸汽，可测定其湿度、压力由计算公式计算或者查图表确定。ｄ．烟气成分分析大多的测试都是要用奥氏气体分析法分析气体成分。气体取样管抽气孔要均匀分布。取样位置要靠近锅炉烟道入口处。取样点通常与排烟温度测点同在一起。排烟中测定了ｐ（ＲＤ：）’妒（ＣＤ）’妒（０２）的体积分数后，用下式求得过量空气系数口，。％２ｉ云ｊ委巫蘸１００一蛔《Ｒｑ）＋妒（ｏｊ）＋伊（ｃ口）Ｊ。删ｅ．渣的取样及称量。炉渣的量用称重测定。取样应均匀，把所有的炉渣堆放好后再在各处均匀取样，然后用缩分法缩分到试样要求的量，送化验部门进行渣样工业分析。￡蒸发量Ｄ的测定。蒸发量Ｄ可以用容积法测定，利用容积规则的水箱，计量蒸发耗用的水量即为蒸发量。另一方法是用蒸汽流量计测定。对过热蒸汽和干饱和蒸汽，如华中科技大学硕士学位论文果流量计准确，此法精度较高。但对湿度较大的温蒸汽则不宜采用，否则成为两相流体，测定后的数字误差较大。ｇ．压力和温度测量。测理锅炉的压力可直接使用锅炉压力表，但测试前要检查压力表时是否完好，精度达到要求与否，有无损坏。锅炉测试要求测定排烟温度、炉渣出炉的温度以及墙外表面温度。一般采用热电偶测量排烟温度。也有采用水银温度计的。壁面温度可用点温计测量。锅炉给水温度用水银温度计测量。２．３汽轮机热经济指标模型汽轮机热耗率和热效率是衡量机组性能的一项综台热经拼指标，汽耗翠也是评价汽轮机性能的主要指标，而汽轮机组相对内效率能反映机组工作的完善程度，在一定程度上能反映出汽缸内部的通流特性，结合汽轮机变工况计算有助于分析汽缸内的一些不正常现象，如通流部分的结垢、腐蚀及局部阻塞等。汽轮机性能计算包括汽轮机缸效率及热效率的计算，模型建立主要参照国标ＧＢ８１１７．８７“电站汽轮机热力学性能试验规程”，并结合在线监测性能计算的特点进行。其计算模型如下ｐ５】【蚰】【４ｌ】ｆ４３】：高压缸效率：叩却２薏薹瓮‘％）（２－４５）中压缸婶妒撩（％】低压缸效率．妒薏毫机组热耗率（ｋＪ瓜Ｗｈ）：（％）（２舶）（２＿４７）舰：型吐型￡型￡喾型盐生唑（２４８）７ＩＩ机组热效率：（％】（２－４９）机组汽耗率：上式中：ｄ＝等堕只（ｋ啦Ｗｈ）（２—５０）华中科技大学硕士学位论文Ｄ。，Ｄ。，Ｄ。，Ｄ。，Ｄ。。一一主蒸汽流量，热再热蒸汽流量，冷再热蒸汽流量，再热减温水量，化学补充水量，ｋｇｍ；ｋ。，扫。一主蒸汽焓，再热蒸汽焓，ｋｊ，蚝；ｋ。，＾纛一高压缸排汽焓、高压缸排汽理想焓，ｋ胍ｇ；％，‰，‰一中压缸进汽焓、排汽焓、排汽理想焓，ｋＪ瓜ｇ；％，趣，ｋ—低压缸进汽焓、排汽焓、排汽理想焓，ｋＪ／ｌ唱；只一发电机功率，ｋｗ。２．４回热系统及其辅助设备经济指标模型在汽轮机循环过程中，各种辅助设备的运行情况会直接影响机组的热经济性与安全性，对汽轮机热耗影响较大的有回热加热器端差、抽汽管道压降、凝汽器真宽、凝汽器端差、凝汽器过冷度、给水泵效率等，同时结合回热加热器、凝汽器的变工况分析可以监测加热器管束的结垢、泄漏、阻塞以及凝汽器管柬的脏污程度Ｈ７】【５５】。其计算模型如下：ｊ级加热器端差：哆＝ｆ，一ｆ，（℃）（℃）（℃ｊ（℃）（２－５１）（２－５２）（２－５３）（２—５４）（２＿５５）ｊ级抽汽管道压降：印，＝ｎ一砖凝汽器端差：反＝，。一ｆ。：凝汽器过冷度：出＝气一‘给水泵扬程：日：垒堂二＆！兰！竺偌给水泵效率：，７朋＝塑∑上掣ｊ·Ｏ叩删（℃）（℃）（２—５６）给水泵轴功率：Ⅳ：！；！≥竺（℃）（２．５７）化学补水率：盯，。＝每（℃】（２．５８）华中科技大学硕士学位论文上式中：０，ｆ，。—ｊ级加热器的饱和温度、出水温度，℃；ｐ，，Ｅ—ｊ级加热器抽汽压力、进汽压力，Ｍｐａ；ｆ：，ｆ。，ｆ。２—绘水泵进口压力、出口压力，Ｍｐａ；户一给水密度，堙／∥；‰一给水泵进出口的平均比容，七ｇ，，，１３。２．５热电厂的主要热经济指标模型热电厂的主要经济指标要比凝汽式电厂的复杂。其主要原因在于它是利用已在汽轮机中先做了功、发了电的部分蒸汽热能来对外供热的；而且电、热两种能量产品的品位不同，若供热参数不同，热能的品位也有所不同；一般热电厂既有对外供热的热联产，还有热电分产部分。作为热电厂的热经济指标应反映热电厂能量转换过程的技术完善程度，既便于在供热式机组间，热电厂进行比较，也应便于在凝汽式电厂和热电厂间比较，而且要计算简便。热电厂热经济指标除包括热电厂的总热经济指标外，还有热、电两种产品的分项指标。其总的指标要能正确反映系统的热力学完善性、生产过程的技术完善程度，又要能针对不同的供热方式进行系统之间的评价和比较；而对于分项指标，首先必须解决热电厂总的燃料消耗（或总热耗量）如何分配给热、电两种产品的问题。分配的方法应能反映两种产品在质量上的差异以及不同参数热能的质量差别、联产和分产的热经济性差别；同时分配方法要有完善的理论基础、在工程上简明实用利于推广【１５】【１６】【２０１【２２】【２８】【３２】【３３】【３４１ｐ６】（３９１。（１）热电厂的燃料利用系数（总热效率）％一一量的指标它表明热电厂的能量输出和输入的比例关系。总热效率的定义及计算方法如下：％＝鼍≯式中：ｗ一发电量，ｋＷ．Ｍ１；㈣华中料技大学颈士学位论文酝一热电厂桶供热辍，鞑您；辫予％米卷惑霹耱戆爨产鹣瀵鳃麓粼，藤热爨攀德按喾徐缝爨鞭懿，掰戮它足麓袭嬲熬镪厂燃糕露效联黧程度程数餐羔靛美祭，嚣褥燕～令数餐攒拣，发靛鹣怒焱彀厂鼢总热鬻。穰窀秘凝汽式魄厂瓣热效攀孙。呈；孥裔簿不璃，热姿凝汽蕊避厂燃麓燃辫，ｚ‰瓴％魄愚效攀，讶潋圉辩扶瀵麓蘩±茨波澜越，％逐霹鲮餐泳海蒜热力浚餐连疑拣浆隧茂，鬻繇赋举熊。冀黼强送剃，鬻繇‰必燃料浏震系数ｅ酴不熊瓣寐魄较磁个熟魄厂镧虢热经济瞧蒇箕评徐，强戆周卷德谴热魄厂悲趣燃籽瀵裁豢。（２）撬缀熬纯缴魄攀啦—熟魄联产竣的撮标供熟檄缀瀚热能笈镦率怒热魄厂蕊甏戆热经济辫稼。宅楚菠爨举簿徐熬热魂域产镲分懿热纯发魄鬃崴岛熬纯供熟爨酝之阕煞赣：瀵，鞠攀使热纯供热薰的镦髓篷产攀；搿；璺酶测戮娩。移瑚》式孛热德供熬爨酝。。氐瓠一魂），ｌ∥稳融，巍离凝络承羧必，邋避凝绪承鹃西分跳攀舞妒陂潮ＱｏｓＤ鼬池一蔽》，１０８㈣ｅ热豫笈魄率越潴，说躜溺撵熊糖汽在漩枫缌串转绽簸惠渤酌靛爨越多，经济簸懿越好。热能发魄擞敝～缴爨撮供热汽轮撬供煞瓣《瓣）汽蕊产燮魏邀爨。一黢议淹熟鼗缀瞧鬃敞豳掰帮努缀域：一楚辩辨徽熟汽滚巍接产熊魏穗爨黪必辨都热张簸壤爨孵ｌ二蕊鞭燕撼汽麓热供熟德繇给墩（洳供热蘧翻凝臻零茨冀毒陵零掰缀簸）蹶形斌酶黼潞黪鬻热袋激爨称必漆都熬德发漱爨麟，静戳＝蝣母蛾，其审：孵＝魏＊玩一ｋ‰‰冁，３蝴赚滁欲ｍ珞＋魄一‰溉‰强，３艿∞耘谳歉戏孛，蚤。、矗。为缀想羽颡热黼热器静拯汽鼗鹈魏汽焓。鼬ｌ≥＠。裁）华中科技大学硕士学位论文由于吲值相对较小，一般都忽略了吲，使％“时，国ｚ％。从上述公式可看出，热化发电率∞与供热汽轮机的初参数、供热抽汽压力、回热的完善程度、供热汽流流经通流部分的相对内效率、返回水率及其水温和补充水温、电机效率等有关。当蒸汽初参数及供热抽汽压力已定时，汽轮发电机组变功的实际过程愈完善，不可逆损失愈小，热化发电率就愈高。所以∞可以用来评价供热机组热电联产部分技术完善程度的质量指标。（３）发电方面的热经济指标发电方面的热经济指标主要有：热电厂发电热效率、热电厂发电熟耗率和热电厂发电标准煤耗率，分别如下：热电厂发蜮粹＂等热电厂发电热耗率．％圹警＝罢娜Ｗ．ｈ）热电厂发电标准煤耗率：（２－６３）（２删‰，＝等＝罴＝尝蝇黼ｃｍ，（４）供热方面的热经济指标如下：㈤，供热方面的热经济指标主要有：热电厂供热热效率、热电厂供熟标准煤耗率，分别热电厂供热热效率：％（一）２荟笔２仉％‰热电厂供热标准煤耗率：（２＿６６）＂嘉＝罴＝卷堍标籼定于热电厂的总燃料量（或总热耗量）分配方法。㈣，上述指标中热电厂的供电、供热煤耗６毒（矿％（”和供电、供热热耗％矿％（＾）决２７华中科技大学硕士学位论文３热电成本分摊方法研究供热机组将燃料的化学能最终转换成对外供应的电能和热能。其中供热汽流的耗热量属于热电联产，需在电、热两产品之间进行分配，也即热电联产的供热汽流的热经济效益，在电、热两种能量产品问进行分配。热电厂总热耗量Ｑ。与锅炉热负荷既、机组热耗Ｑ０有如下关系：Ｑ＊２啪２蔫而且姚（３＿１）（３－２）绯＝％（＂＋％㈣驴鲁＝鼍竽‰‰ｍ式中Ｑ舻（扩Ｑｐ（。）—热电厂供热、发电的热耗，ｋＪｍ；㈣Ｂ≯ｔ帅、Ｂｐ（。）—熟电厂供热、发电的煤耗，ｋ胁。由式（３－３）可阻看出，热电厂总热耗在电、热两产品间分配为Ｑ州＾）、Ｑ忡）的实质，是将热电厂总煤耗Ｂ，在电、热两产品间分配为口∞）、Ｂ帅）。通常是分配供热方面热耗量Ｑ刚），再按式（３－２）从Ｑｐ中减支，即得分配给发电方面的热耗量Ｑ帅），进而求得相应的Ｂｐ｛＾）、日ｐ（曲。对热电厂总热耗量分配的要求是：既要反映热电两种产品品位的不同，又要正确反映热电联产过程的技术程度，且计算简便，能促进热化事业发展，为国家节约能源。国内外学者对热电厂总热耗量Ｑ。的分配，进行了许多研究，提出了各种不同的分配方案，各有其合理性和局限性。两种不同的观点一能量的数量利用和能量的质量利用，导致了评价的两种不同方法：以热力学第一定律为基础的热量法（热效率法）和以热力学第二定律为基础的做功能力法。以下将简要介绍介绍现在常用的几种方法。设菜单抽汽式机组的热力学系统及其汽水参数符号如图（３．１）所示。华中科技大学硕士学位论文图３－１单抽汽供热机组原则性热力系统图３．２单抽汽式供热机组ｈ．ｄ圈华中科技大学硕士学位论文３．１热量法热量法从现象看问题，以燃料产生的热量被利用的程度来对机组进行评价【１０１。汽轮机热化供热量矾，本是先在汽轮机中发了彬“电后的供热汽流再用以对外供热，它的卵。＝１，全无冷源热损失；可是按热量法分配热电厂总热耗时，分配至ｑ供热方面的热耗量Ｑ鲋），仍作为从热电厂锅炉直接引出的集中供热量（实质为分产供热），故Ｑ砌】＿Ｑ／ｈ叩，】。这种分配简称为按热电厂生产热能的用热数量比例来分配热电厂总热耗量。热电厂总热耗量Ｑ舻＝黑＝掣ｋ胁‘仉％仉理９（３卸分配供热的热耗量Ｑ枷）－—ｌＬ：里＆叠二划ｋ帕仉７７，仉玑（３．５）将奶：旦代入，则有：‰２去２罴ｍｐ妨分配到供热的热耗量Ｑ鲋）占热电厂总热耗量９，的份额为：面积等＝畿剖＝面积“训腼积删口”口机热耗之比）来分配的。故㈣由式（３·７）可知，热量法是按热电厂生产热能的用热数量比例（供热汽流热耗与整‰，＝畿爿％鼬（３－８）供热汽流的发电、供热属热电联产，全无冷源热损失，热经济高，应是节能的。但是，按热量法分配到供热的热耗量Ｑ∞）是作为电站锅炉集中供热来计算的，且计算的ＱⅢ，值是几种分配方法中最大者，相应此时Ｑ帅）＝‰一岛（帅）值就是几种分配方法中最小者。所以，热量法分配是将热电联产的热经济效益分摊到发电方面，可简称为“好华中科技大学硕士学位论文处归电法”。由（３—５）式可知，热量法分配的供热热耗量，不论供热蒸汽参数的高低，全部作为分产供热方式处理，只得到以电站高效率大锅炉取代分散低效率小锅炉的集中供热的好处。而按热量法分配供热方面的热耗量Ｑ㈣）和据以计算所得Ｂ㈣），均得于分产集中供热时的煤耗。这种热电厂总热耗量分配方法，是以热力学第一定律为依据，既没有反映热、电两种产品的不等价，也没有反映供热参数品位差异的不等价；既不能调动热用户降低用热参数的积极性，也不能调动电厂改进热功转换过程的积极性，从而浪费了国家的资源。３．２实际焓降法实际焓降法是把热电联产汽流的耗热量，按联产供热抽汽汽流在汽轮机中的实际焓降与新汽实际焓的比例来分配总热耗量的１１０１。分配到供热的热耗量占热电厂总热量为：警＝畿爿＝面积４，面耥’口。口故蜘瓮剥％鼬ｐ∞９ｌｏ）式（３·９）的前提是：由锅炉来蒸汽Ｄ＾＾经减温减压后的分产供热鲸帅为零，即Ｄ＾。＝巩，由式（３－９）可知，按实际焓降法分配热电厂总热耗量的比例为联产供热汽流的做功不足与整机实际焓降之比。联产供热汽流没有冷源损失而节煤的热经济效益。全归供热方面，算得的Ｑ舻（一）值是几种分配方法中最小者，相应此时Ｑ忡）值就是几种分配方法中的最大者，简称为“好处归热法”。因发电方面热耗Ｑ帅）完全未分摊到联产发电减少了冷源损失的好处，Ｑ帅）值与该供热机组按纯凝汽运行时的热耗量完全相同，且因玑＜玑，其发电煤耗反而增大。但由式（３·ｌｏ）可见，对外供热蒸汽参数愈低，＾＾值愈小，所分摊的如（＾１及相应的Ｂ删，值愈小，故能鼓励用户降低供热蒸汽的品位，降低仇，从而为国家节约能源。华中科技大学硕士学位论文３．３等效热降法等效热降法既可用于整体热力系统的计算，也可用于热力系统的局部分析定量。它基本上属于能量转换热平衡法。但是，它摒弃了常规计算的缺点，不需要全盘熏新计算就能查明系统变化的经济性，既用简单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量进行局部定量，确定变化的经济效梨１０１。等效热降法适用于供热机组，用以制订供热机组的工况图，分析供热方案和供热系统的变化等方面的技术经济问题，等效热降法同时也适用于凝汽式机组。要理解该方法，首先来看其中的两个重要参量。（１）等效热降的概念对于有回热抽汽的机组的等效热降日．指在抽汽减少情况下，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。它不仅包括排挤蒸汽所需加入热量的功，而且包括排挤抽汽引起的再热器吸热增加的做功。显然，它考虑了比该抽汽压力更低的所有抽汽量的变化。（２）等效热降的计算等效热降ｑ的计算规律是，从排挤ｌｋｇ抽汽的焓降魄一趣）中减去某些固定成分，因此可归纳为下列计算通式。再热热段以后的日．为：即瓴一吃）一菩鲁饵再热冷段及以上的Ⅳ，为：（峨）（３．１１）ｑ。如＋ｑ一～玩）一譬鲁Ｅ（ｋＪ慨）其中：４—取，，或者０视加热器型式而定；ｉ－加热器后更低压力抽汽口脚码；％一再热蒸汽的吸热量，ｋＪ像ｇ。（３—１２）如果ｊ为汇集式加热器，则４均以给水焓升＿代替。如果ｊ为疏水放流式加热器，华中科技大学硕士学位论文则从ｊ以下直到（包括）汇集式加热器用疏水放热量，，代替４，而在汇庥加热器以下，无论是汇集式或疏水放流式加热器，则一律以ｆ，代替４。（３）抽汽效率的计算各加热器抽汽等效热降ｑ算出后，按做功与加入热量之比，可得相应的抽汽效率：Ｈ？仉２吾抽汽效率的计算公式还可由矩阵方法求得：阻ｌｒｈ】－匡４Ｊ式中，再热冷段及其以上：蓐４＝＾一吃再热热段以后：ｉ。＝啊一睫＋（１一仉ｂ。‘３。１３）（３．１４）（３．１５）（３．１６）（３＿１７）新蒸汽的等效热降：风＝魄＋‰一％）一喜鲁。ｆ』“俺∑兀之后，可得到净等效热降：当扣除轴封漏汽、加热器散热、抽汽器耗汽和泵功耗能等辅助成分引起的做功损失风＝瓴＋‰一趣）一宅孚·『ｌ一∑ｎｉ；１（枷蚝）（３．１８）Ｙｆ由此便可确定汽轮机装置的实际效率：仉＝！》式中，Ｑ为进入循环的热量（ｋＪ／ｌ唱），对一次再熟机组有Ｑ＝‰一ｆｍ＋口ｎ·△ｆ如（ｋＪ瓜ｇ）（３．１９）（３－２０）式中ｆ向—进入锅炉的给水焓值，ｋＪ／ｌ（ｇ；口。一为流经再热器的蒸汽份额；△Ｑ＿—流经再热器的部分蒸汽在再热器中的吸热量，妫蚝。当某一附加成分进入或离开热力系统后，可以确定它对热力系统热经济性的影响，对于不同性质的附加成分，其计算方法有一些差异。（４）等效热降的条件等效热降的计算是以新蒸汽流量保持不变为前提条件的。这样就避免了热力系统一华中科技大学硕士学位论文般计算方法的缺点，即热力系统中影响热经济性的任何变化，其最终结果将导致各抽汽量和总耗汽量的变化，因而要求全部从头开始计算，方能求得热经济性的变化结果。如果把新蒸汽流量固定不变，则热力系统中出现的任何影响经济性的变化，只是改变了汽轮机的功率和该变动以后的抽汽份额，各抽汽流量不致全部改动。因此，有可能就抽汽量和热量的局部变化进行分析，从而直接求得经济性变化的结果。这样就能简化计算，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，即汽轮机膨胀过程的变化暂时不予考虑。所有这些都是建立等效热降概念和推导公式的前提条件。３．４火罔值法为了衡量能力的可用性，以“可用能”或“火用”（Ｄ【ｅｒｇｙ）作为衡量能量质量的物理量，用Ｅｘ表示，它是指能量中的可用能那部分ｆｌｏ】释１Ｊ嘲【５３Ｊ例阅。对于没有化学变化和动能变化为零、位能变化为零的开口热力系统，当工质处于稳定流动状态时，如果它的状态参数分别为压力ｐ，温度Ｔ，焓Ｈ，熵Ｓ，其炯的基本公式为Ｅ，＝∞一日。）一瓦Ｇ一＆），对ｌｋｇ的工质，单位火用（比朋）为ｑ＝Ｏ一＾。）一￡Ｇ一％）。对于没有化学变化和动能变化为零、位能变化为零的闭口系统，蝴的基本公式为Ｅ。＝∞一日。）一瓦＠一＆）一Ｐ。ｏ，一％）。３．４．１煳的计算（１）温度火用当只是工质的温度（Ｔ）与环境温度（Ｔｏ）不同，压力与环境相同时，它所具有的峡月值叫温度火甩。当工质无相变，并已知比热容Ｃ。时，温度火用为：ｒｒ，１锄＝Ｊｃ，订一瓦粤刀矗ｒ０（３．２１）（２）当物质在发生融化或气化等相变时，需要吸收热量，但温度保持不变。单位质量的物质相变所需的热量ｒ叫“相变潜热”。潜热娴是指单位物质从相变开始至相变结束，华中科技大学硕士学位论文吸收相变（融化或气化）潜热所产生火用的变化。因此，潜热火用是指物质在相变前后火用的变化，其公式为：△ｅ，＝（吃一厅．）一瓦Ｇ：一ｓ。）＝ｒ（－一≥）由式可见，潜热烟即为恒热量火用的一种形式，其中Ｔ为相变温度。（３）水及水蒸汽的姗（ｓ—ｚｚ）根据压力和温度可以查出相应的焓值和熵值，可由＾月值的基本公式ｅ，＝伪一＾。）一瓦Ｇ一‰）计算。（４）压力火用压力火甩是指温度与环境温度相同，压力Ｐ与环境压力ｐｏ不同时所具有的娴值。根据热力学中熵的微分关系式，当ｄＴ卸时，对开口体系的工质压力娴为：％２≯；瓦害２＆瓦－ｎ云式中Ｒｒ卜气体常数，Ｊ／（ｋｇｋ）温可逆膨胀到与外界压力ｐｏ呈平衡状态时，气体的压力Ｊ姗为：ｃ，甾，如果考虑封闭于气缸中的工质（闭口体系），温度为Ｔｏ，压力为ｐ，体积为Ｖ，则等Ｅ，＝ｎＲ瓦［ｔｎｊｉ一（－一譬］］式中ｒ卜一气体中的物质的量，ｍｏｌＲ—摩尔气体常数，Ｒ，８。３１４Ｊ／（ｍｏｌｋ）（５）混合气体的火甩ｃｓ－ｚ４，气体的混合过程是不同分子相互扩散的过程，它是一个不可逆过程，体系的总熵将增加，可用能（总火用）将减少。设温合前两种气体具有相同的温度Ｔ和压力ｐ，分别有ｎｌＴ和１１２（ｍ０１）。混合前的烟分别为：％刮＾－一＾ｐ。ｏ）－％讪丢棚０ｌｎ纠（３．２５）华中科技大学硕士学位论文％硼：％训：ｂｐ。０）－ｃ，ｏｌｎ毒棚０１ｎ爿Ｅ删＝仇《１＋竹２Ｐ：２＝∑行，Ｐ二＋Ｒ，。０ｌｌｎ‘＋九２ｌｎｘ２）式中Ⅳ＝片ｌ十玎２ｘ，＝旦＝壁（６）燃料炯（３－２６）混合后的温度和总压力保持不变，分压力分别为Ｐｌ和Ｐ２，则混合物的娴为：（３－２７）燃料的燃烧是把燃料的化学能转变成热能的过程，燃料火用可表示为：燃料与氧气可逆地进行燃烧反应和可逆变化并与周围环境（ｐｏ，Ｔ０）达到平衡时，所能提供的最大有用功，其火甩值表达式为：ｅ；＝一（埘９一瓦△ｓ９）＝Ｑ咖＋丁筇９式中Ｑ。—燃料的低位发热值（３－２８）△Ｓ９一反应熵，生成系熵中的日，Ｄ按气态计算实际应用中采用朗特近似公式：对气体燃料对液体燃料对固体燃料ｅ；＝ｏ．９５Ｑ，Ｐ；＝ｏ．９７Ｑ，Ｐ；＝Ｑ，＋２４３ｍ式中９。—燃料的高位发热量，七，／堙国一固体燃料中含水质量百分率。３．４１２女ｍ损失计算热力系统发生的热力过程必然伴随着系统的熵的变化，能量的传递和转换使得工质和物质的热力状态发生变化，火用也随之变化。人们期望在热力过程中烟能够完整无损失地从一种物质传递到另一种物质，但实际上是不可能做到的。能量的变换和传递导致能在数量及“质”上的变化，不可避免地产生娴值的损失。（１）燃烧女月损失华中科技大学硕士学位论文当燃辩与空气均未预热时，燃烧过程鲍姻损失公式霹麓稼为：蝉拶＋酴南抽鲁（２）煲热烟损失（３－２９）设从温度为％的高温物体向温度为咒的低温物体传递了微小热量６Ｑ，环境温度为瓦。，虽舀＞乏＞ｒ。。传燕遗成静熊损失淹搿产不错固（３）散热簿矮损必氛炉壁散热姆损失（３—３０）炉的内壁平均温度为正，散热爨为鲰，则散热＃＃＃＃损失为；■一舡ｂ．炉门辐射火损失（３·３１）可撩据辐射换热公式诗簿通过炉门的辍射损失Ｑ。；岍刚，陋）４侧］式中‘一系统黑度，对通过炉门孔的辐射可取ｌｃ０一黑体辐射系效；蠢—炉ｆｊ享０瑟积Ｚ—炉膛内温度辐射造成的姗损失，。为：（３—３２）‘。旧）Ｑ且ｃ．冷却炯损失（３＿３３）如栗冷却永髂流鬣为珊。，遴盈承溢为‰，对波酶戆毽为热。，出嗣豹承滚为‘。，焓３７华中科技大学硕士学位论文值为丸：，则热损失姨为：瓯＝４．１８６８加ｈ以２一ｆ；１）＝蚝氓２一九。）（４）燃烧产物带走的火甩损失（３－３４）燃烧产物一部分从炉门孔等外逸出，它的温度很高。逸气量的多少与炉内的压力以及开孔面积有关。逸气带走的热及火用无法回收，开成逸气热损失与煳损失。大部分燃烧产物在炉内将热量传给工件后，从烟道排走。它仍具有相当高的温度，构成排气热损失。排气中具有的火用如果不加以回收，也将成为火用的损失。３－４．３热电联产的火用平衡及女ｍ效率炯方法（或做功能力法）透过本质看问题，能发现在能量转换过程中引起的做功能量损失的根本问题。它以燃料的化学能的做功能力被利用程度来评价电厂。由于能量的综合利用既包含数量，更注熏质量，故该方法对利用热功转换进行能量生产的熟电厂更具有意义。但它的定量计算复杂，使用起来不方便，不直观，目前主要用于定性分析，起着从本质上指导技术改进方向的作用。火用分析方法是以热力学第二定律为基础，考虑了供热蒸汽质量的区别，将热电联产的热经济效益分配到热、电两种产品。其方法是先进行各计算点上的炯值计算，然后再进行火甩平衡计算，此法不仅考虑热功转换过程中量的方面，而且考虑了质的方面，即不可逆性引起的损失。用炯方法评价电厂能量的质量利用时，采用火用效率（做功能力效率）和炯损（做功能力损失）来衡量。则娴效率％的通式为％＝塑蓑詈磊燃×－。。％联产供热蒸汽和新蒸汽的做功能力分别为：Ｅｈ＝ｅｈ—ｅｍ根据能量平衡有：供给的做功能力＝有效利用的做功能力＋做功能力损失＝阮一ｚｋ瓯）一（＾。６一丁。。ｉ兄ｍ）ｋＪ／ｋｇ＝魄一吃。６）一亿。６瓯一７乙ｍｓ。。）（３—３５）华中科技大学硕士学位论文Ｅｏ。ｅ口一ｅ㈨ｈ＝眠一７二。氐）一（＾。。一２二。５ｋ。）ｋＪ／ｋｇ＝阮一＾。。）一０■。＆一丁二。Ｓ。。）上二式中：（３—３６）ｚ＇删。一环境温度，ｋ；＆、瓯、Ｓ。—分别是新汽、供热蒸汽和膨胀至环境温度的比熵，ｋⅣ（ｋｇ．ｋ）；吣Ｐ。、Ｐ。。一分别是新汽、供热蒸汽和膨胀至环境温度的比火用，蝴曾‰，＝酱％（３－３７）但是，因为供热机组汽轮机排汽温度与环境温度相关较小，按此方法分配算得的‰㈣值与按实际焓降法分配算得的Ｑｐ（．）接近，也即热电联产的好处，大部分归供热方面所得，发电方面分摊到的好处，还不足以补偿因汽轮机绝对内效率偏低而多耗的能量，因此电厂方面仍不能接受这种热电厂总热耗量分配方法。３．５热经济学法要准确合理地确定热电厂的供热成本，必须解决以下两个问题：一是能量定价标准问题，以什么作为能量的定价标准，是以能定价，还是以朋定价。图３．３的两条曲线分别是通过计算得到的以热焓确定的低压蒸汽成本曲线和以火用为标准确定的低压蒸汽成本曲线。由图３—３可见，以热焓作为低压蒸汽成本的定价标准时，当压力降低到３．１７ｋＰａ时，每千克蒸汽的成本为Ｏ．０２２元／千克，当压力升到３１７ｋＰａ时，每千克蒸汽成本为０．０２７元／千克，二者相差甚微。而它们的使用价值相差很大。３．１７ｋＰａ的蒸汽几乎无可利用的使用价值，而３１７ｌ（Ｐａ的蒸汽具有相当的使用价值。可觅以热焓定价不符合经济规律。而当以火用为标准计算蒸汽成本时，可使低压蒸汽成本与其使用价值相符。当蒸汽压力降低到无法使用，其成本也趋于零。因此以媚定价是我们的出发点。另一个问题是在承认“以火月定价”的基础上，如何进行热电联产热电成本的分摊，是否可以简单地以各产品所包含炯的比例进行分摊，回答是否定的。因为在热电厂生产过程中，各部位的烟流具有不同华中科技大学硕士学位论文的成本，越靠近产品端的烟流需要克服的火用损失与设备投资应越多，因而成本也就越高。而电与热两种产品在生产过程中所经历的路径不尽相同。因此，应以系统工程的观点，追踪能量生产过程与产品成本形成过程，最终得到发电成本与供热成本。蒸汽压力３．１７０．０３１２～３９．３１０ｌ２３４４７５ＭＰａ蒸汽差ｏ．０２倥质量Ｏ．０１２５５０７５１００１２５１５０℃蒸汽温度图３．３以不同定价标准得到的低压蒸汽成本曲线将热力学与经济学相结合而产生的“热经济学”，恰好能够满足以上两方面要求。热经济学的基本思想是将能量系统划分成若干单元（子系统），各单元之间进行着物流、火月流与现金流的平衡，再辅以必要的补充方程，直接求解系统中各股娴流的虫用成本，进而获得最终的产品成本。可见，热经济学方法能够以系统的观点，追踪系统中能量生产与转移的过程，从而也是成本形成的过程，得出完全符合实际而未加任何人为因素的结果。热经济学所具有的这些特点，特别适合于解决多产品复杂能量系统的成本计算。（１）计算Ｊ朋流成本的矩阵表达式严格地讲，火甩流成本应包括两部分：一部分是能量成本，另一部分是非能量成本（折旧、大修、人头费）。以下将在此基础上进一步扩展，得到通用的火用流成本（包括能量费用与非能量费用）的矩阵表达式。对于某一子系统ｋ，若有ｅ股输入朋流，ｓ股输出火用流，ｃ．和ｃ，分别表示各股输入与输华中科技大学硕士学位论文出火甩流的单位火用成本（￥，ｌｄ），该子系统所负担的非能费用为毛（￥／１１），则有以下现金平衡式：∑ＧＥ＋乙＝∑ｃＪｑ（３．３８）当仅考虑能量成本，并且单位烟成本的单位为无量纲时，Ｃ＝耳，这时亦可称为朋消耗系数，式（３．３８）即退化为：∑耳置＝∑巧马式（３—３８）与（３－３９）式分别用矩阵表示，得（３－３９）彳×％×ｃ＝一ｚ』×ＢＤ×６’＝Ｏ（３－４０）（３．４１）式中，ｃ、矿分别为各股炯流的单位火用成本向量与煳消耗系数向量。由于有ｍ股火甩流的单位烟成本或火用消耗系数需要确定，而现在只有ｎ个现金平衡式与熵成本平衡式，需建立（ｍ＿ｎ）个补充方程。假定补充方程的形式为：口ｘ％×ｃ＝矿（３－４２）ａ×％×６’＝∥（３４３）式中，口为包含（ｍ－ｎ）行、ｍ列的矩阵，Ｖ、ｗ均为（ｍ－ｎ）的列向量。（３－４１）与（３－４０）分别与式（３＿４３）与（３．４２），合并得：爿×％×ｃ＝矿（３小）ｊ×％×６‘＝旷（３舶）式中，万（Ⅲ×ｍ）为扩展的关联矩阵；矿妇×１）与矿∞×１）分别为扩展了的向量与向量，显然有：ｊ＝（ａ矿＝［剀旷＝（詈）４ｉ。粕’华中科技大学硕士学位论文由于万满秩，故由方程式（３—４５）与（３．“）可以求解ｃ，６‘，即：ｃ＝％１×ｊ一１×矿６＋＝％‘×万。１ｘ旷（３．４７）（３—４８）以上两式即为求解系统中各股火用流的单位火用成本与火用消耗系数的矩阵表达式。（２）建立补充方程的原则按下列原则建立补充方程：原则一：从系统外部输入系统的火用流的单位火用成本与姗消耗系数为已知。例如火用流ｉ是从系统外部输入的，若已知其单位姗成本为Ｋ，火用消耗系数显然是１，则有ｅ＝ｔ，睇＝１，若有ｐ股火用流从系统外部输入，可表示成矩阵形式：口。×％×Ｃ＝屹口。×％×６’＝吸（３－４９）（３．５０）式中，口。０×晰）为输入火用流烟值倒数组成的矩阵，屹ｃＰ×１）、耽（ｐ×１）分别为输入★月流单位火用成本与火用消耗系数组成的向量。原则二：对于多产品的子系统，按各产品的单位火甩成本与火甩消耗系数彼此相等的原则建立补充方程，令某子系统有ｉ和ｋ两种产品，则有ｃｆ＝ｑ、耳＝《。原则三：若子系统的“燃料”流为双线流，则构成双线的两股火用流的单位火甩成本与女月消耗系数对应相等，令某子系统的燃料流为慨一反），则有ＣＩ＝Ｇ、耳＝砩。根据原则二和原则三建立的补充方程，可用矩阵表示为：口。×％×Ｃ＝０口。×％×矿＝Ｏ（３—５１）（３·５２）式中，ａ。为（ｍ＿ｎ－ｅ）行、ｍ列的矩阵。将式（３－４７）、（３－４８）分别与式（３＿４９）、（３．５０）合并，即可得到式（３．５１）与（３．５２）。可以证明，根据以上三个原则所建立的补充方程数恰为（ｍ．ｎ），使矩阵４满秩。华中科技大学硕士学位论文４某型供热机组性能参数分析４．１机组热平衡计算进行汽轮机循环热平衡计算是分析机组性能的一项基础性工作，目前应用比较广泛的方法有常规热平衡法，等效焓降法、循环函数法等。近几年随着计算机技术的迅速发展，又逐步推出了适合于计算机处理的基于热平衡的矩阵分析法，近来传统的矩阵分析法有了进一步的运用和发展，运用改进的电厂热力系统矩阵分析方法，进行某电厂二号机组的热平衡计算。（１）汽轮机主要技术规范机组热力系统图如图４．１所示，该机胡是１９９６年正式投入运行，主机是由俄罗斯列宁格勒金属工厂生产的，汽轮机主要技术规范为：汽轮机型号：ⅡＴ一６５，７５—９０／１１型式：单轴双缸冲动凝汽式，具有两级可调抽汽和四级非调整抽汽。额定功率：６５Ｍｗ最大功率：７５Ｍｗ转速：３００ｒ／Ｉ血由车头向发电机方向看为顺时针旋转临界转速：高压转子２２００ｒ／ⅡｌｉＩｌ，低压转予２３０‰ｉｎ，轴系１７０眦／ｍ¨１８００ｒ／Ｉ血汽压：８．７３Ｍｐａ，最高为９．７Ｍｐａ汽温：５３５℃，最商为５４５℃进气流量：４１０Ｔｍ级数：共２７级监视段压力：高压缸７．９Ｍｐａ，低压缸１．２Ｍｐａ工业抽汽压力：Ｏ．９Ｍｐａ范围：Ｏ．７．１．２Ｍｐａ流量：１７０１Ｉｍ，最高２３０１ｍ华中科技大学硕士学位论文温度：２６８℃采暖抽汽压力；Ｏ．１Ｍｐａ范围：Ｏ．０７－ｏ．１５Ｍｐａ流量：１２０１ｍ，最高１７０１他温度：１３０℃循环水温度：２５℃，最高３３℃，冷却水量：８０００１ｍ排汽温度：８０℃，最高１００℃一级不调整抽汽压力：３．２Ｍｐａ流量：１４．３Ｔｍ，温度：４０３℃二级不调整抽汽压力：２．０６Ｍｐａ流量：２５．９１弛，温度：３４９℃三级不调整抽汽压力：Ｏ．５Ｍｐａ流量：１３．１１’ｍ，温度：２２２℃四级不调燕抽汽压力：Ｏ．２８Ｍｐａ流量：２３．１１’ｍ，温度：１７２℃图４．１６５Ｍｗ供热机组热力系统图４４华中科技大掌硕士学位论文（２）汽轮机热平衡计算回热系统由三个离压加热器、三个低压加热器秘一个除氧器缀成，其中三个离压加热器均为蘸水逐缓叁流静袭蔼式鸯ａ热嚣，一号、二号低疆鸯ｇ燕器潮祥为蔬永逐缴囊流的表面式加热器，而三号低藤加热器为带肖疏水泵的表衙式加热器。为了使表达式袭达瀵楚，将回热瓣重新编号，拔高压、除氧器、低压加热嚣的顺序依次编号为一至七母力Ⅱ热器，在系绞涎簿污、无脊窳的情况下，硼出各燕熬器的热平衡方程；一号加热器：Ｄｌ帆ｕ一槐¨）＝Ｄｏ（‰，。一＾州）二号加热器：幺瓯，：一蚝．：）＋最ｋ；一蚝。：）＝穰ｋ，：一致，：）三号瓣热器：马瓴。一ｋ，，）＋岛帆．：一蚝，。）＋ｑ帆。：一ｋ，，）＝魏‰，一‰，）四号盘Ｈ热嚣：五号加热器：＝溉一最一逸一绣一绣一统，玩．；一ｋ。）Ｂ帆．，一ｋ。，）＝（Ｄ０一识一Ｄ２一岛一识一玩．玩，。一ｋ，，）Ｄｔ帆，。一ｋ。）＋（Ｄｔ＋地＋见玩，，～ｋ．。）＋见。魄Ⅵ一ｋ，。）煳臁尝熬尝≮笠玩划侧黼：尝毒避二糍谂■，）上式中，见表示主蒸汽流量，Ｄｌ～岛分别表示各回热器进汽量，虬ｒｋ，分别表示第ｉ个加热器的入口蒸汽焓与出口疏水焓，ｋ¨ｋ。分别表示第ｉ个加热器的给水入口与出口焓。为了简化上述方程式，分别用吼、‘、ｆｆ表示第ｉ级加热器单位质量抽汽所释放的热量单位质量来自上述加热器疏水所放出的热量以及单位质量给水所吸收的热量。关于它们的定义，应根据加热器的形式来确定。对于辅助蒸汽，用“表示第ｉ级加热器中第ｊ股辅助蒸汽单位质量所释放的热量，同样的定义也与加热器的形式有关，对于疏水逐级自流的表面式加热器，对于除氧器以及带有疏水泵的面式加热器。经引入变量后，热平衡方程组可以简化为：Ｄｌ·ｑ１＝Ｄ０·‘Ｄ１·吒＋Ｄ２·９２＋△Ｑ２＝Ｄｏ·ｆ２华中科技大学硕士学位论文Ｄｌ。吩＋Ｄ２·吩＋Ｂ·吼＝Ｄｏ·乇Ｄｌ’ｆ４＋Ｄ２‘ｆ４十岛‘『４＋Ｄ４－９４＋珥１·口；４＝Ｄｏ·ｒ４Ｄｌ’‘＋Ｄ２。乇＋Ｄ３’乇＋Ｄ４‘吩＋Ｄ，４。厂５＋Ｄ５－９５＝Ｄｏ·ｆ５Ｄｌ’『６＋Ｄ２‘吒＋Ｂ·ｆ６＋Ｄ４·，６＋Ｄ“·％＋Ｄ５－ｒ６＋Ｄ６·吼＝Ｄ０·『６Ｄ、’｛，＋Ｄ！’ｔ１七Ｄ，’ｔ１＋Ｄ４。｛１七Ｄｆ４’ｑ＋Ｄｓ·Ｔ１七Ｄ６·ｔ１＝Ｄｑ·ｔ１将上述方程组采用如下矩阵符号表示：＿ＩＤ】＋ｂ，１％Ｊ＝Ｄｏ【ｆ】可得：ＯＯＯＯＯ０ＯＯＯＯＯＯＯＯＯ＋Ｏ０ＯｏＯＯ００ＯｏＯＯＯＯＯＯｏ０ＯＯＯＯＯＯＯＯｏ００ＯＯ００ｏＯＯＯＯＯＯＯ０ＯＯｏＯｇ；４００Ｏ＝Ｄ０ｏ％ｏｏ吼吃吩ｑ吒吒岛如吩ｑ≈吒０吼气０吒乳吩％一如％■０吼■０劬丌且历肪胁伪肪腓西ＯＯ订赴以“如“巧对以上矩阵的求解，司把方程移项后得：－ＩＤ】＝Ｄ０【ｆ】一ｈ慨Ｊ阵－ｒ１，可得：［Ｄ】＝∞ｒｉ眇】（４—１）代入各项数值，可得到右边各项的值，用妒】表示然后在方程两边乘以矩阵０】的逆（４．２）由此，只要求得矩阵－】的逆矩阵，即可获得表示各段抽汽量的未知向量【Ｄ】。在汽轮发电机组实发功率为７１０５０ｋＷ时，计算主要数据见表４．１。华中科技大学硕士学位论文表４．１汽轮机组某一工况参数名称汽机热耗３｝｝高加端差单位ｋＪ／ｋＷｈ℃℃℃％％％ＴｍＴｍ℃℃％℃℃℃ＴｍＴｍＴｍＴｍ１ｙｈＴ／１ｌＴ／ｌｌ数值７５９９．４５ｌＯ．４９．６２＃高加端差１撑高加端高压缸效率中压缸效率低压缸效率主汽流量排汽流量凝汽器端差凝结水过冷度汽机热效率３掸低加端差２样低加端差１＃低加端差一段抽汽量二段抽汽量三段抽汽量除氧器进汽量四段抽汽量五段抽汽量六段抽汽量１３．９６８５．８２７８．７４８４．９２４４０．４８１２１．６２５．５５１．１２４７３７２５．３２２２．６１１６．２３１９．７６４３．３５１１．５４９．１４ｌＯ．１４１１．４７１５．６９４．２锅炉机组效率的计算４．２．１锅炉主要技术规范配套锅炉是杭州锅炉厂制造，高压自然循环固态除渣炉，单炉体负压炉膛，ＩＩ型露在布罨。膜式水冷壁，轻型炉墙。储仓式制粉系统过风送粉。采用直流式燃烧器，四角布置，切圆燃烧。本锅炉配置受热面吹灰器，并采用高效率静电除尘设备。配置非沸腾华中科技大学硕士学位论文省煤器和管式空气预热器。蒸汽系统为四级过热、二级减温、二次交叉。锅炉配备自动控制调节装置和点火程序控制装置。主要技术规范为：锅炉型式：ＮＧ４１０／９．８．Ｍ锅炉额定蒸发量：４１０Ｔｍ汽包工作压力：１１．２８ＭＰａ过热蒸汽压力：９．８ＭＰａ过热蒸汽温度；５４０℃给水压力：１３．７ＭＰａ给水温度：２２７℃冷水温度：８０℃热风温度：３６０．８℃排烟温度：１６７．８℃锅炉效率：８９．５％汽包至过热器出口压降：１．４８ＭＰａ锅炉机组烟气阻力：１３６３ｍｍ水柱空气预热器空气阻力：３１８１毫米水柱４．２．２锅炉热平衡计算锅炉机组的热效率是指输入锅炉机组的热量与锅炉机组的有效利用热量之间的关系。输入热量主要来源于燃料燃烧放出的热，有效利用热量包括用于生产蒸汽或热水的热量。计算锅炉的热效率就需要进行锅炉机组热平衡计算，热平衡就表明了燃料的热量有多少被有效利用，多少变成了热量损失。（１）锅炉总有效利用热量Ｑ的计算计算公式：Ｑ＝Ｄ，Ｏｋ一吃，Ｊ＋ＣＤ，一Ｄ，＿）（吃。一吃。）＋ＤＯＯｋ一厅，）其中：辅华中科技大学硕士学位论文％一过热蒸汽流量，ｋｇｍ；三０一再热蒸汽流量，ｋ舀ｍ：Ｄ。—再热蒸汽喷水流量，ｋｇｍ；＾。一过热蒸汽出口焓，“瓜ｇ；向。一再热蒸汽出口焓，心瓜ｇ；ｂ一给水焓，ｋＪｍｇ；＾。一喷水焓，ｌ（Ｊ瓜ｇ。（２）锅炉输入热量ｇ对应于燃料输入锅炉的热量包括燃料的低位发热量外热源加热空气携入的热量等。Ｑｒ＝ＢｑＬＨ＋ＱｗＬ（４．３）燃料特量显热，燃烧燃料所需Ｑ。＝母Ｄ，ｌｊ。一Ｉ。、其中：蝴煤的消耗量，蚴ｌ；ｇ脯—燃煤的低位发热量，ｋＪ／ｋｇ；Ｑｋ—外来热源加热空气的热量，ｋＪ／ｈ；∥—被加热空气的过量空气系数；见一理论空气量，ｋｇｍ；ｆ。—被加热后理论热空气的焓，ｌ【Ｊ翘；Ｌ。一被加热前理论冷空气的焓，ｋ腓ｇ；（３）锅炉热效率计算锅炉机组的热平衡计算有正平衡和反平衡两种计算方法，由于正平衡只能求出锅炉率，不能找出影响锅炉效率的各种原因和提高热效率的途径，且在现场实时测量时很难保证燃料消耗量的准确性，因此本次性能计算中采用ｉＦ平衡结合反平衡计算。反平衡计算相关内容已在第二章介绍。４９华中科技大学硕士学位论文在汽轮发电机组实发功率为７１０５０ｋｗ，所计算主要数据见表４—２。表４．２锅炉机组某一工况参数名称锅炉负荷给水压力给水温度过热蒸汽压力过热蒸汽温度锅炉效率排烟热损失机械未完全燃烧热损失锅炉散热损失物理热损失排烟温度排烟氧量排烟过量空气系数燃煤应用基灰分％％单位Ｔｍ数值４３０．６９１０．９５２３４．００９．７５５４１．ＯＯ９１．０８６．６２１．Ｓ５０．４０Ｏ．３２１５６．ＯＯ５．０７１．３１３０．９５６．７０２０７３０２．５９３．４６ＭＰａ℃ＭＰａ℃％％％％％℃％燃煤应用基水分燃煤低位发热量飞灰含碳量灰渣含碳量ｋＪ像ｇ％％４．３热耗分摊的计算针对６５Ｍｗ供热机组，用热经济学方法及热量法进行电、热成本的分摊。简化系统图如图４．２。５０华中科技大学硕士学位论文图４－２６５Ｍｗ供热机组简化热力系统图将整个系统划分为六个子系统，包括锅炉（Ｂ）、汽轮机高压缸（｝讲Ｔ）、中低压缸（１ＬＰＴ）、发电机（Ｇ）、冷端系统（ｃＥｓ）、等效回热系统（ＥＨＳ）。在全系统中共有１２股火用流。只有娴流１（煤）是从系统外部输入的，消耗系数为贸＝ｌ。另外，在规定各子系统的燃料与产品时，对于提供发电与供热两种产品的“分叉点”，我们采取如下规则：认为该高压缸系统包含三种产品，一是产生的轴功率（＃烟流５），二是供热抽汽＃火甩（＾月流４），根据建立补充方程的原则二，有ｃ．＝ｃｓ，Ⅸ＝《，各子系统的“燃料”与“产品”定义列入表４．３。由式（３．３３）、（３．３４）计算得到的各股娴流在设计工况下的火甩值、烟消耗系数，最后将发电火甩（火用流１１）及供热火甩（火甩流４）根据各自的能级品位，并转换成工程单位，得到供热机组的主要技术经济指标，结果列入表４－４。表４－３各子系统的燃料与产品定义子系统ＢＨＰＴＩＬＰＴＧＣＥＳＥＨＳ一燃料ＦＢ１Ｂ２－Ｂ４．Ｂ６．Ｂ７Ｂ７．Ｂ８．Ｂ９Ｂ５＋ＢｌＯＢ９Ｂ８＋Ｂ６产品Ｐ（Ｂ２－Ｂ３）Ｂ５Ｂ１０Ｂ１１Ｂ１２Ｂ３．Ｂ１２华中科技大学硕士学位论文表４－４用热经济学方法分摊得到的６５Ｍｗ供热机组主要热经济指标指标名称发电煤耗率发电热耗率供电煤耗率供电热耗率供热煤耗率供热热耗率数值３４９．７５１０２５１．２３６３．４７１０６５３．３２９．１２单位Ｇ瓜ｗｈｌｄ，ｋｗｈｇ，ｌ【ｗｈｋＪ／ｋｗｈＫ∥ＧＪＧｌｉＧ５Ｏ．８４９９为了进一步证明热经济学方法进行供热机组热、电成本分摊的合理性，将其供电煤耗、供热煤耗与采用“热量法”分摊及某２２０ＭＷ纯凝汽工况时所得到的指标相比较，经累见表４．５。表４－５各种分摊方法得到的结果比较指标名称热量法热经济学法２００Ｍｗ机组纯凝汽工况供电煤耗率（酿洲ｈ）３０９．７９３６３．４７３４３．６５供热煤耗率Ｋｇ，ＧＪ３８．２３２９．１２结果表明：采用“热量法”分摊得到的供电煤耗率小予２００Ｍｗ机组的供电煤耗率，而热经济学方法所得到的供电煤耗率基本接近２００Ｍｗ凝汽工况时供电煤耗率；采用热经济学法所得到的供热成本小于采用“热量法”分摊结果。这表明，热经济学分摊能客观地把热电联产带来的收益公正地分摊给发电和供热，并有严格的理论依据。４。４其他性熊指标的计算根掇计算模型，枧组其它饿麓撸拯的计冀结果见表夺６。华中科技大学硕士学位论文表４．６机组性能参数值名称单位数值７１０５０６５７８１５４７．０２１８７．８６３．０７３．１５２９０．５０３０９．７９２９．５０６７．４２３４９．７５３６３．４７２９．１２２１６．６１７５９９．４５４７．３７实发功率净功率供热量供热抽汽量发电厂用电率供热厂用电率发电煤耗（热量法）供电煤耗（热量法）供热煤耗（热量法）燃料利用系数发电煤耗（热经济学法）供电煤耗（热经济学法）供热煤耗（热经济学法）热电比汽机热耗汽机热效率ｋＷｋＷＧＪ／ＩｌＴ，ｌｌ％％非Ｗｈ非ＷｈＫ∥ＧＪ％ｇ／ｌ【Ｗｈ业ＷｈＫｇ／ＧＪ％ｋＪ／ｌ泐ｌ％华中科技大学硕士学位论文５在线性能监测系统的设计与实现５．１软件基础５．１－１软件工程概述软件工程是一门研究范围广泛的迅速发展的新兴学科，新的技术和方法不断涌现。因此，本文只介绍最基本的一些知ｔ只【６】【７】【８］［９】【１１１【１卵５】【鲫】。１９８３年ＩＥＥＥ给出的定义为：“软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统方法”，其中，“软件”的定义为：计算机程序、方法、规则、相关的文档以及在计算机上运行时所必需的数据。软件工程包括三个要素：方法、工具和过程。软件工程方法为软件开发提供了“如何做”的技术。它包括了多方面的任务，如项目计划与估算、软件系统需求分析、数据结构、系统总体结构的设计、算法过程的设计、编码、测试以及维护等。软件工程方法常采用某一种特殊的语言或图形的表达方法及一套质量保证标准。软件工具为软件工程方法提供了自动的或半自动的软件支撑环境。目前，已经推出了许多软件工具，已经能够支持上述的软件工程方法。特别地，已经有人把诸多的软件工具集成起来，使得一种工具产生的信息可以为其它的工具所使用，这样建立一种被称之为计算机辅助软件工程（ＣＡｓＥ）的软件开发支撑系统。ＣＡＳＥ将各种软件工具、开发机器和一个存放开发过程信息的工程数据库组合起来形成一个软件工程环境。软件工程的过程则是将软件工程的方法和工具综合起来以达到合理、及时地进行计算机软件开发的目的。过程定义了方法使用的顺序、要求交付的文档资料、为保证质量和协调变化所需要的管理及软件开发各个阶段完成的里程碑。软件工程就是包含上述方法、工具及过程在内的一些步骤。５．１．２面向对象的理论“面向对象”是软件程序设计中的一种新思想，由于这种新思想的引入，使我们的程序设计能更加贴近现实，并且花费更小的精力。“面向对象”技术追求的是软件系统对程序设计能更加贴近现实，并且花费更小的精力。“面向对象”技术追求的是软件系统对Ｓ４华中科技大学硕士学位论文现实世界的直接模拟，尽量实现将现实世界中的事物直接映射到软件系统的解空间。它希望用户用最小的代价，最大程度地利用软件系统来解决问题。抽象、继承与多态性是“面向对象”系统的最大特点，下面，我们将对这几个概念具体解释一下嘲１７】１８】【９】１１１】１１２】４５】【酏】。（１）对象（ｏｂｊｅ吐）通常将对象定义为它本身的一组属性和它可执行的一组操作。属性一般只能通过执行对象的操作来改变。操作又称为方法、服务或成员函数，它描述了对象执行的功能，若通过消息传递，还可以为其它对象使用。这里，消息是一个对象与另一个对象的通信单元，是要求某个对象执行类中定义的某个操作的规格说明。发送给一个对象的消息定义了一个操作名和一个参数表（可能为空），并指定某一个对象。而由一个对象接收的消息则调用消息中指定的操作，并将形式参数与参数表中相应的值结合起来。（２）类（ｃｌａ龉）类是一组具有相同数据结构和相同操作的对象的集合。类的定义包括一组数据属性和在数据上的一组合法操作。类定义可以视为一个具有类似特性与共同行为的对象的模板，可用来产生对象。在一个类中，每个对象都是类的实例（ｉｎｓ协ｎｃｅ），它们都可使用类中提供的函数，为了从类定义中产生对象，必须有实例建立操作。（３）继承（ｉＩｌｌｌ舐ｔａｎｃｅ）继承是使用已存在的定义作为基础建立新定义的技术。新类的定义可以是既存类所声明的数据，再加上新类增加的数据的组合。新类也可以不加修改地复用既存类的定义。因为既存类已经实现和测试，故开发费用较少，在继承结构中，既存类是父类，新类是子类（派生类）。（４）多态性（ｐｏｌｙｍｏ啦ｉ锄）在具有多态性的语言中，在对照形式参数检查实际参数时，实际参数可以是属于若干类型组成的特定集合中的一个类型。多态性允许一个对象同时属于几个类型。一个数据结构所包含的元素可以属于一组指定的类型而不仅是一个类型，可以认为这是一个类族，通过对元素形式类型规格说明的继承，把这些类关联在一起。以上，我们简略介绍了“面向对象”理论的概念与基本特点。华中科技大学硕士学位论文面向对象程序设计是软件系统设计与实现的新办法，这种新方法通过增加软件可扩充性和可重用性，来改善并提高程序员的生产能力，并控制维护软件的复杂性和软件维护的开销，大大增加了各种软件系统的开发效率。５．１．３Ｃ，Ｓ结构的数据库理论简介传统的集中式数据库系统高度集中在一台计算机上，一旦该计算机发生故障，则整个系统受到影响，可靠性不高，因此集中式ＤＢ概念向“分布计算”概念发展。客户机，服务器模式（Ｃｌｉｅ州Ｓｅｒｖｅｒ）是分布式数据库体系结构之一１３０】口１】【３２】。网络中一些节点上的计算机专门用于执行数据库管理系统ＤＢＭＳ（Ｄａ舡ｌＢａ∞Ｍ翘ａｇｅｍｅｎｔｓｙ蹴ｍ）功能，称为ＤＢ服务器，例如，在服务器上安装ＤＢ或ｓＱＬＳｅｒｖｅｒ，用于完成事务处理和数据访问的控制。而另一些节点上的计算机专门处理用户的应用程序，称为客户机。通常在客户机上安装ＤＢＭｓ的应用开发工具，实现用户画面和前端处理。客户机运行用户的应用程序，向ＤＢ服务器发出数据请求，ＤＢ服务器接受客户机发出的数据请求，并将处理结果返回客户柳』６】【７】嘲哪ｌｌＪ【１２】４５ｌ㈣。５．１．３．１Ｃ／ｓ系统的体系结构在Ｃ／ｓ环境下，客户机、服务器和中间件构成了Ｇ，ｓ模式的基础结构【３”，如图５．１所示。］ｌ－』ｊ客户机中间件１－＾ｊ、ＩＬ厂图５—１Ｃ／Ｓ系统的体系结构示意图服务器华中科技大学硕士学位论文（１）服务器。服务器能提供高速大容量的存储能力，强大的数据处理能力和管理能力，以及并发运行多个进程的能力，还包括通信、电子邮件和事务处理能力。随着高档ＰＣ机性价比不断提高，在局域网中正广泛应用ＰＣ机作为服务器。（２）客户机。ｃ／ｓ应用以客户机为中心，客户机可以观察和体会服务器提供的服务。客户机主要完成应用画面和交互式功能。（３）中间件。中间件（Ｍｉｄｄｌｅｗａｒｅ）是发展的领域，是软件技术的大杂烩，也是开发Ｃ／Ｓ应用的关键。中间件泛指客户机和服务器之间的软件，也称Ｃ／Ｓ的接口软件，分为通用中闫件和专用中间件。通用中间件指各种网络操作系统、各种网络传输协议。专用中间件包括：·ＤＢ中间件：基于ＳＱＬ的异构数据库互连操作；·事务处理中间件；基于ＲＰｃ（远程过程调用）等，共享不同服务器资源；·组件中间件：电子邮件等；·对象中间件：允许客户机调用驻留在远程服务器上的对象。５．１．３．２Ｃ，Ｓ结构的演变Ｃ／Ｓ结构经历了从两层、三层到多层模型的演变过程。１．两层Ｃ／ｓ结构两层Ｃ／Ｓ结构将应用系统的计算机分为客户机和服务器，系统功能在客户机和服务器之间划分，如图５．２所示。客户机负责用户画面的处理和显示、应用逻辑的处理，通过网络与服务器交互；服务器负责向客户机提供数据服务，实现事务逻辑和数据管理，有时也完成有限的应用逻辑。客户款佟稷激务器软停霹狱教在一螽诗簿税上，毽多数请猛下蔽谯蠲络中静不弼计辫机上。客户软件一般在客户端运行，服务器软件一般程服务器上邋行。服务器上～般爱装蠢ＤＢ磁Ｓ、邋傣软伴釉嬲鹣服务软传，数据库中黪稃镰过程懿黻务器端实瑷豢务澎辏耱部分的波籍逻辑，楚斑闵软件的缝成部分；客户梳上安装逶傣较佟，ＤＢＭＳ鹣客户端软件和应用软件。华中科技大学硕士学位论文用户１用户Ｎ第一层第二层图５．２两层Ｃ／Ｓ结构图２．三层Ｃ，ｓ结构两层Ｃ／Ｓ结构实现了功能的分布，但还不均衡。两层结构中客户机上都必须安装应用程序和工具，包括它们的公共程序，使客户端过于庞大、负载太重，从而影响效率。为减轻客户端的负担，引入了三层ｃ／ｓ结构；客户机、应用服务器、数据库服务器，如图５．３所示。应用服务器承担从专用服务器中划分出的一部分工作和执行从客户端划分出的一部分应用程序。用户ｌ用户Ｎ第二层第三层第一层图５．３三层Ｃ，Ｓ结构图三层结构的功能层次如下：·表示层：负责显示和与用户交互。（由客户机实现）·功能层：实现应用逻辑。（由应用服务器实现）·数据层：负责数据管理。３．多层Ｃ／Ｓ结构多层Ｃ／Ｓ结构通过引入中间层组件，扩大了两层Ｃ／Ｓ结构。三层结构是多层结构的特例。多层结构可由以下三类分层来定义：·前端的客户层：负责提供可以移植的表达逻辑。５８（由ＤＢ服务器实现）华中科技大学硕士学位论文·中间的应用层：实现各类业务逻辑。·后端的数据管理与服务层：提供对专门服务的访问。多层Ｃ／Ｓ结构一般又称为浏览器阴Ｒ务器结构（Ｂｒｏ粥ｅｒ／Ｓｅｒｖｅｒ，简记为Ｂ，Ｓ），正变得越来越重要，这是因为企业业务环境的变化速度正逐渐加快，而新技术不断出现在市场上，企业应用的开发必须能够迅速地响应他们身边的快速变化。通过将应用逻辑集中到中间层，开发者可以迅速更新业务逻辑，而无需将应用递交到成千上万的桌面系统上。５．１．３．３ＯＤＢＣ中间件技术中间件是ｃ愿结构的关键部分之一。它保证客户机和服务器之闯的多种功能，如请求和数据格式一致性、访问优化、分布式服务器管理等。使用中间件以后，应用开发者不需关心特定环境的低层细节，通过中间件等访问数据库，有关代码不依两赖于某一具ｔ体数据库及该数据库所在的平台，从而可将更多的精力集中在功能的设计，所得到的应ｔ用程序也易于移植和升级。０ＤＢＣ技术就是优秀的中间件技术之一。１．基本概念传统的数据库编程方式是“主语言＋ＤＭＬＪ，。虽然ＡＮｓＩ和ＩＳｏ定义了关系数据库奇询语言标准ｓＱＬ（ｓＱＬ包含了ＤＩ）Ｌ和ＤＭＬ），但在０ＤＢｃ技术出现以前，一个特定的前端应用却不能访问不同数据库服务器上的数据。而与此同时，砌）ＢＭｓ产品却迅猛增加，因此有必要建立一个公共的、与数据库无关的应用程序设计接口（ＡｐｐｈｃａｔｉｏｎＰｒｏｇ曙ｍｍｉｎｇＩｎｔｅ嘞ｃｅ，简记为ＡＰＩ）。所谓ＡＰＩ就是为开发者提供单一的编程接口，这样同一应用程序可以访问不同的数据库服务器，如图５４所示。最先推出的公共ＡＰＩ是微软公司的ｏＤＢｃ产品。它以Ｃ＿，ｓ结构为设计基础。ＯＤＩ粥技术使得应用程序与ＤＢＭｓ之间在逻辑上可以分离，使应用程序具有数据无关性。和嵌入式ｓＱＬ相比，０ＤＢＣ一个最显著的优点是用它生成的应用程序与数据库或数据库引擎无关。华中科技大学硕士学位论文图５—４采用ＡＰＩ的应用编程２．体系结构ＯＤＢＣ是一个分层体系结构，如图５．５所示。ｏＤＢＣ数据库应用程序驱动程序管理器ＦＯ）（ＰｒＯＳＱＬＳｅｒｖ日驱动程序驱动程序ＩＳｙｂ∞ｅ驱动程序ｌＳｙｂ∞ｅＯｒ∞ｌｅＤＢ２驱动程序ｌＯｒ∞ｌｅ驱动程序ＩＤＢ２ＦｏｘＰｒｏＳＱＬＳｅｒｖ＂数据源ｌ数据源数据源数据源数据源图５．５ＯＤＢＣ的分层体系结构钆应用程序。调用０ＤＢｃ函数，递交ｓＱＬ语句给ＤＢＭｓ，检索出结果，并进行处理。应用层采用ｖｉｓｌＪａｌＢａｓｉｃ、ｃ＋＋等语言编程，提供用户画面（ＧＵＩ）和事务逻辑。应用程序利用ＯＤＢｃ接口中的ＯＤＢＣ功能与数据库进行操作。ｂ．驱动程序管理器。它是一个动态链接库（ＤＬＬ），用于连接各种ＤＢｓ的ＤＢＭｓ驱动程序（如ｏｍｃｌｅ、ＦｏＸｐ献ｓｙｂａ∞等驱动程序）、管理应用程序和ＤＢＭｓ驱动程序之间的交互作用。ｃ．驱动程序。应用程序不能直接存取数据库，其各种操作请求要通过ｏＤＢＣ的驱动程序管理器提交给ＤＢＭｓ驱动程序，通过驱动程序实现对数据源的各种操作，数据库的６０华中科技大学硕士学位论文操作结果也通过驱动程序返回给应用程序。应用程序通过调用驱动程序所支持的函数来操纵数据库。驱动程序也是一个动态链接库。ｏＤＢｃ规范定义的驱动程序分单层驱动程序和多层驱动程序两种，但从应用程序角度来讲，所使用的０ＤＢｃ都是一样的。ｄ．数据源（ＤａｔａｓｏｕｒｃｅＮ锄ｅ，简记为ＤｓＮ）。ＤｓＮ是驱动程序与ＤＢｓ连接的桥梁。在连接中，用数据源名代表用户名、服务器名、所连接的数据库名等，可将数据源名看成是与一个具体数据库建立的连接。３．符合性级别ＯＤＢＣ使人们能够访问任何数据源而不必修改应用程序，但在实际应用中存在着一些问题。比如，由于ＤＢＭＳ厂商提供的ＳＱＬ不同，有的ＳＱＬ功能在某厂商的ＤＢＭＳ上没有实现，则０ＤＢＣ就不可能为应用程序完成这一功能。鉴于此，０ＤＢｃ定义了符合性级别（Ｃ０ｎｆｏ肋蚰ｃｅＬｅｖｅｌｓ）：定义一个具体的ＯＤＢｃ驱动程序支持哪些函数和ｓＱＬ语句。ＯＤＢＣ定义了两套符合性级别，一套是关于函数调用的ＡＰＩ符合性，另一套是关于所有支持ｓＱＬ的ｓＱＬ符合性。每一种符合性有三个级别。在具体编程时，开发者应清楚所采用的ＳＱＬ符合性级别的具体情况。５＋１．４可视化开发工具Ｃ＋＋ＢｕｉｌｄｅｒＢｏｒｂｄｃＣ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ是Ｂｏｄ姐ｄ公司（现为ｈｌｐｒｉ∞公司）新一代面向对象、可视化的快速应用程序开发环境（ＲＡＤ：Ｒ矗ｐｉｄＡｐｐｈｃ靠ｏｎ酬ｏｐｍ朗ｔ）。它工作在Ｗｍｄｏ琊９５／９８、ｗｉｎｄ∞临ＮＴ或Ｍｎｄｏｍ２０００操作系统上。使用Ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ可以开发通用的或基于客户、服务器模式的３２位ｗｉｎｄｏ懈应用程序。Ｂｏｒｌ锄ｄｃｃ＋＋Ｂｌｌｉｌｄｅｒ是传统ｃ＋＋开发工具的自然发展，它是第三代ｃ＋＋应用程序集成开发环境。Ｂｏｒｌ锄ｄｃＣ＋＋Ｂｌｌｉｌｄｅｒ集成开发环境的特点有：·真正面向程序设计全过程的可视化程序开发环境，改变以程序开发的编程方式，开发人员通过非常少的手工编程，即可实现和完成复杂的功能。·采用符合ＡＮｓＩ标准的Ｃ＋＋编译器。·集成开发环境中，内置了功能强大的软件开发工具软件，如对象浏览器、表单编辑器、构件调色板，工程项目管理器、对象存储器等。·集成开发环境通过工程项目管理器对应用程序开发过程中的各个方面进行组织和华中科技大学硕士学位论文管理。·通过集成开发环境中的对象存储器，最大限度地实现应用程序开发过程中不同层次的重用。·集成开发环境内置１３０多个各种功能构件，帮助用户进行应用程序的开发。·集成开发环境提供数据库支持，帮助用户开发一般的或我客户／服务器模式的数据库应用程序。·在集成开发环境中通过ｗ曲Ｂｒｏｋｅｒ、ｗ曲Ｄｉｓｐａｔｃｈｅｒ、ＷｊｂＢ淞ｅ等２５个ｍｔｅＩＩ缸构件来帮助用户开发ｈ咖ｅｔ应用程序。５．２系统开发和运行平台电力企业的信息化管理分为三个层次：电厂管理信息系统ＭＩＳ（Ｍ鲫ａ留ｅｍｅｍＩｎｆｏｎｎａｌｉｏｎｓｙｓｔｅｍ），面向上层的行政和经营管理者；厂级监控信息系统ＳＩｓ（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙｓｖｓｏｅｍ），Ｉｒ面肌鲥ｏｎＳｙＳｔ锄），面向生产管理层；分散控制系统ＤＣｓ（Ｄｉｓ丽ｂｕ女ｅｄＣ０ｎ们ｌ面向运行操作者。ｓＩｓ是互联Ｄｃｓ和ＭＩＳ的中间环节，通过对火电厂生产过程数据的实时监测和分析，实现对全厂生产过程的优化控制和负荷经济分配，可以作为热电联产时供热机组在线监测系统的开发和运行平台嘲【７】【８】（９】【１１】【１２１４５】【砷】。（１）ＳＩＳ与ＤＣＳ、Ｍ【Ｓ的关系ｓＩｓ建立在ＤＣｓ基础之上，需要从机组Ｄｃｓ、辅助控制系统及其他数据源中集成实时和历史过程信息，进行分析和管理，是ＤＣＳ的上一级自动化管理系统。ＳＩＳ主要为全厂综合优化服务，Ｄｃｓ是为机组（车间）级自动化服务。实时性和可靠性要求很强，强调不间断运行。Ｄｃｓ的主要定位是机组（车间）过程控制，以运行准确性、稳定性和安全性为首要目标。ＳＩｓ作为全厂实时监控和生产指挥调度中心，以整个电厂为监控对象，强调的是运行的质量和效率，以经济性为其首要目标，为生产管理人员的分析和决策提供支持。ＭＩｓ属于企业管理现代化范畴，主要服务对象是经营、财务管理以及办公自动化等领域，实时性和安全可靠性要求相对较低。在ｓＩｓ作为一个完整的系统为业内共识之前，其一些独立的应用模块往往真接在ＤＣＳ中进行开发和运行。另外在ＭＩＳ中，实现部分ＳＩＳ功能，也是以往的另一种主要模华中科技大学硕士学位论文式。不过，ｓＩｓ与Ｄｃｓ系统、ＭＩｓ系统相对独立，采用独立的硬件和软件平台，是目前认为较理想的方案。（２）ＳＩＳ的网络结构国内很多ＳＩＳ采用Ｃ／Ｓ结构的访问结构。ｓＩｓ总体上包括三大部分：实时数据库采集前端、实时／历史数据库以及建立在数据库系统上的功能应用，如图５．６所示。采集前端通过独立的接口负责从现场控制系统采集实时数据，并发送到实时／历史数据库。实时／历史数据库是ｓＩｓ的核心，用来保存生产过程的数据。ｓＩｓ的灵魂在于其上层的功能应用，它提供了实时数据监视、性能计算、设备状态检测及故障诊断等功能模块。ＤｃｓＮｃ８化水景抗糕遣熏统图５．６ＳＩＳ的一般网络架构（３）ｓＩＳ与控制系统和ＭＩｓ的通信如图５．６所示，ｓＩＳ采用分布式数据采集解方案，通过接口机采用现场（Ｄｃｓ、ＮＣｓ）的实时数据，并将它们传送到实时，历史数据库中。接口机作为数据库与控制系统之间的桥梁，具有十分重要作用。为防止服务器故障时数据丢失，接口机具有数据缓存功能。服务器故障时，控制系统采集的实时数据被保存在数据缓存中。接口软件检测到服务器恢复时，再将缓存中的数据传输到服务器中。（４）ＳＩＳ与ＭＩＳ的通信最简单的应用是采用防火墙略，将ＳＩＳ的应用层网络通过防火墙连接到ＭＩＳ骨干网上，在防火墙上设置各种安全策略限制ＳＩＳ和ＭＩＳ之间的数据交流。其优点是：一方面６３华中科技大学硕士学位论文较好地满足了ＳＩＳ应用层按全性和可靠性的优点；另…方面也方便ｓＩｓ的各种应用软件从ＭＩｓ网上获取数据，同时也可以满足ＭＩｓ网上用户访问实时数据的需要。５．３在线监测系统设计方案６５Ｍｗ凝汽供热两用机组，装有ｓＩｓ系统，该系统监测范围全面、测量精度高。本论文充分利用现有的硬件与软件资源，进一步提高机组运行的经济性，加强运行考核，提出在现有系统基础上，实现机组主要技术经济指标的在线处理，以及小指标的在线考核，为运行人员提供科学指导，即供热机组运行管理的软件实现凹【１０１【１１】ｆ１２】【１３】【１４ｌ跚【３９Ｊ㈣。５．３．１系统结构供热机组运行管理系统主要由ＳＩＳ数据通讯系统、性能参数在线分析系统、客户端查询系统、ＬＥＤ大屏幕系统和人工参数维护系统组成。通讯系统负责采集ｓＩｓ系统的实时数据并保存系统数据；性能参数在线分析系统在服务器端实现所有指标的在线分析和数据保存，客户端查询系统实现管理人员对机组性能参数分析的实时监视；ＬＥＤ大屏幕系统实现集控室电气技术人员对机组性能参数的实时监视：人工参数维护系统实现了参数的人工维护，确保了系统分析的准确。具体结构图如下图５．７。图５．７系统结构图华中科技大学硕士学位论文５．３．２系统功能及特点（１）充分利用了现有系统的软件与硬件资源，所有计算所需的数据来自于Ｍｆｓ的数据库，并将计算结果返回到ＳＱＬ．ｓｅｒｖｅｒ的数据库中，进行统一管理。（２）实现了锅炉效率的在线测定。本项目采用反平衡法计算锅炉效率。（３）采用两种分摊方法，对供热工况时的煤耗进行了分摊，计算绲到了供热况时的各项性能指标。特别是采用了已获热经济学方法，进行供热工况指标的计算，理论方法先进，结果合理。（４）具有友好的人机画面，既有数据表格，又有趋势曲线以及对比棒图，运行人员可以方便地实现画面的切换。（５）该系统与日常运行小指标考核相结合，进一步增加了考核的科学性与合理性。（６）对每一班运行质量情况进行汇总，使运行人员做到心中有数。汇总参数包括：本班平均负荷、总发电量、总供电量、总供热量、平均供电煤耗率、平均发电煤耗率、平均厂用电率、平均热耗率、平均锅炉效率等。（７）结合电厂实际考核情况，每次换班时，对每一班运行小指标进行汇总，可以用来考核运行质量。汇总参数包括：本班平均负荷、总发电量、总供电量、总供热量、平均供电煤耗率、平均发电煤耗率、平均厂用电率、平均热耗率、平均锅炉效率、负荷不合格点数、主汽温度不合格点数等。５．３．３关键技术解决目前，我国火力发电厂的自动化水平得到了较大提高，大部分机组都装有先进的ＭＩｓ系统，监测参数也越来越全面，但现有的＾Ⅱｓ系统基本上仍停留在对一次参数的监测与报警，尚有大量功能没有挖掘出来，造成硬件资源的浪费。因此如何进一步对参数之间的关系进行分析，从而完成二次参数与性能指标计算分析、可以在增加很少投资的条件下，对指导机组运行、提高机组的经济性具有重要作用。进行机组性能参数在线处理的困难表现在以下几个方面：·实时数据不精确，或测量仪表损坏，造成计算与分析无法进行。华中科技大学硕士学位论文·对计算速度要求较高。·锅炉效率不易测定，特别是入炉煤质的测量比较困难。·低压缸排汽焓不能直接根据排汽温度与压力计算。‘对于供热机组，尚存在热、电成本分推问题，特别是供热抽汽量，不易直接测定。本项目组经过长期研究，综合分析了国内外大量资料与文献，基本解决了上述问题，本项目的技术路线如下：（１）现场数据通过采集系统，进行二程换算、数据滤波等初步处理，然后存入ｓＱＬ－ｓｅｒｖｅｒ数据库。在线处理系统每一分钟从ｓＱＬ．ｓｅｒｖ盯数据库中读取所需数据。（２）数据真伪判别：采用机组性能仿真模型，根据当前负荷，计算出各点处的压力、温度、流量特性参数的理论值，作为进行测量数据真实性判别的依据。若两者相差较大，表明数据不正确，以模拟值代替实测值，保证系统的正常运行。（３）进行水与水蒸汽热力参数的计算。由于从现场测量的一次参数大部分是温度和压力，而进行性能计算与热平衡计算，需要用到焓、熵、比容等参数，故我们编制了水与水蒸汽热力参数计算软件，用于根据水与水蒸汽的温度、压力计算其它参数。（４）进行热平衡计算。利用热力系统的矩阵分析法，进行热平衡计算，得到汽轮机各段抽汽量。（５）进行汽轮机循环性能指标及二次参数的计算。在熟平衡计算结果的基础上，可以计算出再热蒸汽流量，进而进行热耗率的计算。此外，还进行汽轮机各缸相对内效率，回热器端差、凝汽器端差等性能参数的计算。在进行低压缸效率计算时，由于低压缸排汽处于湿蒸汽区，压力与温度并不相对独立，不能直接得到排汽焓量，为此，我们采用功率平衡法，通过迭代方法，得到低压缸排汽焓与低压缸效率。（６）用反平衡方法计算锅炉效率及各项损失。其中煤的发热量是通过对煤的灰与水份进行拟合计算的。（７）利用已经确定的锅炉、汽轮机性能参数计算机组的总体性能参数，如发电煤耗率，供电煤耗率、厂用电率等。（８）分别采用热经济学分析模块与“热量法”分析模块，计算发电方面与供热方面的性能参数。华中科技大学硕士学位论文（９）对实时结果，进行求和、加权平均等处理，即可得到对应于小时、班、Ｆｌ的数值。（１０）将计算结果送回实时数据库ＳＱＬ—Ｓｅｎ，ｅｒ中，进而将结果显示在运行人员监视屏幕上。采取以上技术路线，可以保证程序连继可靠地运行。５．４在线监测系统实现５．４．１模块说明运行管理系统功能复杂，处理数据量大，计算部份采用ｃ语言编程，画面显示与报表制作，采用ｃ＋＋Ｂｌｌｉｌｄ盯编制。现将系统计算各模块说明：（１）水与水蒸汽参数计算模块可以进行任何水与过热蒸汽的参数计算，在温度、压力、焓、熵、比容五个参数中，只要己知其中任意两个参数，就可以计算出其它参数，同时还具有根据温度计算其饱和压力以及根据压力计算其饱和温度的功能。（２）热平衡计算模块通过调用水蒸汽参数计算模块，得到各加热器加热侧与被加热侧的进、出口焓，同时考虑轴封漏汽等辅助蒸汽，针对本机组热力系统，明确各级加热器类型及系统的拓扑结构，得到各段抽汽量。（３）机组总体性能指标计算模块计算机组热耗率以及分别采用热经济学分析模块与“热量法”分析模块，计算发电方面与供热方面的性能参数等。（４）锅炉性能指标计算模块根据燃煤的水分与灰份，利用拟合公式计算共发热量，并在此基础上，计算出排烟热损失ｇ：，化学未完全燃烧热损失ｇ，、机械未完全燃烧损失ｇ。、散热损失ｇ，、其它损失ｇ。，最终利用反平衡法，计算出锅炉的热效率。（５）汽机循环性能指标计算模块６７华申科技大学硕士学位论文稚聪热平衡模块的计算结巢，计算出中压缸排汽羹、低压缸排汽量，在腿基础上计算出计算汽轮机高压缸、中胫缸和低压缸相对内效率以及回热器和凝汽器端藏。（６）燃料分析模块计算煤的流慧和低位发热薰。（７）运行质嫩考核模块计算各班在八小时内的运舒性能参数，以及鑫项需要考核的小攒标，并飘按不同的擅分别存放入数据庠。（８）系娩主控模块完成各软｛牛模块之间的协调、管理、时钟计算。（９）客户端整询模块实现客户端的运行性徽参数及小指标的实时凌询。逻辏漉程如下图５培。圈５罐系绫逻辑流程５－４．２灏简简介本软件分为服务器端和客户端程序，每程序均有电子表格，性能棒图以及趋势曲线华中科技大学磺士学位论文图组成，戳下简介萁审一些画匿。（１）【性能参数】画面简介图Ｓ。９性能参数画面嚣５尊溅貔参数瘸覆毙本款彳牛鬟示壤缀性戆参数数馕垂嚣，逶过本虱嚣爵以鬻剿枫缀运行髋髓数掭。遥过本酒瑟疆鼹示按锩帮越避行褶荚攥佟，焘壶防止鼗蠲接键，可以使程序暂时停止对现场的蟪控，当点啬【停止监斓后，此按钮显示【重启髓翻，然艏可蔽熹蠢ｆ藤赢簸撼，诧按锻萋耨爨到滓建滚控撮暴。患毒【嚣入痒文粥霹潋羲到当蘸戆数据库文件，然后通避［导窭库交能可缓藏寻入翁文件襻灭翻露定义麴霞鬟，疆蛰戳嚣查看。点击【报波打印】即可以首先对报表预览，然后进行打印。返回到主确面。点击【返醋主礴甏１帮萄淤返强劐主蕊落。瓣表格率所煮参数豹褰谗可以遵避废耀【按名狡囊拽】，游行籀关参数躺查询。点裔隧出】按锰黔逐出本稷痔，穗蔬终建了耧侉翡运行。（注：客户端软件中凭【母入文｛牛】、【退出】、（导出麾文ｌ牛】和【停止般控】功能。）（２）ｆ热力试验】谶蓓篱奔图５．１０【热力试验】画面为本软件显示热力试验数据画面，通过本画面可以看到机组在当前运行状况下的热力试验数据，设计值与当前值的并距，本画面实现了即时的热力华中科技大学硕士学位论文试验。因为试验数据较多，因此对所有数据的浏览可以通过滚动栏按钮进行查找。图５．１０热力实验画面（３）【总体趋势图】画面简介图５．１１总体趋势图华中科技大学硕士学位论文图５－１１［总体趋势图】画面为软件显示机组在一定时间内总体运行参数趋势，以及通过热量法和热经济学方法对热和电进行的分摊结果在一定时问内的趋势显示。（４）［本值运行记录］画面简介图５．１２本值运行记录画面图５－１２【本值运行记录】画面为本软件显示本身本值自换班后运行总数据画面，通过本画面可以看§ｑ机组在本值内的发电量等参数。对所有数据的浏览可以进过滚动栏按钮进行查找。华中科技大学硕士学位论文（５）［历史运行记录】画面简介图５．１３历史运行记录画面见图ｓ－１３，【历史运行记录】画面为本软件显示近一月内每１０分钟运行数据画面，通过本画面可以检索机组在某一时间段内的主要锅炉、汽轮机运行参数。对时间的选择，可以通过屏幕上的下拉式日期选择框进行选择。对所有数据的浏览可以通过滚动栏按钮进行查找。华中科技大学硕士学位论文（６）【四值竞赛同报】画面简介图５．１４四值竞赛日报画面图５一１４［四值竞赛日报】画面为本软件显示近一年内每一天各值运行小指标竞赛画面，通过本画面可以检索机组在某一年内某一天的四值锅炉、汽轮机运行小指标及主要参数。对时间的选择，可以通过屏幕上的下拉式日期选择框进行选择。对所有数据的浏览可以通过滚动栏进行查找。华中科技大学硕士学位论文（７）［四值竞赛月报】画丽简介图５．１５四值竞赛月报图５－１５ｆ四值竞赛月报】画面为本软件显示近一年内每一月各值运行小指标竞赛画面，通过本画面可以检索机组在某一年某一月的四值锅炉、汽轮机运行小指标及主要参数。对时间的选择，可以通过屏幕上的下拉式日期选择框进行选择。７４华中料技大学硕士学位论文（８）【主要糖援肇搦疆糕麓赍图５－１６主要辅机单耗画面图５－１６【主装辅梳单耗ｌ蘅瑟为本软侔箍示近一年内簿一天箨谴运行辖梳荦耗画谣，遥过本蕊嚣可以检索枫组在菜一年痰菜一天缒靼凭辘枧单耗指标及厂援电量、厂用媳率等参数。对时间的选择，可以通过屏幕上的下拉式日期选择框进行选择。对所有数据的测览可戳通过滚动栏按锰避行查我（注：闲为现场数据问题，数据都为Ｏ）。华中科技大学硕士学位论文６结论随着自动化水平的提高，我国电力机组均将装设计算机进行监测、控制和管理，主要实现数据采集与处理。屏幕显示，制表打印及事故追忆，性能计算，自动控制，运行管理。而通过本软件，能实时监督机组各关键运行参数，并进而对运行人员管理和考核，所得到的结果很切近实际。本论文以６５Ｍｗ供热机组为研究对象，结合电厂的实际需求，全面分析了机组的热经济指标，深入研究了运行性能参数，进一步构建准确的数学模型，同时结合电厂的主要辅机及运行小指标对运行人员进行管理考核，在实现方式上利用电厂的Ｍ【Ｓ系统开发了基于客户端／服务器端的在线性能监测与考核系统软件。（１）全面分析了供热机组热经济指标及其数学模型基于汽轮机组的热平衡，编制了适用于机组性能指标实时分析的计算机软件，可以在电厂数据库里调用数据，自动计算出机组回热器各段抽汽量，回热器端差、汽轮机各缸相对内效率，机组发电煤耗，锅炉的效率，锅炉的各项损失等并把一定时间间隔的某些关键参数储存在数据库的历史库，可以作出某些性能标标的趋势图。并采用ｃ＋＋Ｂｕｉｌｄｅｒ编制了友好的入机画面，最终提供成了机组性能指标数据电子表格。（２）对机组的热电成本分摊进行了研究供热机组将燃料的化学能最终转换成对外供应的电能和热能。其中供热汽流和耗热量属于热电联产，需在电、热两产品之问进行分配，也即热电联产的供热汽流的热经济效益，在电、热两种能量产品间进行分配。对热电厂总热耗量分配的要求是：既要反映热电两种产品品位的不同，又要正确反映热电联产过程的技术程度，且计算简便，能促进热化事业发展，为国家节约能源。国内外学者对热电厂总热耗量Ｑ。的分配，进行了许多研究，提出了各种不同的分配方案，各有其合理性和局限性。两种不同的观点一能量的数量利用和能量的质量利用，导致了评价的两种不同方法：以热力学第一定律为基础的热量法（热效率法）和以热力学第二定律为基础的做功能力法，目前，我国普遍采用的是“热量法”，将热电联产带来华中科技大学硕士学位论文的好处过多地归于“电”。而本文采用热经济学法，对热电成本进行合理的分摊，并与“热量法”进行对比。（３）结合现场的实际需要，开发了在线的电厂小指标考核对于习惯于用小指标考核的电厂来说，所有考核的小指标按值存放入数据库，保证了数据的准确性和完整性，可使考核结果更客观真实。（４）在ｈ缸ｓ系统中开发了基于客户端服务器端的在线性能监测与考核系统软件以往开发的软件往往是只能在单台计算机上运行，用户的使用受到了很大的限制，但随着网络和计算机的发展，越来越多的计算机可通过联网实现数据与资源的共享。本软件利用现有的ＭＩｓ系统，把计算结果和熏要的参数存入数据库，全厂人员只要是联网的计算机都可以实时浏览考核的情况及运行的状况。对提高运行质量和加强对运行人员的管理具有重要的指导作用。本文实现了主要性能参数的实时分析，今后应进一步将全厂备台机组的实时数据加以储存与管理，建立全厂的监控信息系统ｓＩｓ（ｓｕｐｅｎ，ｉｓｏｒｙｈ渝册硝０ｎＳｙｓ衄ｎ），对各台机组的性能指标与运行状态进行实进监测，为实现预知性维修奠定基础，同时也为机组的实时报价系统提供技术支持。７７华中科技大学硕士学位论文致谢感谢黄素逸教授的悉心指导！本论文是在导师的悉心指导、热情鼓励和大力支持下完成的导师渊博的知识、严谨的治学态度、求真务实的工作作风、诲人不倦的精神和精心培育人才的风范，使我受益匪浅，值得我终生学习。在学习研究期间，导师言传身教，对本人在学习上和生活上都给予了无微不至的关怀。导师的教诲是耐心细致的，大到开题定方向，小到论文用词，他们都亲自过问、反复推敲，充分展现了科研工作者严谨的治学态度和精湛的学术造诣。感谢多次对论文做出过重要指导的王安民教授！王老师治学严谨，学识渊博，在计算机领域有高深的造诣和丰富的经验。他那严谨的学术态度和忘我的工作精神，永远值得我们学习。感谢王晓墨副教授、龙妍讲师，在课题的研究过程中，他们都给予了我许多无私的关心和帮助。几位老师勤奋扎实的工作态度、细致的工作作风和热心助人的精神深深感染了我。感谢教研室的全体同志对我论文工作的大力帮助和大力支持！最后，感谢所有曾给予作者关心、帮助和支持的人们！华中科技大学硕士学位论文参考文献黄素逸．能源科学导论．北京：中国电力出版社．１９９９黄素逸．Ｉ毙源与节能技术．北京：中国电力出版社，２００４周庆凡．世界能源及其分布状况．中国能源。２００１范维唐．强化节能－可持续发展的必然要求．节能，２００１张建等．我国大型火电机组的煤耗现状与节能潜力．热力发电，１９９５第２期黄梯云主编＋管理信息系统（修订版）．北京：高等教育出版社，２０００黎连业，李淑春．管理信息系统设计与实施．北京：清华大学出版社，１９９８章少强主编．电力企业管理信息系统．北京：中国电力出版社．１９９８许继刚，郑慧莉．电厂管理控制一体化信息系统的发展，电力系统自动化，２００１（７）韩璞等．火电厂计算机监控与临测．北京，中国水利水电出版礼２００５侯子良．再论火电厂厂级监控信息系统．电力系统自动化，２００２（１５）周原冰，潘亚利．发电厂厂级监控信息系统的发展与应用．山东电力技术，２００３（４）盛小红等．电站锅炉在线监测与指导系统．动力工程，１９９５，１５（４）：ｌｏ－１５叫网嘲吲网嘲忉嘲研∞Ⅲ邮畔蒋东翔，倪维斗等．电站热力系统远程在线监测与诊断网络系统，清华大学学报（自然科学报版），２０００’４０（２）［１５】马芳礼．电厂热力系统节能分析原理．电厂蒸汽循环的函数与方程．北京：水利电力出版社，１９９２【１６】【１７］陈国平，钟史明．火电机组热力参数优化的新方法－矩阵法．热力发电，１９８９（２）闰顺林等．火电机组热力系统汽水分布通用矩阵方程．中国电机工程学报，２０００，２０（８）：６９－７３【１８】［１９］【２０］王培红．热能转换过程中水和水蒸汽性质计算模型．汽轮机技术，１９９３，３５（３）张春法等，再热机组热经济性线性化方程．中国电力，１９９４，１４（８）：４９—５１张春发，郭民臣．电厂热力系统分析中的两个重要参量．工程热物力学报，１９９３，１４（４）：３６５—３６７７９华中科技大学硕士学位论文［２１】张］！伟，吕玮华，叶春，余岳峰．一种组态方式的火电机组热力系统变工况计算软件，东方自动化，２００３（７）田张卫伟，张薇，吕继奎．珠江电厂３００Ｍｗ机组性能计算软件．设计思想、软件结构和计算结果．东方自动化，２００３（７）瞄吕崇德，任挺进，姜学智，程芳真．大型火电机组系统仿真与建模．北京，清华大学出版社．２００２郭民臣等．电厂热力系统矩阵分析法的改进．热能动力工程，１９９７．３林万超．火电厂热系统定量分析．西安：西安交通大学出版社，１９８７郑体宽．热力发电厂．北京：水力电力出版社，１９９５倪维斗，徐向东等．热动力系统建模与拱尉的若干问题．北京：科学出版社，１９９６陈鸿伟，李宇等．火电机组可控参数变化与煤耗的关系．热力发电，２００２（４）．２９．３３罗天祥，鲍栋文译．锅炉机组性能试验规程，ＡｓⅫ巳ＰＴｃ４．１，１９９３范从振．锅炉原理．北京：水利电力出版社，１９８６章臣樾．锅炉动态特性及其数学模型．北京：水力电力出版社，１９８７毕政益．火电机组运行优化在线管理系统状况．热力发电工学２０００（２）杨勇平．火电机组运行优化在线管理系统状况．热力发电２０００（２）阱瞄四郾眇即阻∞郾瞰杨勇平，王加旋，郭民臣，刘文毅等．供热机组能耗分析与主要技术经济指标在线处理系统．现化电力，１９９９．０３杨勇平，王加璇．汽轮机性能评价的新准则－佣效率．汽轮机技术，１９９５（３）瞰瞰杨勇平，刘彤，郭民臣，刘文毅．关于火电机组性能评价指标的探讨．北京：中国电机工程学报．２０００．０２王加璇．热工基础及热力设备．北京：水利电力出版社，１９８８等效热降理论的扩展研究．热力发电，１９９８年第五期陈海平等．火电厂热力系统济运行在线监测系统．动力工程，１９９９，１９（２）即郾ｐ∽Ⅲ盛德仁等．运行工况下汽轮机组主要参数应达到值的数值分析．热力发电，２００，７７（３）：２８－３１翦天聪．汽轮机最优经济运行．北京：水利电力出版社，１９８９８０华中科技大学硕士学位论文郭差双．２∞Ⅺｗ燃缀热力系绞萤能分辑，衣ｌ￡电力接寒，１９９８年第酒絮辫ｍ李维特，黄保海．汽轮机变工况热力计算，北京：中国电力比版社，２００１朱扬勇，凌力，客户慨务器数据库应用开发。上海：复旦大学出版社，１９９７绘洼磐．琨枝数据疼系统教稳。Ｉ￡衷：ｊ￡衷零鎏毫予出叛馥，２∞２施伯乐，丁宝康，汪卫．数据库系统教程（和２版）．北京：高等教育出版社，２００３龙敏贤，殳０铁军．能源静理工糕．北京：华南理工大学出版社，２０００骆镩浃，差勤憋，方梦襻，岑霹法．１ｌ滚：往学工烫蹬叛社，２∞４顾念祖，刘雅琴．能源经济与镣理．北京：中国电力出版社，１９９９凳德眷，蹩继武．能源缎济学．哈尔演：哈尔滨工业大学出版社．１９９３赵寇舂，钱立稔。翘分辑及其藏趸．嚣家：舞等教育窭鞭社，１９弘杨东华．火慝分析和能级分析．北京：科学出版社．１９８６ＧＢ，ｒ１４９０９－９４．能量利用中的姗分析方法技术导则＋北京：中国标准出版社，１９９４（荧≯。萎．艾享。艉量系绞靛髑分耩方法．１基裘：极壤Ｚ监爨叛衽，１９８４汤学忠．热能转换与利用．北京：治金工业出版社，２００４朱扬勇，凌力．客户朋臣务器数据库廒用开发．上海：复旦犬学出版社，１９９７瞵郴∽黔釜：隧望渺曼陋酗Ｚ妇ｇ毯糖蠡础．ＡＳｙ赡ｍ蚤ｗＣｏａｌ一姗ｅｄＳ渤ｍ一‰Ｄ主或滟麟鞠麓８砸ｘ翻翻纛鼹蹬蛙持ｗ酗ｌｅ强涮Ｐｏ黼Ｐｌａｎｔａｎｄ沁Ｇ麟ｅｒａｌＣｃ惜蚋ｌｃｔｉｏｎＲｅ必蛐．１９９９Ｊ硝ｍＰｏｗｅｒ＆瓣ｅｒａｌｉｏｎＣ删叠撇∞ｃｅ，１９９９（２）【５８】Ｄｏｕ孚ａｓＳｍ浊。删耄。嫩培魍通妒ｏｓｔｉｃ罐豫Ｉｍｅ垃翻∞ｅｐｌａｎｔ毪ｓｓｅｔｍ粕雒蹿ｎ髓￡．王’ｏ懈Ｅｎ蛳ｅｒｉｎ岛１９９２【５麓ｃ｝蜒蹴嚆拱Ａ。ｓ拄鹫疆奴鹣遗喀刚蠢撼琰ａ擎然Ｅｅ旗热撩ｄ越黼魏ｐ雕ｓｙｓ犍嫌ｓ．黝ｗ％１９９０【６０】Ｒ矗ｍ赫跏１ａｌｌＲ，Ｇｅｌ硪ｅ疆）蛾ｅＭ蛐蹭ｅｍｅｎｔｓｙｄｔ镪Ｌ２聪ｅｄ．数缮库茜毽系统（影印叛）．媳京：溃华大学出舨技，∞∞【６１】ＥｈｎａＳｒｉＲＡ，ＮａｖａｍｅＳＢ．Ｆ、ｍｄａｍｅ咄ｄｓｏｆＤ撇Ｉｂ觞ｅＳｙ蚍ｅｍｓ．２ｎｄｅｄ．Ｂ硎ａ戚ｎＣＯｍｍｉｎｇｓ，１９辫【繇】【６３】Ｍ醚洫Ｊ．妇＆够ｌｅｓｏｆＤａ域燃ｅＭａｎａｇｅｍ哑．Ｃ燃坤ｕｌ群ＳｃｉｅｎｃｅＰ燃ｓ，１９７８Ｄａ钯Ｃ．ＪＡｎＩｎｎ”ｄｕｃｔｉｏｎｔｏＤ眦她ｌｓｅｓｙｓ０啪．Ａｄｄｉｓｉｏｎ－Ｗｂｓｌａｇ，２０００８华中科技大学硕士学位论文【６４】ＳｔｅｐｈｅｌｌｓＲ．Ｋ．ＤａｔａｂａｓｅＤｅＳｉ鲫．Ｍｃｇｒａｗ一｝珏ｌｌＣｏｍｐａｌｌｉｅｓ，Ｉｎｃ，２００１［６５］ｖａＩｅｒｏ，Ｍ‘Ａ．Ｌｏｚａｎｏ，Ｊ．Ｌ．Ｂａｒｔｏｌｏｍｅ，０ｎ—ｌｉｎｅｍｏｎｉｔｏ血ｇｏｆＰｏｗｅｒＰｌａｎｔＰｅ墒ｒｎｌａｎｃｅ，ＵｓｉｎｇＥｘｅ唱ｅｔｉｃＣｏｓｔＴｅｃｈｌｌｉｑｕｅｓ，ＡｐｐｌｉｅｓｌｋｒｎｌａｌＥｎｇｍｅｅｒｉｎｇ，ｖｏｉ１６，Ｎｏ１２，１９９６【６６］Ｄａ“ｄＬ｜Ｌｕｂｋｅｍａｌｌ，０ｂｊｅｃｔｅｄ—ＯｒｉｅｎｔｅｄＳｏｆｈｖａｒｅｓｙｓｏ哪ｓｆｏｒＰｏ、ｖｅｒＳｙｓｔｅｍＳ曲ｌｌｌａｔｉｏ工ｌｓ，ＩＥ髓№ｔｉｏｎｓＤｅｖｅｌｏｐｍｅｍｏｆｏｎＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍ，ｖｏｌ１２，Ｎｏ．２，Ｍａｙ１９９７【６７］ＭｉｃｈａｅｌＭｃｃｌｉｍｏｃｋ目ｃｋＭａｎｃ“，ＡＦｏｓｓｉｌＰｏｗｅｒＰ１ａｎｔＰｅｒｆ０肋ａ１１ｃｅＥｘＤｅｎｓｙｓｌｅｍ，ＰｒｏｃｅｄｄｉｎｇｓｏｆｍｅＡｍｅｒｉｃａｎＰｏｗｅｒＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，１９８９［６８】／ｚｈｏｕＫｅｙｉ锄ｄｚｈａｌｌｇｃｈｅｌｌｇｙｕｅ，Ｍ甜１ｅｍ甜ｃａｌＭｏｄｅｌ啦ｇｆｏｒＰｅｒｆｏｎｎａｌｌｃｅＡｎｌｙｓｉｓｏｆＰａｗｅｒＢｏｉｌｅｒｉｎｏｐｅ硎帆ＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｉｎｇＣｏ血ｒｅｎｃｅ，１９舛［６９］Ｈｅａｔ№ｆｈＳｈｉａＨ，ＫｕｒａｇａｓｈａＨＭａｎｄＡｄａｃｌｌｉＴ，０ｎ也ｅＮｕｍｅｒｉｃａＩＡ【１１ｙｓｉｓＭｅｌｈｏｄｏｆＦｌｏｗａｎｄｉｎＣｏｎｅｎｓｏｒＳ，ＰｒｏｃｅｅｄｉＩｌｇｓｏｆ廿ｌｅＳｅｖｅｎｔｌｌＩｎｔｅｍａｔｉｏｎａｌＨｅａｔＴｒａｌｌｓｆｅｒＣｏ础蹦ｊｎｃｅ，、，ｏｌ６，ｌ９８２【７０】ｗＣ．ｎｌｎｌｅｒＩＪＲＮＥＲ：’，Ｅｎｅｆ哥ＭａｌｌａｇｅｍｅｎｔＨａｎｄｂｏｏｋ，’，Ｊｏｌｌｔｌｗｉｌｅｙ＆Ｓ０ｎｓ血ｃ．１９８２【７ｌ】Ｊ．ＷＭｊｔｃｈｅｌｌ：’＇Ｅｎｅｌ翟ｙｅｎｇｉｎｃｅｒｉｎｇ”，ＪｏｌｌＩｌｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｉｎｃ，１９９３【７２】ＧＢｅｃｋｍａｎｎ＆Ｐ．ＶＧｉｌｌｉ：’砥ｒｎｌａｌＥｎｅ理∥Ｓｔｏ瑚螬ｅ，’，Ｓｐｒｉｎｇｅｒ＿Ｖｅｒｌ呵晰ｃｎ，１９８４热电厂供热机组热经济性分析及性能监测系统的研究

作者：

学位授予单位：

陈红英

华中科技大学

1.期刊论文 瓮志广.张洁.Weng Zhi-guang.Zhang Jie 供热机组热经济性的分析 -华北电力技术2007,\"\"(z1)

根据秦皇岛发电有限责任公司一期2台200MW供热机组在凝汽工况和供热工况下一些重要指标的对比,详细分析了热电厂的经济性,并对热电联产的热经济性及优点进行了阐述.

2.学位论文 郭江龙 供热机组热经济性在线监测的理论研究及系统实现 2001

本文首次提出了多重循环理论，并定义了循环耦合系数等系列概念，使得凝汽机组等效热降的分析方法可以直接应用于供热机组的分析。在此基础上，构建了基于上述概念的供热机组热经济性指标及在线分析的数学模型，并以德国ABB公司200MW两次调节抽汽式供热机组为对象，开发了热经济性在线监测系统软件。出于论文工作的需要，本文还提出了排汽焓的熵增计算法、热电成本分摊的假想循环法，并对现有的水蒸汽物性参数数学模型进行了扩充。

3.会议论文 周振起.张炳文.郜宁 200MW供热机组补水系统优化分析 2006

指出200MW供热机组常规设计中补水系统存在的问题,分析了补水系统优化设计的可行性,计算了补水系统优化设计对机组初投资、运行检修费用和热经济性的影响,为同类供热机组热力系统优化设计提供理论依据。

4.学位论文 王骏 供热机组性能计算模型研究 2004

中国的能源政策是:开发与节约并重,将节能放在优先地位.发展热电联产对节约一次能源起着举足轻重的作用,经济效益和社会效益显著.而随着电力市场的逐步扩大和竞争的日益激烈,电厂不仅要维持机组正常稳定运行,还要保持最佳、最稳定和最经济的机组运行状态.该文围绕着供热机组热力系统的热力计算、供热机组和热电厂经济性指标分析、性能在线监测和能损分析等问题展开以下几方面的研究.热力系统热经济性计算是设计热力系统、分析和指导电厂安全经济运行的基本手段.该文详细讨论了热力系统的循环函数法以及循环函数的通用计算式,把整个热力系统循环分解成多个子循环,所有子循环都有通用的计算表达式,为热力系统的局部定量计算、各循环的特性指标计算以及通用软件的开发提供基础.该文讨论了供热机组的特性方程和特性系数,详细分析了变工况计算的基本理论和供热机组变工况的计算步骤,该文还研究了循环函数式和特性方程在供热机组变工况计算中的应用.利用模块化建模思想,基于\"循环函数法\"的热力系统分析和计算原理,该文对热力系统的典型加热单元和辅助汽水循环的形成进行更为全面划分,建立了热力系统模块数据库,实现了热力系统组态功能.基于这种思想设计和开发了热经济性分析通用软件,结合工程实际应用,同时适用于供热机组和火电机组的热力系统热经济性分析,具有较强扩展性,适应于不断发展的、越来越复杂的电厂热力系统的需要.从而为指导机组的经济运行,反映机组热力系统实时热经济性能奠定基础.该文建立了供热机组及热电厂的较为完整的热经济性指标,为供热机组节能定量分析提供基础,对传统节能指标体系分析计算提供了有力的支持.结合热力系统性能在线监测系统的开发和应用,提出了较为完备的适合现场实际应用的热力系统热力性能在线计算的数学模型.同时,提出适用于供热机组的以实时工况为基准的偏差分析模型,和在线能损分析系统的结构与实现方案.

5.期刊论文 石青山.李维.高海学.张士金 提高循环水供热经济性的新方法 -热力发电2001,30(5)

介绍一种提高循环水系统供热经济性的运行方式,其解决了承担循环水供热机组本身循环水量过大而热网需要循环水量小的矛盾.所采用的方法是将凝汽器循环水并联运行改为串联方式.对改造方案及改造后的运行情况、经济效益也进行了阐述.

6.学位论文 黄智 供热机组的局部定量及热电比的理论研究 1996

该文研究了供热机组热力系统局部定量的方法及用热电比评价热电联产经济性的问题.第一章提出了供热机组凝汽化的方法,将供热机组分解为一台凝汽机组和一台抽背式机组,这样对凝汽机组的热力系统进行分析就可以解决供热机组的局部定量问题.第二章采用这种方法对供热机组的热力系统变动的各种问题进行了定量分析和计算.该文第三章提出了基准工况热电化的概念,并分别对单机和全厂的热电比与发电煤耗率在基准工况下的关系作了详细的理论研究,给出了它们之间的函数系统式.第四章提出了用热电比考核热电厂经济性的正确方法,并以户县热电厂运行数据为实例进行了计算验证了该方法的工程可用性.

7.期刊论文 徐大伟.钟文琪 供热机组热经济性分析通用软件的开发 -能源研究与利用2002,\"\"(4)

利用模块化建模思想,基于\"循环函数法\"分析和计算原理,对热力系统典型加热单元和辅助汽水循环形式进行更为全面划分,建立热力系统模块数据库,结合热电联产机组选型的工程实际,开发了界面友好,使用方便,组态灵活,可扩展性强的供热机组热经济性分析通用软件.该软件对热电机组的选型、设计及优化具有较高的工程实用价值.

8.期刊论文 林安飞.陈海平.LIN An-fei.CHEN Hai-ping 基于质量单元的供热机组热力系统分析方法 -东北电力技术2009,30(3)

将供热机组实际热力系统划分为凝汽循环和供热循环,采用质量单元矩阵分析法推导出供热回水汇入典型质量单元内各级加热器的供热循环汽水分布方程,通过实例进行了验证.该方法具有计算简便、结果准确、通用性强的特点.

9.学位论文 杨豫森 供热机组热经济性分析理论研究与应用 2004

该文以供热机组的经济性为研究对象,针对供热机组经济性指标计算、大型双抽非再热供热机组运行工况和热电煤耗成本分摊方法等进行了相关研究.在等效热降法的基础上,结合循环函数法的循环分析理论,通过引入热化新蒸汽量的概念,使得常规抽凝供热机组的纯凝汽循环与供热抽汽循环得以分离,从而得出了相应的供热机组汽轮机的功率方程,并实现了热化发电量与净等效热降计算的统一,最终完成了利用等效热降法对供热机组热化发电率的计算,使得已在凝汽机组中应用成熟的等效热降法可以方便地应用于供热机组,进行经济性分析和计算.根据引进型双抽非再热200MW供热机组的技术特点,在完成非再热200MW供热机组的基准工况和纯凝汽工况、单抽工业抽汽工况、单抽采暖抽汽工况和双抽供热四种变工况计算的基础上,绘制了该机组的运行工况图.通过与国产型再热200MW双抽供热机组的运行工况图进行对比,表明双抽机组工况图的下象限应存在最大新蒸汽量线和等新蒸汽量近似平行直线族.在分析现有供热机组热电煤耗成本分摊方法的基础上,基于我国法定的热电分摊方法—热量法,通过将热电厂厂用电划分成纯供热电耗、纯凝汽发电电耗、需按热量法进行分摊的化学水处理电耗和需按热量法分摊的公用厂用电耗这四部分,从而实现了对厂用电的热电分摊,最终对国家法定\"热量法\"进行了改进和完善,通过实际应用,证明该文的分摊结果更符合现场的实际情况,有较大的实用价值.

10.会议论文 张培基.张一星 从分析某热电厂的热经济性指标看降低供电及供热煤耗的途径

热电联产是可以节能,但这种节能水平是否达到了最佳,管理是否完善,对供热机组实际运行的热经济性进行分析就可一目了然。

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下载时间：2010年8月31日