CN109063286A - 一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法 - Google Patents

一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明是一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法，其特点是，包括基准参数和运行参数的输入环节、发电标准煤耗率的计算、锅炉效率的计算、汽轮机组热耗率的计算、过热蒸汽温度的计算、再热蒸汽温度的计算等内容，与现有技术及分析方法相比，考虑全面，算法构思巧妙，计算方法科学合理而精确，且能够实现给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的准确定量计算，由此可以准确指导锅炉给水温度变化相应的运行调整，以利于锅炉的安全经济运行。

Description

一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法
技术领域
本发明涉及热力设备性能状态监测与诊断领域，具体涉及一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法。
背景技术
电站锅炉给水温度和过再热蒸汽温度作为锅炉进出口的重要运行参数，不仅是反映电厂运行经济性的重要技术指标，也是进行锅炉经济性诊断和锅炉运行优化的重要技术参数。而锅炉过再热蒸汽温度受锅炉给水温度的影响较为敏感，尤其是电站最末级高压加热器的投停，对机组的影响更大。对于运行中的火电机组，在电站最末级高压加热器进行投停操作后，将引起机组过再热蒸汽温度的严重变化，并对机组的安全经济运行构成严重威胁。因此，研究给水温度变化对机组过再热蒸汽温度的定量计算方法对于指导机组的安全经济运行有着重要的现实意义。
目前，尚无有关给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度定量计算方法的相关报导。现有的一些技术资料中虽进行了给水温度变化对锅炉蒸汽温度的影响，但仅是进行了定性的分析，并没有克服和解决给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度定量计算的问题。从而不能实现给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的准确定量计算，更无法准确指导机组最末级高压加热器的投停操作引起给水温度变化后的运行调整，进而使锅炉过再热蒸汽温度严重偏离机组运行的额定参数值，并威胁到锅炉机组的安全经济运行。
发明内容
本发明的目的是，针对目前不能准确反映锅炉给水温度变化对过再热蒸汽温度定量影响的问题和缺陷，为有效指导锅炉运行人员在给水温度变化后的相应操作，尤其在切除高压加热器和投运0号高压加热器后的相关动作，本发明从机组经济运行模型入手，把锅炉过再热蒸汽温度和机组的经济性充分联系起来，并结合全微分理论提出一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法，从而实现了准确定量指示给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量影响。
实现本发明目的采用的技术方案是：一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法，其特征是，它包括的内容有：
a)基准参数和运行参数的输入环节
该环节主要通过基准参数的输入和当下运行参数的输入来满足给水温度变化后过再热蒸汽温度的计算，负荷不同，基准参数和运行参数的差异较大，因此，输入的基准参数和运行参数必须是当下负荷的运行参数，实际计算中也可取不同负荷下设计参数作为基准参数进行输入；
b)发电标准煤耗率的计算
依据热力发电厂，发电标准煤耗率计算表达式(1)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；ηb为锅炉效率；ηP为管道效率；ηt为汽轮机理想循环热效率；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率；
汽轮发电机组热耗率为式(2)：
式中：q为汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；ηt为汽轮机理想循环热效率；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率，
将式(2)带入式(1)得到机组发电标准煤耗率与锅炉效率和汽轮发电机组热耗率之间的关系表达为式(3)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；q为汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；ηb为锅炉效率；ηP为管道效率，
由全微分原理可得到锅炉给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量为：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；q为汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；ηb为锅炉效率；ηP为管道效率；tfw为给水温度，℃；
c)锅炉效率的计算
反平衡热效率计算表示为式(5)：
式中：ηb为锅炉效率；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；Q2为单位质量燃料排烟热损失量，kJ/kg；Q3为单位质量燃料气体未完全燃烧热损失量，kJ/kg；Q4为单位质量燃料固体未完全燃烧热损失量，kJ/kg；Q5为单位质量燃料锅炉散热损失量，kJ/kg；Q6为单位质量燃料灰渣物理显热损失量，kJ/kg；
锅炉给水温度变化后，将导致锅炉排烟温度发生变化，进而引起锅炉热效率发生变化，因此分析和研究给水温度变化对锅炉热效率的影响应主要考虑给水温度变化对锅炉排烟温度的影响，由于锅炉排烟温度发生变化仅影响锅炉排烟热损失和灰渣物理热损失，通过微分原理得到给水温度变化引起锅炉热效率变化量的表达为式(6)：
式中：Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；θpy为锅炉排烟温度，℃；Q2为单位质量燃料排烟热损失量，kJ/kg；Δtfw为给水温度变化量，℃；Q6为单位质量燃料灰渣物理显热损失量，kJ/kg；
省煤器的烟气侧换热效率表示为式(7)：
式中：ηsm为省煤器换热效率；θ′sm为省煤器入口烟气温度，℃；θ′ky为空气预热器入口烟气温度，℃；tfw为给水温度，℃；
空气预热器烟气侧换热效率表示为式(8)：
式中：ηky为空气预热器换热效率；θ′ky为空气预热器入口烟气温度，℃；tk为空气预热器进口空气温度，℃；θpy为锅炉排烟温度，℃；
结合式(7)和式(8)，得锅炉排烟温度为式(9)：
θpy＝(1-ηky)[(1-ηsm)θ′sm+ηsmtfw]+ηkytk (9)
式中：θpy为锅炉排烟温度，℃；ηky为空气预热器换热效率；ηsm为省煤器换热效率；θ′ky为空气预热器入口烟气温度，℃；tk为空气预热器进口空气温度，℃；θ′sm为省煤器入口烟气温度，℃；tfw为给水温度，℃；
由于给水温度变化对省煤器、空气预热器换热影响较小，因此可认为给水温度变化前后省煤器、空气预热器的烟气侧换热效率不变，由式(9)得到在锅炉其他运行参数不变的条件下，仅给水温度变化引起锅炉排烟温度的变化量为式(10)：
式中：Δθpy为给水温度变化引起排烟温度的变化量，℃；ηky为空气预热器换热效率；ηsm为省煤器换热效率；Δtfw为给水温度变化量，℃；
锅炉排烟热热损失量表示为式(11)：
Q2＝(Vgycp.gy+VH20cp.H20)(θpy-t0) (11)
式中：Q2为单位质量燃料排烟热损失量，kJ/kg；Vgy为单位质量燃料产生的干烟气体积，m3/kg；为单位质量燃料产生烟气中所含水蒸汽容积，m3/kg；cp.gy为干烟气从t0到θpy的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；θpy为锅炉排烟温度，℃；为水蒸气从t0到θpy温度间的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；t0为送风机入口空气温度，℃；
不考虑沉降灰量，锅炉灰渣物理热损失量为式(12)：
式中：Q6为单位质量燃料灰渣物理显热损失量，kJ/kg；Aar为燃料收到基灰分含量百分率，％；alz为炉渣中纯灰量占燃煤总灰量的份额，％；tlz为排出炉渣温度，℃；为炉渣中含碳量，％；clz为炉渣比热，kJ/(kg·℃)；afh为随烟气飞灰纯灰量占燃煤总灰量的份额，％；cfh为飞灰比热，kJ/(kg·℃)；为飞灰中含碳量，％；
结合式(5)、式(9)、式(11)和式(12)得给水温度变化引起锅炉热效率变化量的表达为式(13)：
式中：Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；ηky为空气预热器换热效率；ηsm为省煤器换热效率；Vgy为单位质量燃料产生的干烟气体积，m3/kg；为单位质量燃料产生烟气中所含水蒸汽容积，m3/kg；cp.gy为干烟气从t0到θpy的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；θpy为锅炉排烟温度，℃；为水蒸气从t0到θpy温度间的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；t0为送风机入口空气温度，℃；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；Aar为燃料收到基灰分含量百分率，％；afh为随烟气飞灰纯灰量占燃煤总灰量的份额，％；cfh为飞灰比热，kJ/(kg·℃)；
d)汽轮机组热耗率的计算
对于一次再热机组，单位千克蒸汽的吸热量为式(14)：
其中，给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量表示为式(15)：
Δs＝Δsgr+Δszr＝(sgr-sfw)+ar(s″zr-s′zr) (15)
再热蒸汽量与过热蒸汽量的比值表示为式(16)：
式中：Q0为每千克蒸汽的吸热量，kJ/kg；为蒸汽在锅炉中的平均吸热温度，℃；Dgs为过热蒸汽流量，也为给水流量，kg/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Dzr为再热蒸汽流量，kg/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；ar为再热蒸汽量与过热蒸汽量的比值；sgr为过热蒸汽比熵值，kJ/kg·K；sfw为锅炉给水比熵值，kJ/kg·K；s″zr为锅炉再热器出口蒸汽比熵值，kJ/kg·K；s′zr为锅炉再热蒸汽进口比熵值，kJ/kg·K；Δs为给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量，kJ/kg·K；Δsgr为锅炉给水温度变化引起过热蒸汽熵的变化量，kJ/kg·K；Δszr为锅炉给水温度变化引起再热蒸汽熵的变化量，kJ/kg·K；
汽轮发电机组的发电功率表示为式(17)：
式中：Dgs为过热蒸汽流量，t/h；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；T2为蒸汽在冷源的放热温度，℃；Δs为给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量，kJ/kg·K；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率；
由式(14)和式(17)得汽轮发电机组的热耗率表示为式(18)：
式中：Q0为每千克蒸汽的吸热量，kJ/kg；为蒸汽在锅炉中的平均吸热温度，℃；Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；T2为蒸汽在冷源的放热温度，℃；Δs为给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量，kJ/kg·K；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率；
由于给水温度变化后，汽轮发电机组机械效率，绝对内效率、发电机效率变化很小，可近似认为保持不变，仅使给水在锅炉中平均吸热温度发生变化，故将式(18)对平均吸热温度求偏导数得式(19)：
结合式(4)、式(13)及式(19)得到锅炉给水温度发生变化引起发电标准煤耗率的变化量为式(20)：
e)过热蒸汽温度的计算
忽略锅炉排污，锅炉的能量平衡方程表示为式(21)：
BQar.netηb＝1000Dgs(hgr-hfw)+1000Dzr(h″zr-h′zr) (21)
式中：B为锅炉燃料消耗量，kg/h；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；Dgs为过热蒸汽流量，也为给水流量，t/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Dzr为再热蒸汽流量，t/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；
由式(21)变形得到锅炉主蒸汽焓的表达为式(22)：
式中：Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；B为锅炉燃料消耗量，kg/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Dzr为再热蒸汽流量，kg/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；
在一定的锅炉负荷下，当给水温度发生变化，近似认为过热蒸汽和再热蒸汽的吸热量分配比例不变，即过热蒸汽吸热量和再热蒸汽吸热量存在如下关系式(23)：
Dzr(h″zr-h′zr)＝φDgs(hgr-hfw) (23)
式中：Dzr为再热蒸汽流量，kg/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；
将式(23)代入式(22)中得式(24)：
式中：hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；B为锅炉燃料消耗量，kg/h；Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；
由于锅炉燃料量表示为式(25)：
式中：B为锅炉燃料消耗量，kg/h；bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；
在锅炉负荷和煤质成分不变的情况下，由式(24)和式(25)得锅炉给水温度变化引起过热蒸汽焓的变化量为式(26)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；Dgs为过热蒸汽流量，t/h；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；Δhfw为给水温度变化引起的锅炉给水焓值变化量，kJ/kg；Δbs为给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量，g/(kW·h)；Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；ΔDgs为给水温度变化引起过热蒸汽流量的变化量，t/h；
其中，锅炉给水温度变化引起过热蒸汽流量的变化量为式(27)：
式中：ΔDgs为给水温度变化引起过热蒸汽流量的变化量，t/h；为给水温度变化后的过热蒸汽流量，t/h；为给水温度变化后的过热蒸汽温度，K；为给水温度变化前的过热蒸汽温度，K；
给水温度变化后的过热蒸汽焓为式(28)：
式中：为给水温度变化后的过热蒸汽焓，kJ/kg；为基准给水温度对应的过热蒸汽焓，kJ/kg；为给水温度变化引起过热蒸汽焓的变化量，kJ/kg；
f)再热蒸汽温度的计算
采用类似的方法可以推导出再热蒸汽焓的表达式为式(29)：
式中：h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；Qar.net为燃料低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；B为锅炉燃料消耗量，kg/h；Dzr为再热蒸汽流量，t/h；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；
在假定汽轮机高压缸排汽焓不变的情形下，由式(25)和式(29)得到锅炉给水温度变化引起再热蒸汽焓的变化量为式(30)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；ηb为锅炉效率；Dgs为过热蒸汽流量，t/h；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；Δbs为给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量，g/(kW·h)；Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；Dzr为再热蒸汽流量，t/h；Δbs为给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量，g/(kW·h)；ΔDzr为给水温度变化引起再热蒸汽流量的变化量，t/h；
其中，锅炉给水温度变化引起再热蒸汽流量的变化量为式(31)：
式中：ΔDzr为给水温度变化引起再热蒸汽流量的变化量，t/h；为给水温度变化后的再热蒸汽流量，t/h；为给水温度变化后的再热蒸汽温度，K；为给水温度变化前的再热蒸汽温度，K；
给水温度变化后的再热蒸汽焓为式(32)：
式中：为给水温度变化后的再热蒸汽焓，kJ/kg；为基准给水温度对应的再热蒸汽焓，kJ/kg；为给水温度变化引起再热蒸汽焓的变化量，kJ/kg；
由式(28)和式(32)给水温度变化对过热蒸汽温度和再热蒸汽温度影响的定量计算方法。
本发明的一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法基于以下构思：
1.理论和实践均证实，给水温度变化后，将引起锅炉排烟温度和锅炉效率发生变化，并引起锅炉过再热蒸汽温度的变化，从而引起汽轮发电机组热耗率的变化量，最终引起机组发电标准煤耗率和原煤消耗量的变化，这是一个闭环式，且相互之间耦合影响的过程，因此，可以采用闭环迭代思想进行求解；
2.全微分理论可以很好的表达机组给水温度变化引起相关运行参数的变化量，故将闭环式迭代思想和全微分理论相结合，进而给出给水温度变化引起锅炉过再热蒸汽温度的变化量。
本发明的一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法的实现原理是：
1.当给水温度变化后，采用迭代思想，在给定锅炉的给水温度后，首先估计给水温度变化后的锅炉过热蒸汽温度和再热蒸汽温度，继而求解给水温度变化后的锅炉效率和汽轮机热耗率，相继求解给水温度变化后的机组发电标准煤耗率，进而求出给水温度变化后的锅炉过热蒸汽温度和再热蒸汽温度，最后将求解得到的锅炉过热蒸汽温度和再热蒸汽温度与估计值进行比较，若满足精度要求，则停止计算；
2.整个算法的构建基于全微分理论，借助全微分偏差理论计算给水温度变化引起相关参数的变化量，且算法整体形成闭环式的迭代计算框架。
本发明涉及一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法，与现有技术及分析方法相比，考虑全面，算法构思巧妙，计算方法科学合理而精确，且能够实现给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的准确定量计算，由此可以准确指导锅炉给水温度变化相应的运行调整，以利于锅炉的安全经济运行。
附图说明
图1为本发明一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法流程图；
图2为本发明一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法算法求解流程图；
图3为本发明一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法程序简化流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
参照图1～图3，本发明的一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法，包括的内容有：
a)基准参数和运行参数的输入环节
该环节主要通过基准参数的输入和当下运行参数的输入来满足给水温度变化后过再热蒸汽温度的计算。负荷不同，基准参数和运行参数的差异较大，因此，输入的基准参数和运行参数必须是当下负荷的运行参数，实际计算中也可取不同负荷下设计参数作为基准参数进行输入。
所述基准参数包括：基准锅炉效率，基准发电标准煤耗率、基准给水温度、基准再热蒸汽温度、基准汽轮机热耗率、基准排烟温度、基准过热蒸汽温度。
表1 输入基准参数清单
基准锅炉效率 过热蒸汽基准温度(℃)
基准发电标准煤耗率(g/(kW·h)) 再热蒸汽基准温度(℃)
基准给水温度(℃) 基准汽轮机热耗率kJ/(kW·h)
基准排烟温度(℃)
所述运行参数包括：汽轮机排汽温度、管道效率、机械效率、汽轮机相对内效率、发电机电气效率、过量空气系数、飞灰份额、飞灰含碳量、过热器与再热器吸热之比、发电功率、空气预热器烟气侧换热效率、省煤器烟气侧换热效率、再热器进口蒸汽温度、再热蒸汽流量、给水流量、再热出口蒸汽压力、过热出口蒸汽压力、省煤器进口给水压力及煤质成分。
表2 输入运行参数清单
b)发电标准煤耗率的计算
依据热力发电厂，发电标准煤耗率计算表达为式(1)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；ηb为锅炉效率；ηP为管道效率；ηt为汽轮机理想循环热效率；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率。
汽轮发电机组热耗率为式(2)：
式中：q为汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；ηt为汽轮机理想循环热效率；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率。
将式(2)带入式(1)可得到机组发电标准煤耗率与锅炉效率和汽轮发电机组热耗率之间的关系表达为式(3)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；q为汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；ηb为锅炉效率；ηP为管道效率。
由全微分原理可得到锅炉给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量为式(4)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；q为汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；ηb为锅炉效率；ηP为管道效率；tfw为给水温度，℃。
c)锅炉效率的计算
反平衡热效率计算为式(5)：
式中：ηb为锅炉效率；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；Q2为单位质量燃料排烟热损失量，kJ/kg；Q3为单位质量燃料气体未完全燃烧热损失量，kJ/kg；Q4为单位质量燃料固体未完全燃烧热损失量，kJ/kg；Q5为单位质量燃料锅炉散热损失量，kJ/kg；Q6为单位质量燃料灰渣物理显热损失量，kJ/kg。
锅炉给水温度变化后，将导致锅炉排烟温度发生变化，进而引起锅炉热效率发生变化，因此分析和研究给水温度变化对锅炉热效率的影响应主要考虑给水温度变化对锅炉排烟温度的影响。由于锅炉排烟温度发生变化仅影响锅炉排烟热损失和灰渣物理热损失，通过微分原理可得到给水温度变化引起锅炉热效率变化量的表达为式(6)：
式中：Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；θpy为锅炉排烟温度，℃；Q2为单位质量燃料排烟热损失量，kJ/kg；Δtfw为给水温度变化量，℃；Q6为单位质量燃料灰渣物理显热损失量，kJ/kg。
省煤器的烟气侧换热效率表示为式(7)：
式中：ηsm为省煤器换热效率；θ′sm为省煤器入口烟气温度，℃；θ′ky为空气预热器入口烟气温度，℃；tfw为给水温度，℃。
空气预热器烟气侧换热效率表示为式(8)：
式中：ηky为空气预热器换热效率；θ′ky为空气预热器入口烟气温度，℃；tk为空气预热器进口空气温度，℃；θpy为锅炉排烟温度，℃。
结合式(7)和式(8)，得锅炉排烟温度为式(9)：
θpy＝(1-ηky)[(1-ηsm)θ′sm+ηsmtfw]+ηkytk (9)
式中：θpy为锅炉排烟温度，℃；ηky为空气预热器换热效率；ηsm为省煤器换热效率；θ′ky为空气预热器入口烟气温度，℃；tk为空气预热器进口空气温度，℃；θ′sm为省煤器入口烟气温度，℃；tfw为给水温度，℃。
由于给水温度变化对省煤器、空气预热器换热影响较小，因此可认为给水温度变化前后省煤器、空气预热器的烟气侧换热效率不变，由式(9)得到在锅炉其他运行参数不变的条件下，仅给水温度变化引起锅炉排烟温度的变化量为式(10)：
式中：Δθpy为给水温度变化引起排烟温度的变化量，℃；ηky为空气预热器换热效率；ηsm为省煤器换热效率；Δtfw为给水温度变化量，℃。
锅炉排烟热热损失量表示为式(11)：
式中：Q2为单位质量燃料排烟热损失量，kJ/kg；Vgy为单位质量燃料产生的干烟气体积，m3/kg；为单位质量燃料产生烟气中所含水蒸汽容积，m3/kg；cp.gy为干烟气从t0到θpy的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；θpy为锅炉排烟温度，℃；为水蒸气从t0到θpy温度间的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；t0为送风机入口空气温度，℃。
不考虑沉降灰量，锅炉灰渣物理热损失量为式(12)：
式中：Q6为单位质量燃料灰渣物理显热损失量，kJ/kg；Aar为燃料收到基灰分含量百分率，％；alz为炉渣中纯灰量占燃煤总灰量的份额，％；tlz为排出炉渣温度，℃；为炉渣中含碳量，％；clz为炉渣比热，kJ/(kg·℃)；afh为随烟气飞灰纯灰量占燃煤总灰量的份额，％；cfh为飞灰比热，kJ/(kg·℃)；为飞灰中含碳量，％。
结合式(5)、式(9)、式(11)和式(12)得给水温度变化引起锅炉热效率变化量的表达式为式(13)：
式中：Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；ηky为空气预热器换热效率；ηsm为省煤器换热效率；Vgy为单位质量燃料产生的干烟气体积，m3/kg；为单位质量燃料产生烟气中所含水蒸汽容积，m3/kg；cp.gy为干烟气从t0到θpy的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；θpy为锅炉排烟温度，℃；为水蒸气从t0到θpy温度间的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；t0为送风机入口空气温度，℃；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；Aar为燃料收到基灰分含量百分率，％；afh为随烟气飞灰纯灰量占燃煤总灰量的份额，％；cfh为飞灰比热，kJ/(kg·℃)。
d)汽轮机组热耗率的计算
对于一次再热机组，单位千克蒸汽的吸热量为式(14)：
其中，给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量为式(15)：
Δs＝Δsgr+Δszr＝(sgr-sfw)+ar(s″zr-s′zr) (15)
再热蒸汽量与过热蒸汽量的比值为式(16)：
式中：Q0为每千克蒸汽的吸热量，kJ/kg；为蒸汽在锅炉中的平均吸热温度，℃；Dgs为过热蒸汽流量，也为给水流量，kg/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Dzr为再热蒸汽流量，kg/h；h′zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；ar为再热蒸汽量与过热蒸汽量的比值；sgr为过热蒸汽比熵值，kJ/kg·K；sfw为锅炉给水比熵值，kJ/kg·K；s″zr为锅炉再热器出口蒸汽比熵值，kJ/kg·K；s′zr为锅炉再热蒸汽进口比熵值，kJ/kg·K；Δs为给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量，kJ/kg·K；Δsgr为锅炉给水温度变化引起过热蒸汽熵的变化量，kJ/kg·K；Δszr为锅炉给水温度变化引起再热蒸汽熵的变化量，kJ/kg·K。
汽轮发电机组的发电功率为式(17)：
式中：Dgs为过热蒸汽流量，t/h；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；T2为蒸汽在冷源的放热温度，℃；Δs为给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量，kJ/kg·K；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率。
汽轮发电机组的热耗率为式(18)：
式中：Q0为每千克蒸汽的吸热量，kJ/kg；为蒸汽在锅炉中的平均吸热温度，℃；Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；T2为蒸汽在冷源的放热温度，℃；Δs为给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量，kJ/kg·K；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率。
由于给水温度变化后，汽轮发电机组机械效率，绝对内效率、发电机效率变化很小，可近似认为保持不变，仅使给水在锅炉中平均吸热温度发生变化，故将式(18)对平均吸热温度求偏导数得式(19)：
结合式(4)、式(13)及式(19)得到锅炉给水温度发生变化引起发电标准煤耗率的变化量为式(20)：
e)过热蒸汽温度的计算
忽略锅炉排污，锅炉的能量平衡方程表示为(21)：
BQar.netηb＝1000Dgs(hgr-hfw)+1000Dzr(h″zr-h′zr) (21)
式中：B为锅炉燃料消耗量，kg/h；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；Dgs为过热蒸汽流量，也为给水流量，t/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Dzr为再热蒸汽流量，t/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg。
由式(21)变形可得到锅炉主蒸汽焓的表达为式(22)：
式中：Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；B为锅炉燃料消耗量，kg/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Dzr为再热蒸汽流量，kg/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg。
在一定的锅炉负荷下，当给水温度发生变化，近似认为过热蒸汽和再热蒸汽的吸热量分配比例不变，即过热蒸汽吸热量和再热蒸汽吸热量存在关系式(23)：
Dzr(h″zr-h′zr)＝φDgs(hgr-hfw) (23)
式中：Dzr为再热蒸汽流量，kg/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定。
将式(23)代入式(22)中得式(24)：
式中：hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；B为锅炉燃料消耗量，kg/h；Dgs为过热蒸汽流量，kg/h。
由于锅炉燃料量可表示为式(25)：
式中：B为锅炉燃料消耗量，kg/h；bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；Pel为汽轮发电机组电功率，kW。
在锅炉负荷和煤质成分不变的情况下，由式(24)和式(25)得锅炉给水温度变化引起主蒸汽焓的变化量为式(26)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；Dgs为过热蒸汽流量，t/h；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；Δhfw为给水温度变化引起的锅炉给水焓值变化量，kJ/kg；Δbs为给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量，g/(kW·h)；Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；ΔDgs为给水温度变化引起过热蒸汽流量的变化量，t/h。
其中，锅炉给水温度变化引起过热蒸汽流量的变化量为式(27)：
式中：ΔDgs为给水温度变化引起过热蒸汽流量的变化量，t/h；为给水温度变化后的过热蒸汽流量，t/h；为给水温度变化后的过热蒸汽温度，K；为给水温度变化前的过热蒸汽温度，K。
给水温度变化后的过热蒸汽焓为式(28)：
式中：为给水温度变化后的过热蒸汽焓，kJ/kg；为基准给水温度对应的过热蒸汽焓，kJ/kg；为给水温度变化引起过热蒸汽焓的变化量，kJ/kg。
f)再热蒸汽温度的计算
采用类似的方法推导出过热蒸汽焓的表达为式(29)：
式中：h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；Qar.net为燃料低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；B为锅炉燃料消耗量，kg/h；Dzr为再热蒸汽流量，t/h；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定。
在假定汽轮机高压缸排汽焓不变的情形下，由式(25)和式(29)得到锅炉给水温度变化引起再热蒸汽焓的变化量为式(30)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；ηb为锅炉效率；Dgs为过热蒸汽流量，t/h；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；Δbs为给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量，g/(kW·h)；Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；Dzr为再热蒸汽流量，t/h；Δbs为给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量，g/(kW·h)；ΔDzr为给水温度变化引起再热蒸汽流量的变化量，t/h。
其中，锅炉给水温度变化引起再热蒸汽流量的变化量为式(31)：
式中：ΔDzr为给水温度变化引起再热蒸汽流量的变化量，t/h；为给水温度变化后的再热蒸汽流量，t/h；为给水温度变化后的再热蒸汽温度，K；为给水温度变化前的再热蒸汽温度，K。
给水温度变化后的再热蒸汽焓为式(32)：
式中：为给水温度变化后的再热蒸汽焓，kJ/kg；为基准给水温度对应的再热蒸汽焓，kJ/kg；为给水温度变化引起再热蒸汽焓的变化量，kJ/kg。
由式(28)和式(32)得到给水温度变化对过热蒸汽温度和再热蒸汽温度影响的定量计算方法。
计算实例：某600MW超临界直流锅炉的输入基准参数和运行参数如下表1和表2所示。燃烧方式为四角切圆，燃料为褐煤，并设定给水温度变化值为10℃，给水温度上升10℃，即计算模式为定功率计算。
a)基准参数和运行参数的输入环节
该环节主要通过基准参数的输入和当下运行参数的输入来满足给水温度变化后过再热蒸汽温度的计算。负荷不同，基准参数和运行参数的差异较大，因此，输入的基准参数和运行参数必须是当下负荷的运行参数，实际计算中也可取不同负荷下设计参数作为基准参数进行输入。
所述基准参数包括：基准锅炉效率，基准发电标准煤耗率、基准给水温度、基准再热蒸汽温度、基准汽轮机热耗率、基准排烟温度、基准过热蒸汽温度。
表1 输入基准参数清单
基准锅炉效率 0.935 过热蒸汽基准温度(℃) 571
基准发电标准煤耗率(g/(kW·h)) 288.3 再热蒸汽基准温度(℃) 569
基准给水温度(℃) 282 基准汽轮机热耗率kJ/(kW·h) 7730
基准排烟温度(℃) 126.5
所述运行参数包括：汽轮机排汽温度、管道效率、机械效率、汽轮机相对内效率、发电机电气效率、过量空气系数、飞灰份额、飞灰含碳量、过热器与再热器吸热之比、发电功率、空气预热器烟气侧换热效率、省煤器烟气侧换热效率、再热器进口蒸汽温度、再热蒸汽流量、给水流量、再热出口蒸汽压力、过热出口蒸汽压力、省煤器进口给水压力。
表2 输入运行参数清单
b)发电标准煤耗率的计算
该环节主要是推导得出给水温度变化对发电标准煤耗率影响的计算公式，锅炉给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量为式(4)：
式(4)主要由式(1)、式(2)和式(3)联合推导得出，其中式(1)、式(2)和式(3)分别为
c)锅炉效率的计算
在式(4)中，给水温度变化主要引起锅炉效率和汽轮机热耗率的变化，并最终引起机组发电标准煤耗率的变化，该环节主要确定给水温度变化引起锅炉效率的变化量，给水温度变化引起锅炉效率的变化量为式(13)：
式(13)主要由式(5)—式(12)联合推导得出，其中式(5)-式(12)分别为
θpy＝(1-ηky)[(1-ηsm)θ′sm+ηsmtfw]+ηkytk (9)
d)汽轮机组热耗率的计算
在式(4)中，给水温度变化主要引起锅炉效率和汽轮机热耗率的变化，并最终引起机组发电标准煤耗率的变化，该环节主要确定给水温度变化引起汽轮机热耗率的变化量，给水温度变化引起汽轮机热耗率的变化量为式(19)：
式(19)主要由式(14)—式(18)联合推导得出，其中式(14)-公式(18)分别为
Δs＝Δsgr+Δszr＝(sgr-sfw)+ar(s″zr-s′zr) (15)
另外在该环节中，将式(19)和式(13)代入式(4)即得到给水温度变化对机组发电标准煤耗率的具体计算表达式(20)：
e)过热蒸汽温度的计算
该环节主要采用锅炉热平衡，并结合式(4)计算得到的发电标准煤耗率计算过热蒸汽温度，式(28)为锅炉给水温度变化对过热蒸汽焓的计算式，并由过热蒸汽焓和过热蒸汽压力可得到过热蒸汽温度。
给水温度变化后的过热蒸汽焓为式(28)：
以上式(28)是由式(21)—式(27)推导并计算得出，其中式(21)—式(27)分别如下
BQar.netηb＝1000Dgs(hgr-hfw)+1000Dzr(h″zr-h′zr) (21)
Dzr(h″zr-h′zr)＝φDgs(hgr-hfw) (23)
f)再热蒸汽温度的计算
该环节主要采用锅炉热平衡，并结合式(4)计算得到的发电标准煤耗率计算再热蒸汽温度，式(32)为锅炉给水温度变化对再热蒸汽温度的计算式
给水温度变化后的再热蒸汽焓为
以上式(32)是由式(25)、式(29)-式(31)推导并计算得出，其中式(25)、式(29)-式(31)分别如下
本发明的计算机软件程序依据自动化控制、计算机处理技术编制，程序语言是本领域技术人员所熟悉的技术。结合图3，依据如上a环节-f环节所述的计算步骤和给定的给水温度的变化值℃并结合a环节所输入的基准参数和运行参数进行计算，计算结果如表3所示：
表3 给水温度上升10℃的计算结果：结果保留3位有效数字
排烟温度(℃) 128.305 过热蒸汽温度(℃) 586.565
锅炉效率(％) 0.934 再热蒸汽温度(℃) 568.967
发电标准煤耗率(g/(kW·h)) 288.166
由表3可见，本发明所给出的一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法，在机组发电功率一定的情况下，可以很好的定量反映给水温度变化对锅炉过热蒸汽温度和再热蒸汽温度的定量影响。因此，本发明一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法能够较好的定量指示给水温度变化后锅炉蒸汽温度的变化。
本发明的具体实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无需对所有的实施方式予以穷举，而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (1)

1.一种给水温度变化对锅炉过再热蒸汽温度的定量计算方法，其特征是，它包括的内容有：
a)基准参数和运行参数的输入环节
该环节主要通过基准参数的输入和当下运行参数的输入来满足给水温度变化后过再热蒸汽温度的计算，负荷不同，基准参数和运行参数的差异较大，因此，输入的基准参数和运行参数必须是当下负荷的运行参数，实际计算中也可取不同负荷下设计参数作为基准参数进行输入；
b)发电标准煤耗率的计算
依据热力发电厂，发电标准煤耗率计算表达式(1)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；ηb为锅炉效率；ηP为管道效率；ηt为汽轮机理想循环热效率；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率；
汽轮发电机组热耗率为式(2)：
式中：q为汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；ηt为汽轮机理想循环热效率；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率，
将式(2)带入式(1)得到机组发电标准煤耗率与锅炉效率和汽轮发电机组热耗率之间的关系表达为式(3)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；q为汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；ηb为锅炉效率；ηP为管道效率，
由全微分原理可得到锅炉给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量为：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；q为汽轮机热耗率，kJ/(kW·h)；ηb为锅炉效率；ηP为管道效率；tfw为给水温度，℃；
c)锅炉效率的计算
反平衡热效率计算表示为式(5)：
式中：ηb为锅炉效率；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；Q2为单位质量燃料排烟热损失量，kJ/kg；Q3为单位质量燃料气体未完全燃烧热损失量，kJ/kg；Q4为单位质量燃料固体未完全燃烧热损失量，kJ/kg；Q5为单位质量燃料锅炉散热损失量，kJ/kg；Q6为单位质量燃料灰渣物理显热损失量，kJ/kg；
锅炉给水温度变化后，将导致锅炉排烟温度发生变化，进而引起锅炉热效率发生变化，因此分析和研究给水温度变化对锅炉热效率的影响应主要考虑给水温度变化对锅炉排烟温度的影响，由于锅炉排烟温度发生变化仅影响锅炉排烟热损失和灰渣物理热损失，通过微分原理得到给水温度变化引起锅炉热效率变化量的表达为式(6)：
式中：Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；θpy为锅炉排烟温度，℃；Q2为单位质量燃料排烟热损失量，kJ/kg；Δtfw为给水温度变化量，℃；Q6为单位质量燃料灰渣物理显热损失量，kJ/kg；
省煤器的烟气侧换热效率表示为式(7)：
式中：ηsm为省煤器换热效率；θ′sm为省煤器入口烟气温度，℃；θ′ky为空气预热器入口烟气温度，℃；tfw为给水温度，℃；
空气预热器烟气侧换热效率表示为式(8)：
式中：ηky为空气预热器换热效率；θ′ky为空气预热器入口烟气温度，℃；tk为空气预热器进口空气温度，℃；θpy为锅炉排烟温度，℃；
结合式(7)和式(8)，得锅炉排烟温度为式(9)：
θpy＝(1-ηky)[(1-ηsm)θ′sm+ηsmtfw]+ηkytk (9)
式中：θpy为锅炉排烟温度，℃；ηky为空气预热器换热效率；ηsm为省煤器换热效率；θ′ky为空气预热器入口烟气温度，℃；tk为空气预热器进口空气温度，℃；θ′sm为省煤器入口烟气温度，℃；tfw为给水温度，℃；
由于给水温度变化对省煤器、空气预热器换热影响较小，因此可认为给水温度变化前后省煤器、空气预热器的烟气侧换热效率不变，由式(9)得到在锅炉其他运行参数不变的条件下，仅给水温度变化引起锅炉排烟温度的变化量为式(10)：
式中：Δθpy为给水温度变化引起排烟温度的变化量，℃；ηky为空气预热器换热效率；ηsm为省煤器换热效率；Δtfw为给水温度变化量，℃；
锅炉排烟热热损失量表示为式(11)：
式中：Q2为单位质量燃料排烟热损失量，kJ/kg；Vgy为单位质量燃料产生的干烟气体积，m3/kg；为单位质量燃料产生烟气中所含水蒸汽容积，m3/kg；cp.gy为干烟气从t0到θpy的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；θpy为锅炉排烟温度，℃；为水蒸气从t0到θpy温度间的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；t0为送风机入口空气温度，℃；
不考虑沉降灰量，锅炉灰渣物理热损失量为式(12)：
式中：Q6为单位质量燃料灰渣物理显热损失量，kJ/kg；Aar为燃料收到基灰分含量百分率，％；alz为炉渣中纯灰量占燃煤总灰量的份额，％；tlz为排出炉渣温度，℃；为炉渣中含碳量，％；clz为炉渣比热，kJ/(kg·℃)；afh为随烟气飞灰纯灰量占燃煤总灰量的份额，％；cfh为飞灰比热，kJ/(kg·℃)；为飞灰中含碳量，％；
结合式(5)、式(9)、式(11)和式(12)得给水温度变化引起锅炉热效率变化量的表达为式(13)：
式中：Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；ηky为空气预热器换热效率；ηsm为省煤器换热效率；Vgy为单位质量燃料产生的干烟气体积，m3/kg；为单位质量燃料产生烟气中所含水蒸汽容积，m3/kg；cp.gy为干烟气从t0到θpy的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；θpy为锅炉排烟温度，℃；为水蒸气从t0到θpy温度间的平均定压比热，kJ/(m3·℃)；t0为送风机入口空气温度，℃；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；Aar为燃料收到基灰分含量百分率，％；afh为随烟气飞灰纯灰量占燃煤总灰量的份额，％；cfh为飞灰比热，kJ/(kg·℃)；
d)汽轮机组热耗率的计算
对于一次再热机组，单位千克蒸汽的吸热量为式(14)：
其中，给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量表示为式(15)：
Δs＝Δsgr+Δszr＝(sgr-sfw)+ar(s″zr-s′zr) (15)
再热蒸汽量与过热蒸汽量的比值表示为式(16)：
式中：Q0为每千克蒸汽的吸热量，kJ/kg；为蒸汽在锅炉中的平均吸热温度，℃；Dgs为过热蒸汽流量，也为给水流量，kg/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Dzr为再热蒸汽流量，kg/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；ar为再热蒸汽量与过热蒸汽量的比值；sgr为过热蒸汽比熵值，kJ/kg·K；sfw为锅炉给水比熵值，kJ/kg·K；s″zr为锅炉再热器出口蒸汽比熵值，kJ/kg·K；s′zr为锅炉再热蒸汽进口比熵值，kJ/kg·K；Δs为给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量，kJ/kg·K；Δsgr为锅炉给水温度变化引起过热蒸汽熵的变化量，kJ/kg·K；Δszr为锅炉给水温度变化引起再热蒸汽熵的变化量，kJ/kg·K；
汽轮发电机组的发电功率表示为式(17)：
式中：Dgs为过热蒸汽流量，t/h；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；T2为蒸汽在冷源的放热温度，℃；Δs为给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量，kJ/kg·K；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率；
由式(14)和式(17)得汽轮发电机组的热耗率表示为式(18)：
式中：Q0为每千克蒸汽的吸热量，kJ/kg；为蒸汽在锅炉中的平均吸热温度，℃；Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；T2为蒸汽在冷源的放热温度，℃；Δs为给水温度变化引起过热蒸汽和再热蒸汽熵的总变化量，kJ/kg·K；ηoi为汽轮机相对内效率；ηm为机械效率；ηg为电气效率；
由于给水温度变化后，汽轮发电机组机械效率，绝对内效率、发电机效率变化很小，可近似认为保持不变，仅使给水在锅炉中平均吸热温度发生变化，故将式(18)对平均吸热温度求偏导数得式(19)：
结合式(4)、式(13)及式(19)得到锅炉给水温度发生变化引起发电标准煤耗率的变化量为式(20)：
e)过热蒸汽温度的计算
忽略锅炉排污，锅炉的能量平衡方程表示为式(21)：
BQar.netηb＝1000Dgs(hgr-hfw)+1000Dzr(h″zr-h′zr) (21)
式中：B为锅炉燃料消耗量，kg/h；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；Dgs为过热蒸汽流量，也为给水流量，t/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Dzr为再热蒸汽流量，t/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；
由式(21)变形得到锅炉主蒸汽焓的表达为式(22)：
式中：Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；B为锅炉燃料消耗量，kg/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Dzr为再热蒸汽流量，kg/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；
在一定的锅炉负荷下，当给水温度发生变化，近似认为过热蒸汽和再热蒸汽的吸热量分配比例不变，即过热蒸汽吸热量和再热蒸汽吸热量存在如下关系式(23)：
Dzr(h″zr-h′zr)＝φDgs(hgr-hfw) (23)
式中：Dzr为再热蒸汽流量，kg/h；h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；
将式(23)代入式(22)中得式(24)：
式中：hgr为锅炉最末级过热器出口过热蒸汽焓值，kJ/kg；hfw为锅炉给水焓值，kJ/kg；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；B为锅炉燃料消耗量，kg/h；Dgs为过热蒸汽流量，kg/h；
由于锅炉燃料量表示为式(25)：
式中：B为锅炉燃料消耗量，kg/h；bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；
在锅炉负荷和煤质成分不变的情况下，由式(24)和式(25)得锅炉给水温度变化引起过热蒸汽焓的变化量为式(26)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；Qar.net为燃料的低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；Dgs为过热蒸汽流量，t/h；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；Δhfw为给水温度变化引起的锅炉给水焓值变化量，kJ/kg；Δbs为给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量，g/(kW·h)；Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；ΔDgs为给水温度变化引起过热蒸汽流量的变化量，t/h；
其中，锅炉给水温度变化引起过热蒸汽流量的变化量为式(27)：
式中：ΔDgs为给水温度变化引起过热蒸汽流量的变化量，t/h；为给水温度变化后的过热蒸汽流量，t/h；为给水温度变化后的过热蒸汽温度，K；为给水温度变化前的过热蒸汽温度，K；
给水温度变化后的过热蒸汽焓为式(28)：
式中：为给水温度变化后的过热蒸汽焓，kJ/kg；为基准给水温度对应的过热蒸汽焓，kJ/kg；为给水温度变化引起过热蒸汽焓的变化量，kJ/kg；
f)再热蒸汽温度的计算
采用类似的方法可以推导出再热蒸汽焓的表达式为式(29)：
式中：h″zr为再热蒸汽出口焓值，kJ/kg；h′zr为再热蒸汽进口焓值，kJ/kg；Qar.net为燃料低位发热量，kJ/kg；ηb为锅炉效率；B为锅炉燃料消耗量，kg/h；Dzr为再热蒸汽流量，t/h；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；
在假定汽轮机高压缸排汽焓不变的情形下，由式(25)和式(29)得到锅炉给水温度变化引起再热蒸汽焓的变化量为式(30)：
式中：bs为机组发电标准煤耗率，g/(kW·h)；Pel为汽轮发电机组电功率，kW；ηb为锅炉效率；Dgs为过热蒸汽流量，t/h；φ为过热蒸汽和再热蒸汽吸热比例，一定负荷下可由设计参数确定；Δbs为给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量，g/(kW·h)；Δηb为给水温度引起锅炉效率变化量；Dzr为再热蒸汽流量，t/h；Δbs为给水温度变化引起机组发电标准煤耗率的变化量，g/(kW·h)；ΔDzr为给水温度变化引起再热蒸汽流量的变化量，t/h；
其中，锅炉给水温度变化引起再热蒸汽流量的变化量为式(31)：
式中：ΔDzr为给水温度变化引起再热蒸汽流量的变化量，t/h；为给水温度变化后的再热蒸汽流量，t/h；为给水温度变化后的再热蒸汽温度，K；为给水温度变化前的再热蒸汽温度，K；
给水温度变化后的再热蒸汽焓为式(32)：
式中：为给水温度变化后的再热蒸汽焓，kJ/kg；为基准给水温度对应的再热蒸汽焓，kJ/kg；为给水温度变化引起再热蒸汽焓的变化量，kJ/kg；
由式(28)和式(32)给水温度变化对过热蒸汽温度和再热蒸汽温度影响的定量计算方法。
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