论文总字数：39680字

摘 要

热经济学结构理论综合考虑热力学与经济学，与传统分析方法相比有很大优势。本文针对东源曲靖能源有限公司某300MW中间再热凝汽式汽轮机组为研究对象，主要研究内容与研究成果如下：（1）在热经济学结构理论的基础上，建立了热力系统㶲成本和热经济学成本的计算模型，定量分析了其在100%额定工况下成本的构成及分布规律；（2）在机组变工况特性的基础上，建立了汽轮机变工况计算模型，对系统进行机组负荷、环境温度、主汽压力、主汽温度以及再热汽温度等主要运行参数发生变化时的变工况计算；（3）结合变工况计算的结果及热力系统㶲成本和热经济学成本的计算模型，深入研究了汽轮机主要运行参数的变化对其经济性能的影响。结果表明：热经济学结构理论作为一种新的热分析方法，为火电机组以及其他复杂能量系统的经济性分析以及运行优化提供了一个有力工具。

关键词：汽轮机，热经济学，结构理论，㶲成本

Abstract

Thermoeconomic economics, a combination of thermodynamics and economics, has a great advantage over traditional analytical methods. In this paper, a 300MW intermediate reheat condensing steam turbine unit of Dongyuan Qujing Energy Co., Ltd.is taken as the research object. The main research content and research results are as follows: (1) based on the theory of thermoeconomic structure, this paper establishes a calculation model of the exergy cost and thermal economic cost of the thermal system; this calculation model is applied to quantitatively analyze the composition and distribution of the cost of the 300MW steam turbine unit under 100% rated working condition. (2) At the same time, the calculation model of steam turbine variable working condition are applied to analyze how the steam turbine’s working condition changes when the main operating parameters such as unit load, ambient temperature, main steam pressure, main steam temperature and reheat steam temperature are changed; (3) combining the results of the steam turbine variable condition calculation and the calculation model of the exergy cost and thermal economic cost, the influence of the change of these operating parameters on the economic performance of the steam turbine unit are studied in depth. The results show that the theory of the thermoeconomic structure provides a powerful tool for the economic analysis and operation optimization of thermal power units and other complex energy systems.

KEY WORDS: thermoeconomics; turbine unit; structure theory; Exergetic cost

目 录

摘 要 I

Abstract I

第一章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.2 国内外的研究状况与发展 2

1.2.1 热经济学研究现状 2

1.2.2汽轮机组变工况特性研究现状 3

1.2.3 汽轮机经济性分析研究现状 4

1.3 本文的研究目的和主要研究内容 4

第二章 典型汽轮机热力系统热经济学建模 7

2.1 热经济学结构理论的基本概念 7

2.1.1 成本 7

2.1.2 燃料和产品 7

2.1.3 㶲分析的评价指标 9

2.2 热力系统㶲成本建模 10

2.2.1物理结构图与生产结构图的绘制 10

2.2.2单位㶲成本方程的建立 11

2.2.2单位㶲成本的计算 12

2.3 热力系统热经济学成本建模 13

2.3.1设备投资成本估算 13

2.3.2 等额年度化分期偿还成本 14

2.3.3单位热经济学成本建模 15

2.3.4单位热经济学成本的计算 16

2.4 本章小结 16

第三章 300MW中间再热凝汽式汽轮机组实例计算 17

3.1 㶲成本分析 17

3.1.1 㶲分析基本参数 17

3.1.2 㶲分析 18

3.1.3 㶲成本计算与分析 19

3.2 热经济学成本分析 20

3.3本章小结 21

第四章 汽轮机组的变工况特性与变工况计算 22

4.1 汽轮机组的通流特性 22

4.1.1 弗留格尔公式与抽汽压力 22

4.1.2 级组效率与抽汽焓 23

4.2 回热加热器变工况特性 23

4.2.1 进、出口参数的变化 23

4.2.2 疏水参数的变化 24

4.3 凝汽器变工况特性 24

4.3.1 冷却水进口温度 24

4.3.2 冷却水温升 24

4.3.3 凝汽器传热端差 25

4.4变工况计算模型 25

4.5 变工况计算 27

4.5.1 负荷的变工况计算 27

4.5.2 环境温度的变工况计算 27

4.5.3 主汽压力变工况计算 28

4.5.4主汽温度变工况计算 28

4.5.5再热汽温度变工况计算 28

4.5.6 高压缸效率变工况计算 29

4.5.7 高加出水端差异常的变工况计算 29

4.6 本章小结 29

第五章 300MW中间再热凝汽式汽轮机组的热经济性分析 31

5.1负荷变化对汽轮机经济性的影响 31

5.2 环境温度变化对汽轮机经济性的影响 31

5.3 主汽压力变化对汽轮机经济性的影响 32

5.4 主汽温度变化对汽轮机经济性的影响 33

5.5 再热汽温变化对汽轮机经济性的影响 33

5.6 高压缸效率变化对汽轮机经济性的影响 34

5.7 高加出水端差异常对汽轮机经济性的影响 34

5.8 本章小结 35

结 论 36

致 谢 37

参考文献 38

第一章 绪 论

1.1 引言

能源是人类生存、发展的基础，但因为化石能源消耗量随着经济的快速发展而持续增加，能源短缺和环境破坏问题日益突显。基于此背景，以新能源为支点的我国能源转型体系正加速变革，电力生产结构也在不断变化。

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