CN101852658B - 汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法 - Google Patents

Abstract

一种汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法。选取机组设计工况或性能考核试验工况作为基准工况，并选取基准工况下加热器的热力参数：壳侧压力、抽汽温度、疏水温度、出水温度、进水温度和机组功率，计算出基准工况下加热器蒸汽冷却段、纯凝结段和疏水冷却段的传热特征系数。在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取或计算出实际工况下的壳侧压力、抽汽温度、加热器进水温度和机组功率，由计算得到的实际工况下的纯凝结段加热器传热特征系数，最终经过迭代计算得到实际蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度以及疏水温度，由计算得到的实际工况下的蒸汽冷却段加热器传热特征系数，最终经过迭代计算得到出水温度。

Description

汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法

技术领域

本发明涉及一种汽机带蒸蒸冷和疏冷器的加热器参数测算方法，尤其涉及一种汽机带蒸冷和疏冷器的加热器出水及疏水温度测算方法。

背景技术

随着火电机组参数和容量的不断提升，通过改善回热***的性能以提高机组运行经济性日益受到关注。回热加热器出水与疏水温度的测量对于回热***热平衡的计算、机组性能监测和优化具有重要的作用，因此有必要对其进行在线监测。至今未见回热***中带蒸汽冷却器和疏水冷却器加热器出水及疏水温度测算方法的报道。

目前，在火电厂厂级监控信息***SIS(Supervisory Information System)或者***分散控制***DCS(Distribution Control System)中，对于带有蒸汽冷却器和疏水冷却器的回热加热器，虽然设有出水与疏水温度测点，但因其运行条件恶劣和检修维护薄弱等原因，普遍存在测量可靠性差的状况，此外，加热器水侧温度的常规测量方法还存在以下不足：首先，在火电机组热工测量***中，常采用热电阻式传感器来监测回热加热器的出水温度，与之相应的数据采集***需要采用有源平衡电桥测量传感器的电阻值，测量成本高；其次，水温变化热惯性大，在工况变动较大时，水温响应表现出较大的热惯性，因而影响测量精度；第三，由于现场安装位置复杂，不便于检修和维护。一旦传感器故障或失效，往往导致测量数据的错误或缺失。

而根据传统的传热方程计算加热器出水与疏水温度，需要计算换热过程的传热系数。传热系数的计算中需了解加热器众多结构参数，例如：加热器各传热段的面积、流程数、管侧及壳侧结构、管道内外直径、管道材料等等。任意一项加热器资料的缺失都会造成无法计算传热系数，所以传统的传热方程适用于设计和校核计算，而不便于用于机组运行或试验时出水与疏水温度计算与监测。

电厂回热***中带蒸汽冷却器和疏水冷却器的加热器中，纯凝结段属于凝结换热，壳侧抽汽加热管侧给水并凝结，其特点是壳侧传热系数很大，汽体在凝结放热的过程中保持壳侧压力对应的饱和温度不变。蒸汽冷却段属于汽水换热，疏水冷却段属于水水换热。本发明基于上述传热机理，定义了纯凝结段、蒸汽冷却段和疏水冷却段传热特征系数，发现了传热特征系数的变工况响应规律，提出了基于传热特征系数加热器出水与疏水温度的测算方法，具有不需了解结构参数，测量成本低、被测参量响应快、测量数据可靠性高等优点。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种测算模型简单、计算精度高、测量成本低且动态响应速度快的汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法。

本发明可以通过如下技术方案来实现：

一种汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法，其特征在于，

步骤1：计算基准工况下加热器的蒸汽冷却段与纯凝结段的中间过渡点温度t_wsj ^o及纯凝结段与疏水冷却段的中间过渡点温度t_wn(j+1) ^o：

选取机组额定功率设计工况(或性能考核试验工况)作为基准工况，符号加上标字母“o”的参数表示其为基准工况下的参数。并选取基准工况下第j级加热器的热力参数：壳侧压力p_nj ^o、抽汽温度t_j ^o、疏水温度t_dj ^o、出水温度t_wj ^o、进水温度t_w(j+1) ^o和机组功率P_e ^o。并根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算壳侧压力p_nj ^o下对应的饱和温度t_sj ^o、饱和气焓值h_ssj ^o以及饱和水焓值h_swj ^o，由基准工况下的壳侧压力p_nj ^o、抽汽温度t_j ^o并根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算基准工况下的壳侧抽汽焓值h_nj ^o，

由加热器蒸汽冷却段热平衡方程：

纯凝结段热平衡方程：

以及疏水冷却段热平衡方程：

式中：第j为加热器编号，按照加热器抽汽压力由高到低分别编号为1～n号，n为大于1的正整数；

D_j ^o为第j级加热器抽汽量，单位为kg/h；

h_nj ^o为第j级加热器壳侧抽汽焓值，单位为kJ/kg；

h_ssj ^o为第j级加热器壳侧压力对应的饱和气焓值，单位为kJ/kg；

h_swj ^o为第j级加热器壳侧压力对应的饱和水焓值，单位为kJ/kg；

D_wj ^o为第j级加热器给水流量，单位为kg/h；

C_p为给水的定压比热容，取为定值：4.1868kJ/(kg·℃)；

t_wj ^o为第j级加热器的出水温度，单位为℃；

t_w(j+1) ^o为第j级加热器的进水温度，单位为℃；

疏水焓值

单位为kJ/kg；

整理后得到蒸汽冷却段与纯凝结段的中间过渡点温度t_wsj ^o，纯凝结段与疏水冷却段的中间过渡点温度t_wn(j+1) ^o与加热器进、出水温度的关系式分别为：

$t_{\mathrm{wsj}}^o=\frac{t_{\mathrm{wj}}^o+t_{\mathrm{wn}(j+1)}^o\·(h_{\mathrm{nj}}^o-h_{\mathrm{ssj}}^o)/(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)}{(h_{\mathrm{nj}}^o-h_{\mathrm{ssj}}^o)/(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)+1}$

$t_{\mathrm{wn}(j+1)}^o=\frac{t_{\mathrm{wsj}}^o+t_{w(j+1)}^o\·(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)/(h_{\mathrm{swj}}^o-h_{\mathrm{dj}}^o)}{(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)/(h_{\mathrm{swj}}^o-h_{\mathrm{dj}}^o)+1},$

步骤2：计算基准工况下加热器蒸汽冷却段、纯凝结段和疏水冷却段的传热特征系数

(1)由基准工况下蒸汽冷却段传热方程：

其中：下标“SC”表示蒸汽冷却段，(KF)_SC ^o为基准工况下蒸汽冷却段传热系数K与传热面积F的乘积，单位为kJ/(m²·℃·h)·m²；

(D_wC_p)_SC ^o为基准工况下蒸汽冷却段给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)；

基准工况下蒸汽冷却段传热温差

得到基准工况下蒸汽冷却段的传热特征系数

(2)由基准工况下纯凝结段传热方程：

其中：下标“N”表示纯凝结段，(KF)_N ^o为基准工况下纯凝结段传热系数K与传热面积F的乘积，单位为kJ/(m²·℃·h)·m²；

(D_wC_p)_N ^o为基准工况下纯凝结段给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)；

基准工况下纯凝结段传热温差

得到基准工况下纯凝结段的传热特征系数

(3)由基准工况下疏水冷却段传热方程：

${\left(\mathrm{KF}\right)}_{\mathrm{DC}}^o\·\mathrm{\Δ}{t}_m={\left(D_w{C}_p\right)}_{\mathrm{DC}}^o\·(t_{\mathrm{wn}(j+1)}^o-t_{w(j+1)}^o),$

其中：下标“DC”表示疏水冷却段，(KF)_DC ^o为基准工况下疏水冷却段传热系数K与传热面积F的乘积，kJ/(m²·℃·h)·m²；

(D_wC_p)_DC ^o为基准工况下疏水冷却段给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)；

基准工况下疏水冷却段传热温差

得到基准工况下疏水冷却段的传热特征系数

步骤3：计算实际工况下加热器的疏水温度t_dj和纯凝结段和疏水冷却段中间过渡温度t_wn(j+1)：

步骤3.1：在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的壳侧压力p_nj、抽汽温度t_j、第j级加热器进水温度t_w(j+1)和机组功率P_e，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的壳侧压力p_nj，则通过计算得到实际工况下的壳侧压力p_nj，再根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算出实际工况下的壳侧压力p_nj对应的实际工况下的饱和温度t_sj、饱和气焓h_ssj和饱和水焓h_swj，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的抽汽温度t_j，则通过计算得到实际工况下的抽汽温度t_j，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)的，则通过计算得到实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)，

所述的计算实际工况下的壳侧压力p_nj的方法是：

在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的抽汽压力p_j，计算实际工况下的壳侧压力p_nj＝p_j·(1-δp_j)，δp_j为管道压损率，δp_j＝3％～5％；

所述的计算实际工况下的抽汽温度的t_j的方法是：

因变工况下壳侧抽汽焓值与基准工况下的壳侧抽汽焓值基本相等，令实际工况下壳侧抽汽焓值h_nj取为基准工况下的壳侧抽汽焓值h_nj ^o，再根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型，由壳侧抽汽焓值h_nj和实际工况下的壳侧压力p_nj可计算出实际工况下的抽汽温度t_j；

所述的计算实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)的方法是：

在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)，则在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的第j+1级加热器抽汽压力p_j+1，计算实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)＝p_j+1·(1-δp_j+1)，δp_j+1为实际工况下的第j+1级加热器的管道压损率，δp_j+1＝3％～5％；然后根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)对应的饱和温度t_s(j+1)，并用饱和温度减去第j+1级加热器在设计工况下的端差θ_j+1，并以此差值为实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)，即t_w(j+1)＝t_s(j+1)-θ_j+1，

步骤3.2：实际工况下的疏水t_dj和蒸汽冷却段与纯凝结段中间过渡温度t_wsj的计算：

迭代计算步骤：

设置疏水温度t_dj的迭代初值，取实际工况下的加热器进水温度t_w(j+1)+5作为迭代初始值(t_dj)_k＝0，其中下标k为迭代次数；

设置实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度t_wsj的迭代初值，取实际工况下的加热器进水温度t_w(j+1)+15作为迭代初始值(t_wsj)_l＝0，其中下标l为迭代次数；

由实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度t_wsj及疏水温度t_dj的假设值计算纯凝结段和疏水冷却段的中间过渡温度：

${\left(t_{\mathrm{wn}(j+1)}\right)}_{l+1}=\frac{{\left(t_{\mathrm{wsj}}\right)}_l+t_{w(j+1)}\·(h_{\mathrm{ssj}}-h_{\mathrm{swj}})/(h_{\mathrm{swj}}-{\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_l\·4.1868)}{(h_{\mathrm{ssj}}-h_{\mathrm{swj}})/(h_{\mathrm{swj}}-{\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_l\·4.186)+1}---\left(1\right),$

由计算出的纯凝结段和疏水冷却段中间过渡温度(t_wn(j+1))_l+1，根据纯凝结段传热规律、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法，由基准工况相应加热器纯凝结段的传热特征系数数以及实际工况的机组功率计算得到实际工况下的纯凝结段加热器传热特征系数，最终根据此传热特征系数计算实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度：

${\left(t_{\mathrm{wsj}}\right)}_l=\frac{t_{\mathrm{sj}}\·[\exp ({\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_N^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{-0.2})-1]+{\left(t_{\mathrm{wn}(j+1)}\right)}_l}{\exp ({\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_N^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{-0.2})}$

若当前的纯凝结段和疏水冷却段的中间过渡温度(t_wn(j+1))_l+1及实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度(t_wsj)_l不符合第一收敛条件，则将当前的纯凝结段和疏水冷却段的中间过渡温度值(t_wn(j+1))_l+1且实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度值(t_wsj)_l代入式(1)继续迭代，直至满足第一迭代收敛条件，所述第一迭代收敛条件为：

Δt_wn(j+1)＝|(t_wn(j+1))_l+1-(t_wn(j+1))_l|≤0.01且Δt_wsj＝|(t_wsj)_l+1-(t_wsj)_l|≤0.01，

满足第一迭代收敛条件后，再根据中间过渡温度(t_wn(j+1))_l+1，以及根据疏水冷却段传热规律、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法，由基准工况相应加热器疏水冷却段的传热特征系数以及实际工况的机组功率计算得到实际工况下的疏水冷却段加热器传热特征系数，最终根据此传热特征系数计算疏水温度：

${\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_k=\frac{t_{\mathrm{sj}}-t_{\mathrm{wn}(j+1)}}{\exp [{\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{\mathrm{DC}}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^m\·\left(\frac{t_{\mathrm{sj}}-{\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_{k-1}}{t_{\mathrm{wn}(j+1)}-t_{w(j+1)}}\right)-1]}+t_{w(j+1)}$

其中：m为实际工况下的机组功率P_e与基准工况下的机组功率P_e ^o比值的指数，对于高压加热器m＝0.6，对于低压加热器m＝0.3，

若当前疏水温度不符合第二迭代收敛条件，则将当前的疏水温度新值代入式(1)继续迭代计算，所述的第二收敛条件为：Δt_dj＝|(t_dj)_k-(t_dj)_k-1|≤0.01，

满足第二迭代收敛条件的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度(t_wsj)_l和疏水温度(t_dj)_k作为加热器的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度t_wsj和疏水温度t_dj的最终值，

步骤4：加热器的出口温度t_wj的计算

出水温度迭代计算步骤：

设置出水温度t_wj的迭代初值，取进水温度t_w(j+1)+15作为迭代初始值(t_wj)_f，其中下标f为迭代次数；

根据出水温度的假设值(t_wj)_f迭代计算加热器的出水温度(t_wj)_f+1，根据疏水冷却段传热规律、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法，由基准工况相应加热器蒸汽冷却段的传热特征系数以及实际工况的机组功率计算得到实际工况下的蒸汽冷却段加热器传热特征系数，最终根据此传热特征系数计算出水温度：

${\left(t_{\mathrm{wj}}\right)}_{f+1}=\frac{t_j-t_{\mathrm{sj}}}{\ln \frac{t_j-{\left(t_{\mathrm{wj}}\right)}_f}{t_{\mathrm{sj}}-t_{\mathrm{wsj}}}/[{\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{\mathrm{SC}}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^m]+1}+t_{\mathrm{wsj}}---\left(2\right),$

其中：m为实际工况下的机组功率P_e与基准工况下的机组功率P_e ^o比值的指数，对于高压加热器m＝0.6，对于低压加热器m＝0.3，

若当前出水温度(t_wj)_f+1不符合第三收敛条件，则将当前出水温度值代入式(2)继续迭代，直至收敛，所述第三收敛条件为：Δt_wj＝|(t_wj)_f+1-(t_wj)_f|≤0.01，迭代计算收敛结束后，出水温度(t_wj)_f+1作为加热器的出水温度t_wj的最终值。

本发明的优点在于：

本发明基于传热机理和运行可测参量，定义了蒸汽冷却段、纯凝结段和疏水冷却段的传热特征系数，利用新发现的蒸汽冷却段、纯凝结段和疏水冷却段的传热特征系数随机组功率变化的规律，提出一种基于传热特征系数测算火电机组回热***中带蒸汽冷却器和疏水冷却器的加热器出水与疏水温度的间接、简捷、高精度测算的方法。该方法只需要设计(或者试验)基准工况数据，而不需了解结构参数，模型简捷；只需要依据运行可测参量，测算出水及疏水温度，能够降低测量成本；由于模型使用动态响应快(如压力)和高精度水和水蒸汽性质模型，可以显著提高被测参量响应速度和测量可靠性。

1、测算模型简单，计算精度高

本发明所建立的测算模型，只需要少量的基准工况(设计工况或者热力试验工况)的参量和抽汽压力和机组负荷等少量可测参量，无需加热器的结构参数和流量参数(回热抽汽流量和给水或凝水流量)，模型简单、计算简捷。

相比于传统的加热器变工况模型，其计算精度高表现在两个方面，一是传热特征系数能够反映负荷变化的影响，提高响应精度；二是出水、疏水温度计算模型精度的关键在于传热特征系数的和水蒸气计算模型的精度，而传热特征系数的和水蒸气计算模型的精度都较高，所以保证了本发明的计算模型精度。

2、可以充分利用相关可测参量的测量结果，测量成本低

本发明可以利用汽轮机抽汽压力(汽轮机***的重要测量参量)的测量结果，通过模型实现加热器出水与疏水温度的软测量，只需要DCS或SIS***中相关的压力测点，而无需专门的温度测点，通过测量信息的共享降低测量成本。

3、使用测算模型，可以显著改善被测参量的动态响应速度

利用回热加热器蒸汽冷却段、纯凝结段和疏水冷却段的传热特征系数随功率变化的规律以及高精度的水和水蒸汽性质模型，将加热器出水及疏水温度的测量结果的动态响应等效于抽汽压力和机组负荷的动态响应速度，从而提高了加热器出水和疏水温度测算结果的动态响应速度。

4、改善了被测参量的测量可靠性

模型中使用的抽汽压力和机组负荷是汽轮机的重要监测参数，往往采取测点的冗余布置和方便检修维护等措施提高其可靠性，采用软测量模型可以将加热器出水和疏水温度的测量可靠性等效于抽汽压力和机组负荷测量的可靠性，从而改善了加热器出水及疏水温度测量的可靠性。

附图说明

图1为带蒸汽冷却器和疏水冷却器的表面式加热器的原则性热力***图

图2为加热器换热过程T-F(温度-结构)图

图3为本发明的计算流程图

具体实施方式

一种汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法，其特征在于，步骤1：计算基准工况下加热器的蒸汽冷却段与纯凝结段的中间过渡点温度t_wsj ^o及纯凝结段与疏水冷却段的中间过渡点温度t_wn(j+1) ^o：

选取机组额定功率设计工况(或性能考核试验工况)作为基准工况，符号加上标字母“o”的参数表示其为基准工况下的参数。并选取基准工况下第j级加热器的热力参数：壳侧压力p_nj ^o、抽汽温度t_j ^o、疏水温度t_dj ^o、出水温度t_wj ^o、进水温度t_w(j+1) ^o和机组功率P_e ^o。并根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算壳侧压力p_nj ^o下对应的饱和温度t_sj ^o、饱和气焓值h_ssj ^o以及饱和水焓值h_swj ^o，由基准工况下的壳侧压力p_nj ^o、抽汽温度t_j ^o并根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算基准工况下的壳侧抽汽焓值h_nj ^o，

由加热器蒸汽冷却段热平衡方程：纯凝结段热平衡方程：

以及疏水冷却段热平衡方程：

式中：第j为加热器编号，按照加热器抽汽压力由高到低分别编号为1～n号，n为大于1的正整数；

D_j ^o为第j级加热器抽汽量，单位为kg/h；

h_nj ^o为第j级加热器壳侧抽汽焓值，单位为kJ/kg；

h_ssj ^o为第j级加热器壳侧压力对应的饱和气焓值，单位为kJ/kg；

h_swj ^o为第j级加热器壳侧压力对应的饱和水焓值，单位为kJ/kg；

D_wj ^o为第j级加热器给水流量，单位为kg/h；

C_p为给水的定压比热容，取为定值：4.1868kJ/(kg·℃)；

t_wj ^o为第j级加热器的出水温度，单位为℃；

t_w(j+1) ^o为第j级加热器的进水温度，单位为℃；

疏水焓值

单位为kJ/kg；

整理后得到蒸汽冷却段与纯凝结段的中间过渡点温度t_wsj ^o，纯凝结段与疏水冷却段的中间过渡点温度t_wn(j+1) ^o与加热器进、出水温度的关系式分别为：

$t_{\mathrm{wsj}}^o=\frac{t_{\mathrm{wj}}^o+t_{\mathrm{wn}(j+1)}^o\·(h_{\mathrm{nj}}^o-h_{\mathrm{ssj}}^o)/(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)}{(h_{\mathrm{nj}}^o-h_{\mathrm{ssj}}^o)/(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)+1}$

$t_{\mathrm{wn}(j+1)}^o=\frac{t_{\mathrm{wsj}}^o+t_{w(j+1)}^o\·(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)/(h_{\mathrm{swj}}^o-h_{\mathrm{dj}}^o)}{(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)/(h_{\mathrm{swj}}^o-h_{\mathrm{dj}}^o)+1},$

步骤2：计算基准工况下加热器蒸汽冷却段、纯凝结段和疏水冷却段的传热特征系数

(1)由基准工况下蒸汽冷却段传热方程：

其中：下标“SC”表示蒸汽冷却段，(KF)_SC ^o为基准工况下蒸汽冷却段传热系数K与传热面积F的乘积，单位为kJ/(m²·℃·h)·m²；

(D_wC_p)_SC ^o为基准工况下蒸汽冷却段给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)；

基准工况下蒸汽冷却段传热温差

得到基准工况下蒸汽冷却段的传热特征系数

(2)由基准工况下纯凝结段传热方程：

其中：下标“N”表示纯凝结段，(KF)_N ^o为基准工况下纯凝结段传热系数K与传热面积F的乘积，单位为kJ/(m²·℃·h)·m²；

(D_wC_p)_N ^o为基准工况下纯凝结段给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)；

基准工况下纯凝结段传热温差

得到基准工况下纯凝结段的传热特征系数

(3)由基准工况下疏水冷却段传热方程：

${\left(\mathrm{KF}\right)}_{\mathrm{DC}}^o\·\mathrm{\Δ}{t}_m={\left(D_w{C}_p\right)}_{\mathrm{DC}}^o\·(t_{\mathrm{wn}(j+1)}^o-t_{w(j+1)}^o),$

其中：下标“DC”表示疏水冷却段，(KF)_DC ^o为基准工况下疏水冷却段传热系数K与传热面积F的乘积，kJ/(m²·℃·h)·m²；

(D_wC_p)_DC ^o为基准工况下疏水冷却段给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)；

基准工况下疏水冷却段传热温差

得到基准工况下疏水冷却段的传热特征系数

步骤3：计算实际工况下加热器的疏水温度t_dj和纯凝结段和疏水冷却段中间过渡温度t_wn(j+1)：

步骤3.1：在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的壳侧压力p_nj、抽汽温度t_j、第j级加热器进水温度t_w(j+1)和机组功率P_e，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的壳侧压力p_nj，则通过计算得到实际工况下的壳侧压力p_nj，再根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算出实际工况下的壳侧压力p_nj对应的实际工况下的饱和温度t_sj、饱和气焓h_ssj和饱和水焓h_swj，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的抽汽温度t_j，则通过计算得到实际工况下的抽汽温度t_j，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)的，则通过计算得到实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)，

所述的计算实际工况下的壳侧压力p_nj的方法是：

在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的抽汽压力p_j，计算实际工况下的壳侧压力p_nj＝p_j·(1-δp_j)，δp_j为管道压损率，δp_j＝3％～5％；

所述的计算实际工况下的抽汽温度的t_j的方法是：

因变工况下壳侧抽汽焓值与基准工况下的壳侧抽汽焓值基本相等，令实际工况下壳侧抽汽焓值h_nj取为基准工况下的壳侧抽汽焓值h_nj ^o，再根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型，由壳侧抽汽焓值h_nj和实际工况下的壳侧压力p_nj可计算出实际工况下的抽汽温度t_j；

所述的计算实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)的方法是：

在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)，则在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的第j+1级加热器抽汽压力p_j+1，计算实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)＝p_j+1·(1-δp_j+1)，δp_j+1为实际工况下的第j+1级加热器的管道压损率，δp_j+1＝3％～5％；然后根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)对应的饱和温度t_s(j+1)，并用饱和温度减去第j+1级加热器在设计工况下的端差θ_j+1，并以此差值为实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)，即t_w(j+1)＝t_s(j+1)-θ_j+1，

步骤3.2：实际工况下的疏水t_dj和蒸汽冷却段与纯凝结段中间过渡温度t_wsj的计算：

迭代计算步骤：

设置疏水温度t_dj的迭代初值，取实际工况下的加热器进水温度t_w(j+1)+5作为迭代初始值(t_dj)_k＝0，其中下标k为迭代次数；

设置实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度t_wsj的迭代初值，取实际工况下的加热器进水温度t_w(j+1)+15作为迭代初始值(t_wsj)_l＝0，其中下标l为迭代次数；

由实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度t_wsj及疏水温度t_dj的假设值计算纯凝结段和疏水冷却段的中间过渡温度：

${\left(t_{\mathrm{wn}(j+1)}\right)}_{l+1}=\frac{{\left(t_{\mathrm{wsj}}\right)}_l+t_{w(j+1)}\·(h_{\mathrm{ssj}}-h_{\mathrm{swj}})/(h_{\mathrm{swj}}-{\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_l\·4.1868)}{(h_{\mathrm{ssj}}-h_{\mathrm{swj}})/(h_{\mathrm{swj}}-{\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_l\·4.186)+1}---\left(1\right),$

由计算出的纯凝结段和疏水冷却段中间过渡温度(t_wn(j+1))_l+1，根据纯凝结段传热规律、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法，由基准工况相应加热器纯凝结段的传热特征系数数以及实际工况的机组功率计算得到实际工况下的纯凝结段加热器传热特征系数，最终根据此传热特征系数计算实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度：

${\left(t_{\mathrm{wsj}}\right)}_l=\frac{t_{\mathrm{sj}}\·[\exp ({\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_N^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{-0.2})-1]+{\left(t_{\mathrm{wn}(j+1)}\right)}_l}{\exp ({\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_N^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{-0.2})}$

若当前的纯凝结段和疏水冷却段的中间过渡温度(t_wn(j+1))_l+1及实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度(t_wsj)_l不符合第一收敛条件，则将当前的纯凝结段和疏水冷却段的中间过渡温度值(t_wn(j+1))_l+1且实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度值(t_wsj)_l代入式(1)继续迭代，直至满足第一迭代收敛条件，所述第一迭代收敛条件为：

Δt_wn(j+1)＝|(t_wn(j+1))_l+1-(t_wn(j+1))_l|≤0.01且Δt_wsj＝|(t_wsj)_l+1-(t_wsj)_l)|≤0.01，

满足第一迭代收敛条件后，再根据中间过渡温度(t_wn(j+1))_l+1，以及根据疏水冷却段传热规律、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法，由基准工况相应加热器疏水冷却段的传热特征系数以及实际工况的机组功率计算得到实际工况下的疏水冷却段加热器传热特征系数，最终根据此传热特征系数计算疏水温度：

${\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_k=\frac{t_{\mathrm{sj}}-t_{\mathrm{wn}(j+1)}}{\exp [{\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{\mathrm{DC}}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^m\·\left(\frac{t_{\mathrm{sj}}-{\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_{k-1}}{t_{\mathrm{wn}(j+1)}-t_{w(j+1)}}\right)-1]}+t_{w(j+1)}$

其中：m为实际工况下的机组功率P_e与基准工况下的机组功率P_e ^o比值的指数，对于高压加热器m＝0.6，对于低压加热器m＝0.3，

若当前疏水温度不符合第二迭代收敛条件，则将当前的疏水温度新值代入式(1)继续迭代计算，所述的第二收敛条件为：Δt_dj＝|(t_dj)_k-(t_dj)_k-1|≤0.01，

满足第二迭代收敛条件的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度(t_wsj)_l和疏水温度(t_dj)_k作为加热器的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度t_wsj和疏水温度t_dj的最终值，

步骤4：加热器的出口温度t_wj的计算

出水温度迭代计算步骤：

设置出水温度t_wj的迭代初值，取进水温度t_w(j+1)+15作为迭代初始值(t_wj)_f，其中下标f为迭代次数；

根据出水温度的假设值(t_wj)_f迭代计算加热器的出水温度(t_wj)_f+1，根据疏水冷却段传热规律、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法，由基准工况相应加热器蒸汽冷却段的传热特征系数以及实际工况的机组功率计算得到实际工况下的蒸汽冷却段加热器传热特征系数，最终根据此传热特征系数计算出水温度：

${\left(t_{\mathrm{wj}}\right)}_{f+1}=\frac{t_j-t_{\mathrm{sj}}}{\ln \frac{t_j-{\left(t_{\mathrm{wj}}\right)}_f}{t_{\mathrm{sj}}-t_{\mathrm{wsj}}}/[{\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{\mathrm{SC}}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^m]+1}+t_{\mathrm{wsj}}---\left(2\right),$

其中：m为实际工况下的机组功率P_e与基准工况下的机组功率P_e ^o比值的指数，对于高压加热器m＝0.6，对于低压加热器m＝0.3，

若当前出水温度(t_wj)_f+1不符合第三收敛条件，则将当前出水温度值代入式(2)继续迭代，直至收敛，所述第三收敛条件为：Δt_wj＝|(t_wj)_f+1-(t_wj)_f|≤0.01，

迭代计算收敛结束后，出水温度(t_wj)_f+1作为加热器的出水温度t_wj的最终值。

以600MW机组为例，实现汽轮机回热***中带蒸汽冷却器和疏水冷却器加热器的出水与疏水温度的测算。该机组的#1加热器为带蒸汽冷却器和疏水冷却器的高压加热器。

详细计算步骤如下：

(1)、计算基准工况下加热器的蒸汽冷却段与纯凝结段的中间过渡点温度t_ws1 ^o，纯凝结段与疏水冷却段的中间过渡点温度t_wn2 ^o：

选取额定功率的设计工况为基准工况，根据设计参数有#1加热器的壳侧压力p_n1 ^o为5.831MPa，壳侧抽汽焓值h_n1 ^o为3062.25kJ/kg，疏水温度t_d1 ^o 257.9℃，出水温度t_w1 ^o为275.4℃，进水温度t_w2 ^o为252.3℃。根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算壳侧压力对应的饱和温度t_s1 ^o为273.7℃，饱和气焓h_ss1 ^o为2786.4kJ/kg，饱和水焓值h_sw1 ^o为1204.2kJ/kg。疏水焓值

整理方程组可得：

(2)、计算基准工况下加热器蒸汽冷却段、纯凝结段和疏水冷却段的传热特征系数

计算加热器蒸汽冷却段的传热特征系数：

计算加热器凝结段传热特征系数：

计算疏水冷却段传热特征系数：

(3)、计算实际工况下加热器的疏水温度t_d1和纯凝结段和疏水冷却段中间过渡温度t_wn2：

在定压75％功率工况时，从火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中取实际工况下的壳侧压力p_n1为4.329MPa，壳侧抽汽焓值h_n1取为基准工况下的相应值3062.25kJ/kg，加热器进水温度t_w2为235.8℃。根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算出壳侧压力p_n1对应的饱和温度t_s1为255.1℃、饱和气焓h_ss1为2799.1kJ/kg，饱和水焓h_sw1为1110.6kJ/kg。

根据抽汽焓值和壳侧压力，通过IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算出抽汽温度为340.9℃。

设置加热器进水温度t_w2+5＝240.8℃为疏水温度t_d1的迭代初值，

设置加热器进水温度t_w2+15＝250.8℃为蒸汽冷却段和纯凝结段中间过渡温度t_ws1的迭代初值。

由下列公式按照图3的计算流程迭代计算，

${\left(t_{\mathrm{wn}2}\right)}_{l+1}=\frac{{\left(t_{\mathrm{ws}1}\right)}_l+t_{w2}\·(h_{\mathrm{ss}1}-h_{\mathrm{sw}1})/(h_{\mathrm{sw}1}-{\left(t_{d1}\right)}_l\·4.1868)}{(h_{\mathrm{ss}1}-h_{\mathrm{sw}1})/(h_{\mathrm{sw}1}-{\left(t_{d1}\right)}_l\·4.186)+1}$

${\left(t_{\mathrm{ws}1}\right)}_l=\frac{t_{s1}\·[\exp ({\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{N1}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{-0.2})-1]+{\left(t_{\mathrm{wn}2}\right)}_l}{\exp ({\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{N1}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{-0.2})}$

${\left(t_{d1}\right)}_k=\frac{t_{s1}-t_{\mathrm{wn}2}}{\exp [{\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{\mathrm{DC}1}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{0.6}\·\left(\frac{t_{s1}-{\left(t_{d1}\right)}_{k-1}}{t_{\mathrm{wn}2}-t_{w2}}\right)-1]}+t_{w2}$

经过3次大循环迭代(图3中每次大循环迭代中的小循环迭代次数分别为2、2、1)，最终计算得到加热器疏水温度t_d1为240.275℃，与测量值241.3的相对误差分别为：0.425％。

(4)、计算加热器的出口温度t_w1

设置加热器进水温度t_w2+15＝250.8℃为出水温度t_wj的迭代初值，

根据传热特征系数、出水温度的假设值(t_w1)_f迭代计算加热器的出水温度(t_w1)_f+1：

${\left(t_{w1}\right)}_{f+1}=\frac{t_1-t_{s1}}{\ln \frac{t_1-{\left(t_{w1}\right)}_f}{t_{s1}-t_{\mathrm{ws}1}}/[{\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{\mathrm{SC}}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{0.6}]+1}+t_{\mathrm{ws}1}$

最终计算得到加热器的出水温度t_w1为256.574℃，与测量值256.7的相对误差为：0.049％。

Claims (1)

1.一种汽机带蒸冷和疏冷器加热器出水及疏水温度测算方法，其特征在于，步骤1：计算基准工况下加热器的蒸汽冷却段与纯凝结段的中间过渡点温度

及纯凝结段与疏水冷却段的中间过渡点温度

选取机组额定功率设计工况或性能考核试验工况作为基准工况，符号加上标字母“o”的参数表示其为基准工况下的参数；并选取基准工况下第j级加热器的热力参数：壳侧压力

抽汽温度

疏水温度出水温度

进水温度和机组功率

并根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算壳侧压力

下对应的饱和温度

饱和气焓值

以及饱和水焓值

由基准工况下的壳侧压力

抽汽温度

并根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算基准工况下的壳侧抽汽焓值

由加热器蒸汽冷却段热平衡方程：

纯凝结段热平衡方程：

以及疏水冷却段热平衡方程：

式中：第j为加热器编号，按照加热器抽汽压力由高到低分别编号为1～n号，n为大于1的正整数；

为第j级加热器抽汽量，单位为kg/h；

为第j级加热器壳侧抽汽焓值，单位为kJ/kg；

为第j级加热器壳侧压力对应的饱和气焓值，单位为kJ/kg；

为第j级加热器壳侧压力对应的饱和水焓值，单位为kJ/kg；

为第j级加热器给水流量，单位为kg/h；

C_p为给水的定压比热容，取为定值：4.1868kJ/(kg·℃)；

为第j级加热器的出水温度，单位为℃；

为第j级加热器的进水温度，单位为℃；

疏水焓值

单位为kJ/kg；

整理后得到蒸汽冷却段与纯凝结段的中间过渡点温度

纯凝结段与疏水冷却段的中间过渡点温度

与加热器进、出水温度的关系式分别为：

$t_{\mathrm{wsj}}^o=\frac{t_{\mathrm{wj}}^o+t_{\mathrm{wn}(j+1)}^o\·(h_{\mathrm{nj}}^o-h_{\mathrm{ssj}}^o)/(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)}{(h_{\mathrm{nj}}^o-h_{\mathrm{ssj}}^o)/(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)+1}$

$t_{\mathrm{wn}(j+1)}^o=\frac{t_{\mathrm{wsj}}^o+t_{w(j+1)}^o\·(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)/(h_{\mathrm{swj}}^o-h_{\mathrm{dj}}^o)}{(h_{\mathrm{ssj}}^o-h_{\mathrm{swj}}^o)/(h_{\mathrm{swj}}^o-h_{\mathrm{dj}}^o)+1},$

步骤2：计算基准工况下加热器蒸汽冷却段、纯凝结段和疏水冷却段的传热特征系数

(1)由基准工况下蒸汽冷却段传热方程：

其中：下标“SC”表示蒸汽冷却段，

为基准工况下蒸汽冷却段传热系数K与传热面积F的乘积，单位为kJ/(m²·℃·h)·m²；

为基准工况下蒸汽冷却段给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)；

基准工况下蒸汽冷却段传热温差

得到基准工况下蒸汽冷却段的传热特征系数

(2)由基准工况下纯凝结段传热方程：

其中：下标“N”表示纯凝结段，

为基准工况下纯凝结段传热系数K与传热面积F的乘积，单位为kJ/(m²·℃·h)·m²；

为基准工况下纯凝结段给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)；

基准工况下纯凝结段传热温差

得到基准工况下纯凝结段的传热特征系数

(3)由基准工况下疏水冷却段传热方程：

${\left(\mathrm{KF}\right)}_{\mathrm{DC}}^o\·\mathrm{\Δ}{t}_m={\left(D_w{C}_p\right)}_{\mathrm{DC}}^o\·(t_{\mathrm{wn}(j+1)}^o-t_{w(j+1)}^o),$

其中：下标“DC”表示疏水冷却段，

为基准工况下疏水冷却段传热系数K与传热面积F的乘积，kJ/(m²·℃·h)·m²；

为基准工况下疏水冷却段给水流量D_w与给水的定压比热容C_p的乘积，单位为kg/h·kJ/(kg·℃)；

基准工况下疏水冷却段传热温差

得到基准工况下疏水冷却段的传热特征系数

步骤3：计算实际工况下加热器的疏水温度t_dj和纯凝结段和疏水冷却段中间过渡温度t_wn(j+1)：

步骤3.1：在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的壳侧压力p_nj、抽汽温度t_j、第j级加热器进水温度t_w(j+1)和机组功率P_e，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的壳侧压力p_nj，则通过计算得到实际工况下的壳侧压力p_nj，再根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算出实际工况下的壳侧压力p_nj对应的实际工况下的饱和温度t_sj、饱和气焓h_ssj和饱和水焓h_swj，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的抽汽温度t_j，则通过计算得到实际工况下的抽汽温度t_j，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)的，则通过计算得到实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)，

所述的计算实际工况下的壳侧压力p_nj的方法是：

在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的抽汽压力p_j，计算实际工况下的壳侧压力p_nj＝p_j·(1-δp_j)，δp_j为管道压损率，δp_j＝3％～5％；

所述的计算实际工况下的抽汽温度的t_j的方法是：

令实际工况下壳侧抽汽焓值h_nj取为基准工况下的壳侧抽汽焓值变工况下壳侧抽汽焓值与基准工况下的壳侧抽汽焓值基本相等，再根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型，由壳侧抽汽焓值h_nj和实际工况下的壳侧压力p_nj可计算出实际工况下的抽汽温度t_j；

所述的计算实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)的方法是：

在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)，若在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中没有读取到实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)，则在火电厂厂级监控信息***SIS或分散控制***DCS的数据库中读取实际工况下的第j+1级加热器抽汽压力p_j+1，计算实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)＝p_j+1·(1-δp_j+1)，δp_j+1为实际工况下的第j+1级加热器的管道压损率，δp_j+1＝3％～5％；然后根据IAPWS-IF97工业用水和水蒸汽热力性质模型计算实际工况下的第j+1级加热器壳侧压力p_n(j+1)对应的饱和温度t_s(j+1)，并用饱和温度减去第j+1级加热器在设计工况下的端差θ_j+1，并以此差值为实际工况下的第j级加热器进水温度t_w(j+1)，即t_w(j+1)＝t_s(j+1)-θ_j+1，

步骤3.2：实际工况下的疏水t_dj和蒸汽冷却段与纯凝结段中间过渡温度t_wsj的计算：

迭代计算步骤：

设置疏水温度t_dj的迭代初值，取实际工况下的加热器进水温度t_w(j+1)+5作为迭代初始值(t_dj)_k＝0，其中下标k为迭代次数；

设置实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度t_wsj的迭代初值，取实际工况下的加热器进水温度t_w(j+1)+15作为迭代初始值(t_wsj)_l＝0，其中下标l为迭代次数；

由实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度t_wsj及疏水温度t_dj的假设值计算纯凝结段和疏水冷却段的中间过渡温度：

${\left(t_{\mathrm{wn}(j+1)}\right)}_{l+1}=\frac{{\left(t_{\mathrm{wsj}}\right)}_l+t_{w(j+1)}\·(h_{\mathrm{ssj}}-h_{\mathrm{swj}})/(h_{\mathrm{swj}}-{\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_l\·4.1868)}{(h_{\mathrm{ssj}}-h_{\mathrm{swj}})/(h_{\mathrm{swj}}-{\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_l\·4.186)+1}---\left(1\right),$

由计算出的纯凝结段和疏水冷却段中间过渡温度(t_wn(j+1))_l+1，根据纯凝结段传热规律、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法，由基准工况相应加热器纯凝结段的传热特征系数数以及实际工况的机组功率计算得到实际工况下的纯凝结段加热器传热特征系数，最终根据此传热特征系数计算实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度：

${\left(t_{\mathrm{wsj}}\right)}_l=\frac{t_{\mathrm{sj}}\·[\exp ({\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_N^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{-0.2})-1]+{\left(t_{\mathrm{wn}(j+1)}\right)}_l}{\exp ({\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_N^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^{-0.2})}$

若当前的纯凝结段和疏水冷却段的中间过渡温度(t_wn(j+1))_l+1及实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度(t_wsj)_l不符合第一收敛条件，则将当前的纯凝结段和疏水冷却段的中间过渡温度值(t_wn(j+1))_l+1且实际工况下的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度值(t_wsj)_l代入式(1)继续迭代，直至满足第一迭代收敛条件，所述第一迭代收敛条件为：

Δt_wn(j+1)＝|(t_wn(j+1))_l+1-(t_wn(j+1))_l|≤0.01且Δt_wsj＝|(t_wsj)_l+1-(t_wsj)_l|≤0.01，

满足第一迭代收敛条件后，再根据中间过渡温度(t_wn(j+1))_l+1，以及根据疏水冷却段传热规律、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法，由基准工况相应加热器疏水冷却段的传热特征系数以及实际工况的机组功率计算得到实际工况下的疏水冷却段加热器传热特征系数，最终根据此传热特征系数计算疏水温度：

${\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_k=\frac{t_{\mathrm{sj}}-t_{\mathrm{wn}(j+1)}}{\exp [{\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{\mathrm{DC}}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^m\·(\frac{t_{\mathrm{sj}}-{\left(t_{\mathrm{dj}}\right)}_{k-1}}{t_{\mathrm{wn}(j+1)}-t_{w(j+1)}}-1)}+t_{w(j+1)}$

其中：m为实际工况下的机组功率P_e与基准工况下的机组功率

比值的指数，对于高压加热器m＝0.6，对于低压加热器m＝0.3，

若当前疏水温度不符合第二迭代收敛条件，则将当前的疏水温度新值代入式(1)继续迭代计算，所述的第二收敛条件为：Δt_dj＝|(t_dj)_k-(t_dj)_k-1|≤0.01，

满足第二迭代收敛条件的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度(t_wsj)_l和疏水温度(t_dj)_k作为加热器的蒸汽冷却段和纯凝结段的中间过渡温度t_wsj和疏水温度t_dj的最终值，

步骤4：加热器的出口温度t_wj的计算

出水温度迭代计算步骤：

设置出水温度t_wj的迭代初值，取进水温度t_w(j+1)+15作为迭代初始值(t_wj)_f，其中下标f为迭代次数；

根据出水温度的假设值(t_wj)_f迭代计算加热器的出水温度(t_wj)_f+1，根据疏水冷却段传热规律、数值试验和基于样本的模型参数辨识算法，由基准工况相应加热器蒸汽冷却段的传热特征系数以及实际工况的机组功率计算得到实际工况下的蒸汽冷却段加热器传热特征系数，最终根据此传热特征系数计算出水温度：

${\left(t_{\mathrm{wj}}\right)}_{f+1}=\frac{t_j-t_{\mathrm{sj}}}{\ln \frac{t_j-{\left(t_{\mathrm{wj}}\right)}_f}{t_{\mathrm{sj}}-t_{\mathrm{wsj}}}/[{\left(\frac{\mathrm{KF}}{D_w{C}_p}\right)}_{\mathrm{SC}}^o\·{\left(\frac{P_e}{P_e^o}\right)}^m]+1}+t_{\mathrm{wsj}}---\left(2\right),$

其中：m为实际工况下的机组功率P_e与基准工况下的机组功率比值的指数，对于高压加热器m＝0.6，对于低压加热器m＝0.3，

若当前出水温度(t_wj)_f+1不符合第三收敛条件，则将当前出水温度值代入式(2)继续迭代，直至收敛，所述第三收敛条件为：Δt_wj＝|(t_wj)_f+1-(t_wj)_f|≤0.01，迭代计算收敛结束后，出水温度(t_wj)_f+1作为加热器的出水温度t_wj的最终值。

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