汽轮机热力特性

汽轮机装置的热力性能用热耗率和热效率表示。汽轮机装置的热耗率为每输出单位机械功所耗的蒸汽热量。热效率是输出机械功与所耗蒸汽热量之比。电站汽轮机装置的热耗率和热效率是按发电机输出单位功计算的，已考虑了发电机效率。为了进行热力性能计算，必须列出各部分的热力系统热平衡方程，因此热力性能计算也称热平衡计算。

以图1中6号加热器为例,每个加热器的热平衡计算方法如下。流入加热器管中的凝结水流量为qm，温度为tW1,焓为HW1。加热后流出时温度为tW2，焓为HW2。流入加热器并在管外流动的抽汽量为qme6，压力为pe6，焓为He6。5号加热器疏水流入6号加热器的流量为5，焓为HS5,6号加热器的疏水流量为6，焓为HS6。相应的热量平衡方程为

qm·(HW2-HW1)=qme6·He6 5·HS5-6·HS6

如果只有抽汽量qme6为未知值，即可解出

qme6=【qm·(HW2-HW1)-5·HS5 6·HS6】/He6

如果分别对各加热器列出类似的热平衡方程，求解后即可得出各段抽汽量，从而可得出通过汽轮机各级的蒸汽流量和相应的功率，算出汽轮机的总功率。

对于图1的循环，发出功率为额定功率 300兆瓦，汽轮机装置热耗率为8080.5焦/(瓦·时)，热效率为44.5%。对于整个电站,还要考虑锅炉效率和厂用电,因此电站热耗率比单独汽轮机装置的热耗率高。如果厂用电占输出功率的 5%，锅炉效率为90%，则相应电站热耗率为8080.5/(0.95×0.9)=9450焦/（瓦·时），电站热效率为3600/9450=38.1%。

汽轮机装置(包括汽轮机、凝汽器和给水加热器等)的热力性能，包括热耗率和热效率，主要与采用的热力系统有关。

热力系统 　图1为采用再热的 300兆瓦凝汽式汽轮机装置的热力系统示意图。来自锅炉的蒸汽经蒸汽室进入高压缸膨胀作功。高压缸的排汽,除小部分通往给水加热器加热给水外,其余的通往再热器。蒸汽在再热器中再热后，通往中压缸继续膨胀作功。中压缸的排汽，除小部分流向驱动给水泵的小汽轮机和除氧器外，其余流入双流结构的低压缸作功。低压缸的排汽和小汽轮机排汽一起进入凝汽器凝结成水。　为了提高循环热效率，从汽轮机中间级抽出一部分作过功的蒸汽，分别送入各给水加热器逐步加热凝结水。图1中除轴封加热器外，共有8台加热器，其中1台为除氧器，它是混合式加热器，由抽汽将凝结水加热到饱和温度，以除去溶解在水中的氧，防止设备腐蚀；其余7台均为表面式加热器。从凝结水泵出口到给水泵前这段管路上的加热器承受低水压，称为低压加热器；给水泵后的加热器承受高水压，称为高压加热器。给水泵将通过低压加热器的凝结水升压，再经高压加热器将给水加热后送往锅炉；另有很小部分给水从给水泵出口直接送往锅炉，用于喷水调节过热蒸汽温度。

各高压加热器中抽汽的凝结水（疏水）从抽汽压力较高的加热器逐级排入压力较低的加热器，并在其中放出一部分热量，最后排入除氧器。低压加热器也同样逐级排出疏水，最后排入凝汽器。

中文名称

汽轮机热力系统

英文名称

steam turbine thermodynamic system，steam turbine thermal power system

定　　义

使汽轮机的热功转换过程得以连续进行的所有设备和管道的组合。

应用学科

电力（一级学科），汽轮机、燃气轮机（二级学科）