回热循环的热经济性探究

（一）回热循环的绝对内效率

在朗肯循环的基础上，采用单级或多级给水回热加热所形成的热力循环，称为给水回热循环。采用给水回热循环，一方面减少了汽轮机的排汽量而使排汽在凝汽器中的热损失减小；另一方面，利用抽汽对给水加热的换热温差要比在锅炉中利用烟气加热时的换热温差小得多，因而减小了给水加热过程的不可逆损失，提高了电厂的热经济性。具有一级回热循环的热力系统如图2-12所示。

图2-12　具有一级回热循环的热力系统

给水回热实际循环效率（回热循环汽轮机的绝对内效率）是用循环吸热量在汽轮机中转变为有效利用内功的多少来表示的。以Z级回热循环为例，汽轮机进汽1kg为基准，αj表示抽汽份额，αc表示凝汽份额，即

实际回热循环效率

式（2-3）中，忽略给水泵的耗功和不考虑加热器散热损失，则1kg蒸汽在汽轮机内的有效焓降为

1kg蒸汽在锅炉内的吸热量为

根据回热系统热平衡可得

将式（2-5）代入式（2-4）得

则

Hc=h0-hc

Hj=h0-hj

式中　Hc——1kg凝汽流在汽轮机中所做的功，kJ/kg；

Hj——1kg抽汽流在汽轮机中所做的功，kJ/kg。

式（2-6）又可变为

式中　Ar——回热抽汽的做功系数；

——将1kg凝结水加热到汽轮机进汽参数时所需要的热量，kJ/kg。

因为，ηi＜1，系数，所以，回热循环与朗肯循环相比，其效率相对增长为

Ar越大，则效率相对增长越多。

（二）回热再热循环

在回热循环的基础上，再采用蒸汽中间再热过程所构成的复杂循环，称为回热再热循环。我国单机容量125MW及以上的汽轮机，均采用再热循环。

回热再热汽轮机实际循环热效率的计算式与回热汽轮机实际循环热效率的计算式相似，不同之处在于前者把汽轮机高压缸做过功的排汽引至锅炉再热器中加热后再送回汽轮机中、低压缸继续做功，从而使循环吸热量和蒸汽做功焓降都增加了一项Δqrh，即1kg再热蒸汽在锅炉中的吸热量，它表示汽轮机中压缸进口焓与汽轮机高压缸排汽焓的差值。

（三）凝汽式发电厂的热经济指标

1.汽耗量

纯凝汽式汽轮机的汽耗量为

图2-12中，由于抽汽量D1在汽轮机中少做了功，其值为D1（h1-hc），若汽轮机要发出同样的功率，必须增加的进汽量为，于是具有一级回热的凝汽式汽轮机的汽耗量为(www.xing528.com)

同理可得出多级回热凝汽式汽轮机的汽耗量为

把式（2-8）代入式（2-10）并整理可得

式中　αj——某级回热抽汽份额，等于某级回热抽汽量与汽轮机汽耗量之比；

Yj——回热抽汽做功不足系数（适用于非再热机组）；

hj——第j级回热抽汽的焓；

Z——回热抽汽级数。

具有回热加热的凝汽式汽轮机的汽耗率为

具有蒸汽中间再热给水回热的凝汽式汽轮机的汽耗率为

式中　——高压缸排汽焓，kJ/kg；

——中压缸进汽焓，kJ/kg；

Δqrh——1kg再热蒸汽的吸热量，kJ/kg。

再热前抽汽的做功不足系数Yj为

再热后抽汽的做功不足系数Yj为

2.热耗量

具有蒸汽中间再热给水回热的凝汽式汽轮机的热耗量和热耗率分别为

式中　Drh——再热蒸汽流量，kg/h；

αrh——再热蒸汽份额。

当机组无中间再热时，αrh=0，则

由于采用给水回热，机组的汽耗率增大了，但是锅炉给水焓也提高了，给水在锅炉中的吸热量减少了，其影响比汽耗率变化的影响大，因此机组的热耗率是降低的。

有回热的汽轮机的热耗率为

式中　——有回热抽汽的汽轮机的绝对内效率。

无回热抽汽的汽轮机的热耗率为

式中　——无回热抽汽的汽轮机的绝对内效率。

因为，则，即回热抽汽式汽轮机的热耗率比无回热的汽轮机的热耗率低，热经济性要高。