《燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则》

ICS27.010

CCSF01

DL

中华人民共和国电力行业标准

DL/TXXXX-YYYY

燃煤机组烟气余热梯级利用系统

能效分析导则

Guidanceforenergyefficiencyanalysisofthecascadeutilization

systemoffluegaswasteheatofcoal-firedunits

（征求意见稿）

20XX—XX—XX实施

20XX—XX—XX发布

发布

国家能源局前言

本文件按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

本文件由中国电力企业联合会提出。

本文件由电力行业节能标准化技术委员会（DL/TC46）归口。

本文件起草单位：国网湖南省电力有限公司电力科学研究院、西安交通大学、华北电力大学、湖

南省湘电试验研究院有限公司。

本文件主要起草人：

本文件为首次发布。

本文件在执行过程中的意见或建议反馈到中国电力企业联合会标准化管理中心（北京市白广路二

条一号，100761）。

II燃煤机组烟气余热梯级利用系统能效分析导则

1范围

本文件规定了燃煤机组烟气余热梯级利用系统，基于热力学第一定律和第二定律的能效分析指标

及其计算方法。

本文件适用于燃煤机组烟气余热梯级利用系统设计和运行的能效分析。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文

件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适

用于本文件。

GB/T2587用能设备能量平衡通则

GB/T2588设备热效率计算通则

GB/T2589综合能耗计算通则

GB/T3484企业能量平衡通则

GB/T8117汽轮机热力性能验收试验规程

GB/T10184电站锅炉性能试验规程

GB/T14909能量系统㶲分析技术导则

GB/T30716能量系统绩效评价通则

GB/T39091工业余热梯级综合利用导则

DL/T606火力发电厂能量平衡导则

DL/T904火力发电厂技术经济指标计算方法

DL/T1616火力发电机组性能试验导则

DL/T1629火电机组供电煤耗率构成分析技术导则基于热力学第二定律方法

DL/T2169火力发电厂烟气余热梯级利用系统节能量计算方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

烟气余热梯级利用系统fluegaswasteheatcascadeutilizationsystem

设置与空气预热器并列的旁路烟气通道，在其中布置高压、低压省煤器，分别加热给水、凝结水，

提高烟气余热利用的能量品位；在空气预热器下游烟气通道和进口空气通道之间，设置前置式空气预

热器，或低低温省煤器联合暖风器，用以加热锅炉进口空气的热力系统和布置方式。

3.2

前置式空气预热器front-locatedairpreheater

布置在空气预热器出口烟道与进口风道之间，采用热管或由循环泵驱动的水/有机工质作为媒介的

中间介质换热装置。

3.3

低低温省煤器low-lowtemperatureeconomizer

布置于锅炉尾部烟道空气预热器后、电除尘器前，吸收锅炉烟气余热，加热汽轮机回热系统部分

凝结水的余热利用装置。

13.4

㶲分析exergyanalysis

对能量系统㶲的传递、利用和损失等情况进行的分析。以状态函数㶲为量化工具的热力学第二定

律过程能量分析方法。该方法以能量不仅具有“数量”，而且具有“质量”的概念，借助㶲效率、㶲

损失及其在系统中的分布、能的品位等指标，剖析和评估系统中能的贬值情况及其能量利用的热力学

完善程度，提出高质量用能的改进措施。（GB/T14909）

4能效分析的实施步骤

4.1燃煤机组烟气余热梯级利用系统的能效分析实施过程应符合GB/T2587、GB/T2588、GB/T

2589、GB/T3484、GB/T14909的相关要求。

4.2能效分析的实施步骤为：

a)确定体系。明确分析的对象，体系的边界、子系统的分割方式，以及穿过系统边界的所有物

质和能量，并用示意图标明所选取体系的范围。

b)明确环境基准。一般应采用本文件规定的环境参考态，若采用其他基准态应予以说明。

c)说明计算依据。说明所使用的热力学基础数据（如，物质的比热容、焓值、熵值等）的来源。

列出直接应用本标准的计算公式或由本标准定义外延得到的计算关系式。

d)建立平衡关系。分析体系与外界的质量、能量交换；标明和计算出穿过边界的各股物质流的

流量和成分；通过测定或计算得到的温度、压力等状态参数，得到通过系统边界的能流，包

括功量、热量和物流携带的焓值；在体系能量平衡的基础上，建立体系的㶲平衡关系，确定

各项输入、输出㶲以及㶲损失，必要时应画出相应的能流图、㶲流图。

e)指标计算。计算各主要设备、子系统和全厂的热效率、㶲效率、㶲损失率等指标。

f)结果分析和改进。根据计算结果，分析系统能效水平，以及㶲损失的部位、大小和原因，为

改善过程和系统的能耗水平提出改进方向和措施。

5能效分析对象的系统构型和边界划分

5.1能效分析对象的系统构型

5.1.1本文件所述燃煤机组烟气余热梯级利用系统的典型构型如附录A所示。

5.1.2典型构型为，设置空气预热器旁路烟气通道，在其中布置高压、低压省煤器，分别加热给水、

凝结水，提高烟气余热利用的能量品位；设置前置式空气预热器、抽汽暖风器、低低温省煤器联合暖

风器等，用以加热进入锅炉的空气介质。

5.1.3典型构型的系统流程如下：

a)烟气侧流程为：设置与回转式空气预热器并联的旁路烟道，进口烟气一部分通过回转式空气

预热器，其余部分通过旁路烟道内的高压换热器、低压换热器。烟气汇流后，通过烟气与一

次风/二次风间设置的前置式空气预热系统，加热进口一次风、二次风，烟气温度降低至酸露

点腐蚀安全温度，进入电除尘器等下游烟气处理环节。

b)空气侧流程为，环境空气从低温到高温依次通过前置式空气预热系统，一次风、二次风蒸汽

暖风器，回转式空气预热器等。

c)对一次风流程，部分机组在回转式空气预热器出口设置了一次风工质换热器，加热机组给水，

同时将一次风温度降低至制粉系统要求的水平；对二次风流程，部分机组在回转式空气预热

器出口设置了抽汽-空气加热器，将空气预热器出口二次风加热至燃烧系统需要的温度水平。

5.2能效分析边界划分

5.2.1设备的边界

燃煤机组中各热力设备的边界包括，该设备外表面与环境的分界面，进、出该设备的工质（介质）

管道截面，轴功率输入/输出截面等。

5.2.2子系统的边界

5.2.2.1烟气余热梯级利用系统

2系统进口空气边界为，一次风机、送风机出口截面。

系统进口烟气边界为，空气预热器和旁路烟道进口截面。

系统进口工质边界为，旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽汽暖风器，一次风工

质换热器，二次风抽汽加热器等换热器的给水、凝结水、抽汽进口截面。

系统出口空气边界为，制粉系统进口空气截面，锅炉二次风箱进口空气截面。

系统出口烟气边界为，前置式空气预热器出口烟气截面，或其下游最后一级烟气换热器出口截面。

系统出口工质边界为，旁路烟道高压换热器、低压换热器，低温省煤器，抽汽暖风器，一次风工

质换热器，二次风抽汽加热器等换热器的给水、凝结水、抽汽出口截面。

5.2.2.2锅炉子系统（燃料燃烧与传热）

系统进口空气边界为，制粉系统进口空气截面，锅炉二次风箱进口空气截面。

系统进口燃料边界为，制粉系统入炉煤进口截面，其他燃料系统进口管道截面。

系统进口工质边界为，给水、减温水、再热蒸汽进口管道截面。

系统出口烟气边界为，空气预热器和旁路烟道进口截面。

系统出口工质边界为，主蒸汽、再热蒸汽出口管道截面。

5.2.2.3汽轮机子系统（热能输入和热功转化）

系统进口工质边界为，锅炉主蒸汽、再热蒸汽出口管道截面，循环水进口截面；旁路烟道高压换

热器、低压换热器，低温省煤器，抽汽暖风器，一次风工质换热器，二次风抽汽加热器的给水、凝结

水、抽汽管道的汽轮机侧进口截面。

系统出口工质边界为，锅炉给水、再热蒸汽进口管道截面，循环水出口截面；旁路烟道高压换热

器、低压换热器，低温省煤器，抽汽暖风器，一次风工质换热器，二次风抽汽加热器的给水、凝结水、

抽汽管道的汽轮机侧出口截面。

系统出口电功率边界为，发电机电能输出截面。

5.2.3机组的边界

系统输入燃料的边界为，机组入炉煤进口截面；其他燃料的进口管道截面。

系统与环境大气的边界为，风机的环境空气吸入截面；热力设备外表面与环境大气的接触面；机

组排放烟气进入环境大气的截面等。

系统输出电能的边界为，发电机电能输出截面。

系统输出热能的边界为，系统向热用户输出载能工质的计量装置进口截面。

6能效分析指标

6.1烟气余热回收量

烟气余热梯级利用系统中，各换热设备和系统的烟气进口、出口焓值变化量，即为各换热设备和

系统的烟气余热回收量。

�=�∙ℎ−ℎ

푓푓푓,푖푓,표�

………………（1）

式中：

�——各换热设备和系统的烟气余热回收量，kW；

푓

�——烟气质量流率，kg/s；

푓

ℎ——各换热设备和系统的进口烟气比焓，kJ/kg；

푓,푖

ℎ——各换热设备和系统的出口烟气比焓，kJ/kg。

푓,표�

6.2评价㶲效率

各换热设备和系统中，利用的或收益㶲，与耗费的或支付㶲的比值，为设备和系统的评价㶲效率。

3�

�,푖

�=

��,��

�

�,푝

………………（2）

式中：

�

——评价㶲效率，无量纲；

��,��

�——利用的或收益㶲，kW；

�,푖

�——耗费的或支付㶲，kW。

�,푝

6.3㶲损失和㶲损失系数

各换热设备和系统中，支付㶲与收益㶲之差，为设备和系统的㶲损失，

Δ�=�−�

�,푙표�,푝�,푖

………………（3）

式中：

Δ�——㶲损失，kW。

�,푙표

㶲损失与支付㶲的比值，为㶲损失系数，

훥�

�,푙표

�=

��

�

�,푝

………………（4）

式中：

�——㶲损失系数，无量纲。

��

6.4烟气余热利用过程的能级

烟气余热利用过程中，体系的㶲值变化与焓值变化之比，为烟气余热利用过程的能级。

훥�

�

푝�표

�=

훥

푝�표

………………（5）

式中：

�——烟气余热利用过程的能级，无量纲；

훥�——烟气余热利用过程的㶲值变化，kW；

�

푝�표

Δ——烟气余热利用过程的焓值变化，kW。

푝�표

6.5能级平衡系数

烟气余热梯级利用系统的能量品位差值为，

Δ�=�−�

푖표�

………………（6）

式中：

Δ�——烟气余热利用过程的能级差值，无量纲；

�——烟气余热利用过程中，输入热力设备或系统的能级，无量纲；

푖

�——烟气余热利用过程中，获得的能级，无量纲。

표�

烟气余热梯级利用系统的能级平衡系数为，

Δ�

�=

�

푖

………………（7）

式中：

4�——烟气余热梯级利用系统的能级平衡系数，无量纲。

能级平衡系数为评价能量利用合理性的指标。能级平衡系数绝对值越小，能量利用过程越合理。

6.6烟气余热梯级利用系统的热-功转换效率

采用烟气余热梯级利用系统的燃煤机组，汽轮机内功率增量与烟气余热梯级利用系统进口、出口

烟气㶲值差的比值，为烟气余热梯级利用系统的热-功转换效率。

Δ�

ℎ,��푖

�=

푐표�

�−�

�,푓,푖�,푓,표�

………………（8）

式中：

�——烟气余热梯级利用系统的热-功转换效率，无量纲；

푐표�

Δ�——汽轮机内功率增量，kW；

ℎ,��푖

�——烟气余热梯级利用系统进口烟气的㶲值，kW；

�,푓,푖

�——烟气余热梯级利用系统出口烟气的㶲值，kW。

�,푓,표�

6.7机组的整体㶲效率

机组的整体㶲效率为，

�

�,�

�=

��,푝푙

�

�,푓��푙

………………（9）

式中：

�——燃煤发电机组的整体㶲效率，无量纲；

��,푝푙

�——燃煤发电机组的净输出功率，kW；

�,�

�——燃煤发电机组的输入燃料㶲值，kW。

�,푓��푙

7能效分析指标的计算

7.1计算基准

本文件规定能量平衡计算和㶲平衡计算的基准态温度为298.15K（25℃），基准压力为0.1MPa。

燃料发热量以其低位发热量为基准计算。

基准物质体系规定为，大气物质所含元素的基准物质取大气中的对应成分，其组成参见GB/T

14909，即在上述温度和压力条件下的饱和湿空气；氢的基准物质是液态水；其他元素的基准物质为

GB/T14909中所列的纯物质。

标准大气气态组成成分的摩尔浓度如表1所示。

表1标准大气气态组成成分及摩尔浓度

组成成分摩尔浓度

N0.7567

2

O0.2035

2

HO0.0303

2

Ar0.0091

CO0.0003

2

7.2焓值的计算

燃煤机组中，燃料燃烧空气、燃烧生成烟气的焓值计算方法，按GB/T10184执行。

水和水蒸汽热力学性质按国际公式化委员会提供的IAPWS-IF97或IFC67计算公式计算。

57.3㶲值的计算

7.3.1工质的㶲值

工质（蒸汽、给水）的㶲值，按GB/T14909和DL/T1629的方法计算。

��=�∙ℎ−ℎ−�−

0

푤�푤�푤�푤�,0푤�푤�,0

………………（10）

式中：

��——工质（蒸汽、给水）的㶲值，kW；

푤�

�

——工质（蒸汽、给水）的质量流率，kg/s；

푤�

ℎ——工质比焓，kJ/kg；

푤�

ℎ——工质在基准状态下的比焓，kJ/kg；

푤�,0

——工质比熵，kJ/(kgK)；

푤�

——工质在基准状态下的比熵，kJ/(kgK)。

푤�,0

7.3.2燃料㶲

7.3.2.1燃料㶲包括燃料显热㶲、化学㶲，以及燃烧产物在标准状态空气中的扩散㶲。

7.3.2.2本文件忽略燃料的扩散㶲、显热㶲，只计算其化学㶲，

��=�∙�

푓��푙푓��푙�,푓��푙

………………（11）

式中：

��——燃料的㶲值，kW；

푓��푙

�——燃料的质量流率，kg/s；

푓��푙

�——燃料的比㶲，kJ/kg。

�,푓��푙

7.3.2.3当燃料的元素分析已知时，其比㶲可采用下列公式近似计算：

——液体燃料：

푤푤푤

��

�=�1.0038+0.1365+0.0308+0.0104

�,푓��푙,푙�,�

푤푤푤

푐푐푐

………………（12）

式中：

�——液体燃料的比㶲，kJ/kg；

�,푓��푙,푙

�——燃料的收到基低位发热量，kJ/kg；

�,�

푤——燃料中氢元素的质量分数，无量纲；

푤——燃料中氧元素的质量分数，无量纲；

�

푤——燃料中硫元素的质量分数，无量纲；

�

푤——燃料中碳元素的质量分数，无量纲。

푐

——固体燃料：

푤푤푤

��

�=�1.0064+0.1519+0.0616+0.0429

�,푓��푙,�,�

푤푤푤

푐푐푐

………………（13）

式中：

�——固体燃料的比㶲，kJ/kg；

�,푓��푙,

푤——燃料中氮元素的质量分数，无量纲。

�

——气体燃料：

6�=0.95�………………（14）

�,푓��푙,�,�

式中：

�——气体燃料的比㶲，kJ/kg。

�,푓��푙,

7.3.3湿空气的㶲值

具有压力푝、温度�和相对湿度�的湿空气，可逆地变化到基准环境状态（푝、�和�），所能

000

做的最大有用功，为该状态下湿空气所具有的㶲。

湿空气的㶲包括化学㶲和物理㶲，本文件只考虑其具有的物理㶲。

单位质量干空气对应的湿空气比焓为，

ℎ=ℎ+�∙ℎ………………（15）

,푤,�,�푤�

式中：

ℎ——单位质量干空气对应的湿空气比焓，kJ/kg；

,푤

ℎ——干空气的比焓，kJ/kg；

,�

ℎ——水蒸气的比焓，kJ/kg；

푤�

�——湿空气的含湿量，即单位质量干空气对应的水蒸气含量，kg水蒸气/kg干空气。

,�

空气的水分含量通过测量的入口空气干球、湿球温度，或干球温度、相对湿度得到，或测量得到

相对湿度时，通过下式计算：

�푝100

,���,

�=0.622

,�

푝−�푝100

,���,

………………（16）

式中：

�——湿空气的相对湿度，%；

,��

푝——环境大气压力，Pa；

푝——在环境大气温度下的水蒸气饱和压力，Pa；在0℃～50℃范围内，可由下式计算：

�,

2−23−44

푝=611.7927+42.7809∙+1.6883∙+1.2079×10∙+6.1637×10∙

�,

………………（17）

式中：

——环境空气温度，℃。

未饱和湿空气的比熵计算式如下：

=+�∙………………（18）

,푤,�,

式中：

——湿空气的比熵，kJ/kgK；

,푤

——干空气的比熵，查热力学性质表得到，kJ/kgK；

,�

——饱和湿空气的比熵，查热力学性质表得到，kJ/kgK；

,

�——湿空气的饱和度，即环境大气压力和温度下，湿空气的最大含湿量，kg水蒸气/kg干空气。

湿空气的比㶲为，

�=ℎ−ℎ−�∙−………………（19）

0

�,,푤,푤,푤,0,푤,푤,0

式中：

�——湿空气的比㶲，kJ/kg；

�,,푤

ℎ

——湿空气在基准状态下的比焓，kJ/kg；

,푤,0

——湿空气在基准状态下的比熵，kJ/kgK。

,푤,0

湿空气的㶲值为，

��=�∙�

�,,푤

………………（20）

7式中：

��——空气的㶲值，kW；

�——空气的质量流率，kg/s。

7.3.4燃料燃烧产物的㶲值

如无特别说明，本文件所述燃料燃烧产物的㶲值，仅指其具有的物理㶲。

燃料燃烧的气态产物，其㶲值为各组成成分㶲值的质量加权值，

�=푤∙�

�,푓푖,푓�,푖,푓

푖

………………（21）

式中：

�——燃料燃烧气态产物的单位质量的㶲值，kJ/kg；

�,푓

푤——燃料燃烧气态产物中，组成成分i的质量分数，kg/kg；

푖,푓

�——燃料燃烧气态产物中，组成成分i的比㶲值，kJ/kg。

�,푖,푓

本文件将燃料燃烧的气态产物作为理想气体处理，其单位质量的㶲值可近似计算为，

�푝

푓푓

�=푐∙�−�−�∙푐∙푙−�∙푙

00

�,푖,푓푝,푖,푓푓푝,푖,푓푖,푓

�푝

00

………………（22）

式中：

�——燃料燃烧气态产物的温度，K；

푓

푝——燃料燃烧气态产物的压力，Pa；

푓

�——燃料燃烧气态产物中，组成成分i的气体常数，kJ/kgK；

푖,푓

푝——基准状态下的压力，Pa；

0

푐——燃料燃烧气态产物中，组成成分i的质量比定压热容，kJ/kgK；可根据经验多项式确

푝,푖,푓

定，

�

234

푐=�+��+��+��+��

푝,푖,푓푖푖푓푖푖푖

푓푓푓

�

푖,푓

………………（23）

式中：

�——通用气体常数，8.314kJ/(kmol·K)；

�——燃料燃烧气态产物中，组成成分i的摩尔质量，kg/kmol；

푖,푓

�、�、�、�、�——燃料燃烧气态产物中，组成成分i的比热容计算常数，具体数值见附录

푖푖푖푖푖

B。

燃料燃烧气态产物的㶲值为，

�=�∙�………………（24）

�,푓푓�,푓

式中：

�——燃料燃烧气态产物的㶲值，kW；

�,푓

�

——燃料燃烧气态产物的质量流率，kg/s；由燃料燃烧计算或现场测试确定。

푓

7.4热力设备和过程的能效指标计算

7.4.1换热器

7.4.1.1间壁式换热器（旁路烟道高压、低压换热器）

7.4.1.1.1能量平衡和㶲平衡

间壁式换热器的典型流程如图1。

8图1间壁式换热器示意

间壁式换热器的能量平衡关系为，

�=�∙ℎ−ℎ

푐푐푐,표�푐,푖

………………（25）

�=�∙ℎ−ℎ

ℎℎ

ℎ,푖ℎ,표�

………………（26）

�=�………………（27）

ℎ

푐

式中：

�、�——冷、热流体的换热量，kW；

ℎ

푐

��

、——冷、热流体的质量流率，kg/s；

ℎ

푐

ℎ、ℎ——冷流体的进口、出口比焓，kJ/kg；

푐,푖푐,표�

ℎ、ℎ——热流体的进口、出口比焓，kJ/kg。

ℎ,푖ℎ,표�

间壁式换热器的㶲平衡关系为，

��+��=��+��+∆��

ℎ,푖푐,푖ℎ,표�푐,표�ℎ�

………………（28）

式中：

��、��——热流体的进口、出口㶲值，kW；

ℎ,푖ℎ,표�

��、��——冷流体的进口、出口㶲值，kW；

푐,푖푐,표�

∆��——间壁式换热器的总㶲损失，kW。

ℎ�

7.4.1.1.2评价㶲效率

忽略换热器的散热损失，间壁式换热器的总㶲损失为，

∆��=�∙�−�+�∙�−�

ℎ

ℎ�ℎ,푖ℎ,표�푐푐,푖푐,표�

………………（29）

式中：

�、�——换热器中，冷流体的进口、出口比㶲值，kJ/kg；

푐,푖푐,표�

�、�——换热器中，热流体的进口、出口比㶲值，kJ/kg。

ℎ,푖ℎ,표�

间壁式换热器的评价㶲效率为，

훥���∙�−�

푐푐푐,표�푐,푖

�==

��,ℎ�

훥��

�∙�−�

ℎ

ℎ

ℎ,푖ℎ,표�

………………（30）

式中：

�——间壁式换热器的评价㶲效率，无量纲；

��,ℎ�

훥��、훥��——冷、热流体的㶲值变化，kW。

ℎ

푐

7.4.1.2回转式空气预热器

7.4.1.2.1能量平衡和㶲平衡

回转式空气预热器的典型流程如图2。

9图2回转式空气预热器示意

二分仓空气预热器的能量平衡关系为，

�=�∙ℎ−ℎ………………（31）

푓,푝ℎ푓,푝ℎ,푖푓,푝ℎ,푖푓,푝ℎ,표�,푙

�=�∙ℎ−ℎ………………（32）

,푝ℎ,푝ℎ,표�,푝ℎ,표�,푝ℎ,푖

�=�………………（33）

푓,푝ℎ,푝ℎ

式中：

�——空气预热器中，烟气放出的热量，kW；

푓,푝ℎ

�——空气预热器中，空气吸收的热量，kW；

,푝ℎ

�——空气预热器进口烟气的质量流率，kg/s；

푓,푝ℎ,푖

�——空气预热器出口空气的质量流率，kg/s；

,푝ℎ,표�

ℎ、ℎ——空气预热器进口烟气、进口空气比焓，kJ/kg；

푓,푝ℎ,푖,푝ℎ,푖

ℎ

——空气预热器出口空气比焓，kJ/kg；

,푝ℎ,표�

ℎ——空气预热器在无漏风条件下的出口烟气比焓，kJ/kg，采用下式计算，

푓,푝ℎ,표�,푙

ℎ=ℎ+�∙ℎ−ℎ………………（34）

푓,푝ℎ,표�,푙푓,푝ℎ,표�푙,푝ℎ,푝ℎ,푓,표�,푝ℎ,푖

式中：

ℎ——空气预热器出口烟气比焓，kJ/kg；

푓,푝ℎ,표�

ℎ——空气预热器漏风在出口烟气温度下的比焓，kJ/kg；

,푝ℎ,푓,표�

�——空气预热器的漏风率，无量纲，定义如下，

푙,푝ℎ

훥�

,푝ℎ,푙

�=

푙,푝ℎ

�

푓,푝ℎ,푖

………………（35）

式中：

훥�——空气预热器漏风量，kg/s。

,푝ℎ,푙

多分仓（三分仓、四分仓）空气预热器的能量平衡关系为，

�=�+�………………（36）

푓,푝ℎ,푝,푝ℎ,,푝ℎ

�=�∙ℎ−ℎ………………（37）

,푝,푝ℎ,푝,푝ℎ,표�,푝,푝ℎ,표�,푝,푝ℎ,푖

�=�∙ℎ−ℎ………………（38）

,,푝ℎ,,푝ℎ,표�,,푝ℎ,표�,,푝ℎ,푖

式中：

10�、�——空气预热器中，一次风、二次风空气吸收的热量，kW；

,푝,푝ℎ,,푝ℎ

�、�——空气预热器出口一次风、二次风空气质量流率，kg/s；

,푝,푝ℎ,표�,,푝ℎ,표�

ℎ、ℎ——空气预热器一次风空气进口、出口比焓，kJ/kg；

,푝,푝ℎ,푖,푝,푝ℎ,표�

ℎ、ℎ——空气预热器二次风空气进口、出口比焓，kJ/kg。

,,푝ℎ,푖,,푝ℎ,표�

多分仓（三分仓、四分仓）空气预热器的加权平均漏风温度为，

훥�훥�

,푝,푝ℎ,푙,,푝ℎ,푙

=∙+∙

,푝ℎ,푙,푝,푝ℎ,푖,,푝ℎ,푖

훥�훥�

,푝ℎ,푙,푝ℎ,푙

………………（39）

式中：

——空气预热器质量加权的漏风温度，℃；

,푝ℎ,푙

훥�——空气预热器一次风空气向烟气侧的泄漏率，kg/s，采用设备制造厂家的计算或估

,푝,푝ℎ,푙

计值；

훥�

——空气预热器二次风空气向烟气侧的泄漏率，kg/s，采用设备制造厂家的计算或估

,,푝ℎ,푙

计值。

多分仓（三分仓、四分仓）空气预热器在无漏风条件下的出口烟气比焓为，

ℎ=ℎ+�∙ℎ−ℎ………………（40）

푓,푝ℎ,표�,푙푓,푝ℎ,표�푙,푝ℎ,푝ℎ,푓,표�,푝ℎ,푙

式中：

ℎ——空气预热器漏风在质量加权的漏风温度下的比焓，kJ/kg。

,푝ℎ,푙,푝ℎ,푙

本文件假设回转式空气预热器漏风仅在冷端发生，传热过程的㶲平衡关系为，

��−��=��−��+∆��………………（41）

푓,푝ℎ,푖푓,푝ℎ,표�,푙,푝ℎ,표�,푝ℎ,푖푝ℎ,푝

式中：

��——回转式空气预热器进口烟气的㶲值，kW；

푓,푝ℎ,푖

��——回转式空气预热器出口烟气在无漏风条件下的㶲值，kW；

푓,푝ℎ,표�,푙

��——回转式空气预热器进口空气的㶲值，kW；

,푝ℎ,푖

��——回转式空气预热器出口空气的㶲值，kW；

,푝ℎ,표�

∆��——回转式空气预热器传热过程的㶲损失，kW。

푝ℎ,푝

空气预热器漏风混合过程的㶲平衡关系为，

��+��=��+Δ��………………（42）

푓,푝ℎ,표�,푙,푝ℎ,푙푓,푝ℎ,표�푝ℎ,푙

�∙�+Δ�∙�=�∙�+Δ��………

푓,푝ℎ,푖�,푓,푝ℎ,표�,푙,푝ℎ,푙�,,푝ℎ,푙푓,푝ℎ,표��,푓,푝ℎ,표�푝ℎ,푙

………（43）

�=�+훥�………………（44）

푓,푝ℎ,표�푓,푝ℎ,푖,푝ℎ,푙

式中：

��——回转式空气预热器泄漏空气的㶲值，kW；

,푝ℎ,푙

��——回转式空气预热器出口烟气的㶲值，kW；

푓,푝ℎ,표�

Δ��——回转式空气预热器泄漏空气与出口烟气混合过程的㶲损失，kW；

푝ℎ,푙

�——回转式空气预热器出口烟气（包括漏风）的质量流率，kg/s；

푓,푝ℎ,표�

�——回转式空气预热器出口烟气（无漏风）的比㶲，kJ/kg；

�,푓,푝ℎ,표�,푙

�——回转式空气预热器的泄漏空气在质量加权漏风温度下的比㶲，kJ/kg；

�,,푝ℎ,푙,푝ℎ,푙

�——回转式空气预热器出口烟气（包括漏风）的比㶲，kJ/kg；

�,푓,푝ℎ,표�

Δ��——回转式空气预热器中，漏风与烟气混合过程的㶲损失，kW。

푝ℎ,푙

本文件忽略由于空气预热器漏风造成的进口、出口烟气成分变化所引起的烟气热物性变化。

117.4.1.2.2评价㶲效率

回转式空气预热器传热过程的评价㶲效率为，

Δ����−��

,푝ℎ,푝ℎ,표�,푝ℎ,푖

�==

��,푝ℎ

Δ����−��

푓,푝ℎ푓,푝ℎ,푖푓,푝ℎ,표�,푙

………………（45）

式中：

�——回转式空气预热器的评价㶲效率，无量纲；

��,푝ℎ

Δ��——回转式空气预热器中，空气㶲值的变化量，kW；

,푝ℎ

Δ��——回转式空气预热器中，烟气㶲值的变化量，kW。

푓,푝ℎ

7.4.1.3前置式空气预热系统

7.4.1.3.1能量平衡和㶲平衡

前置式空气预热系统的构成和流程示意如图3。

在前置式空气预热系统的烟气侧换热器（低温省煤器），闭合循环回路中的液相介质吸收烟气余

热，在循环泵的驱动下，流过空气侧换热器（空气暖风器），通过与空气换热，提高回转式空气预热

器的进口空气温度。

图3前置式空气预热系统示意

低温省煤器中，烟气放出的热量为，

�=�∙ℎ−ℎ

푓,푙�푓,푙�푓,푙�,푖푓,푙�,표�

………………（46）

式中：

�——低温省煤器中，烟气放出的热量，kW；

푓,푙�

�——低温省煤器的烟气质量流率，kg/s；

푓,푙�

ℎ——低温省煤器的进口烟气比焓，kJ/kg；

푓,푙�,푖

ℎ——低温省煤器的出口烟气比焓，kJ/kg。

푓,푙�,표�

低温省煤器中，液相循环介质吸收的热量为，

�=�∙ℎ−ℎ

푐푤,푙�푐푤,푙�푐푤,푙�,표�푐푤,푙�,푖

………………（47）

式中：

�——低温省煤器中，液相循环介质吸收的热量，kW；

푐푤,푙�

�——低温省煤器中，液相循环介质的质量流率，kg/s；

푐푤,푙�

ℎ——低温省煤器进口的液相循环介质比焓，kJ/kg；

푐푤,푙�,푖

ℎ——低温省煤器出口的液相循环介质比焓，kJ/kg。

푐푤,푙�,표�

本文件忽略换热器的散热损失，低温省煤器的热量平衡关系为，

�=�………………（48）

푓,푙�푐푤,푙�

低温省煤器的㶲平衡关系为，

�+�=�+�+Δ�………………（49）

�,푓,푙�,푖�,푐푤,푙�,푖�,푓,푙�,표��,푐푤,푙�,표��,푙�

式中：

12�、�——低温省煤器进口、出口烟气的㶲值，kW；

�,푓,푙�,푖�,푓,푙�,표�

�、�——低温省煤器进口、出口液相循环介质的㶲值，kW；

�,푐푤,푙�,푖�,푐푤,푙�,표�

Δ�——低温省煤器的㶲损，kW。

�,푙�

空气暖风器中，液相循环介质放出的热量为，

�=�∙ℎ−ℎ………………（50）

푐푤,푓ℎ푐푤,푓ℎ푐푤,푓ℎ,푖푐푤,푓ℎ,표�

式中：

�——空气暖风器中，液相循环介质放出的热量，kW；

푐푤,푓ℎ

�——空气暖风器中，液相循环介质的质量流率，kg/s；

푐푤,푓ℎ

ℎ——空气暖风器的进口液相循环介质比焓，kJ/kg；

푐푤,푓ℎ,푖

ℎ——空气暖风器的出口液相循环介质比焓，kJ/kg。

푐푤,푓ℎ,표�

空气暖风器中，空气吸收的热量为，

�=�∙ℎ−ℎ………………（51）

,푓ℎ,푓ℎ,푓ℎ,표�,푓ℎ,푖

式中：

�——空气暖风器中，空气吸收的热量，kW；

,푓ℎ

�——空气暖风器中，空气的质量流率，kg/s；

,푓ℎ

ℎ——空气暖风器的进口空气比焓，kJ/kg；

,푓ℎ,푖

ℎ——空气暖风器的出口空气比焓，kJ/kg。

,푓ℎ,표�

本文件忽略换热器的散热损失，空气暖风器的热量平衡关系为，

�=�………………（52）

푐푤,푓ℎ,푓ℎ

空气暖风器的㶲平衡关系为，

�+�=�+�+훥�………………（53）

�,,푓ℎ,푖�,푐푤,푓ℎ,푖�,,푓ℎ,표��,푐푤,푓ℎ,표��,푓ℎ

式中：

�、�——空气暖风器进口、出口空气的㶲值，kW；

�,,푓ℎ,푖�,,푓ℎ,표�

��

、——空气暖风器进口、出口液相循环介质的㶲值，kW；

�,푐푤,푓ℎ,푖�,푐푤,푓ℎ,표�

훥�——空气暖风器的㶲损，kW。

�,푓ℎ

前置式空气预热系统的整体能量平衡关系为，

�+�=�………………（54）

푓,푙��,푐푤푝,푓ℎ

式中：

�——液相介质循环泵的输入功率，kW。

�,푐푤푝

前置式空气预热系统的整体㶲平衡关系为，

∆�+�=∆�+훥�

………………（55）

�,푓,푙��,푐푤푝�,,푓ℎ�,푙표,

式中：

∆�——烟气在低温省煤器中的㶲值变化，kW；

�,푓,푙�

∆�——空气在暖风器中的㶲值变化，kW；

�,,푓ℎ

훥�——前置式空气预热系统的整体㶲损，kW。

�,푙표,

7.4.1.3.2评价㶲效率

低温省煤器的评价㶲效率，为液相循环介质增加㶲与烟气放出㶲的比值，

Δ��−�

�,푐푤,푙��,푐푤,푙�,표��,푐푤,푙�,푖

�==

��,푙�

Δ��−�

�,푓,푙��,푓,푙�,푖�,푓,푙�,표�

………………（56）

式中：

�——低温省煤器的评价㶲效率，无量纲；

��,푙�

13Δ�——低温省煤器中，液相循环介质的㶲增，kW。

�,푐푤,푙�

空气暖风器的评价㶲效率，为空气增加㶲与液相循环介质放出㶲的比值，

훥��−�

�,,푓ℎ�,,푓ℎ,표��,,푓ℎ,푖

�==

��,푓ℎ

훥��−�

�,푐푤,푓ℎ�,푐푤,푓ℎ,푖�,푐푤,푓ℎ,표�

………………（57）

式中：

�——空气暖风器的评价㶲效率，无量纲；

��,푓ℎ

훥�——空气暖风器中，液相循环介质的㶲降，kW；

�,푐푤,푓ℎ

前置式空气预热系统的整体评价㶲效率为，

훥��−�

�,,푓ℎ�,,푓ℎ,표��,,푓ℎ,푖

�

==

��,푓ℎ,

∆�+��−�+�

�,푓,푙��,푐푤푝�,푓,푙�,푖�,푓,푙�,표��,푐푤푝

………………（58）

式中：

�——前置式空气预热系统的整体评价㶲效率，无量纲。

��,푓ℎ,

7.4.1.4给水回热系统高压、低压加热器

7.4.1.4.1能量平衡和㶲平衡

高压、低压加热器的典型流程如图4所示。

m,h

es,fwhes,fwh

m,h

w,fwhw,fwh,out

m,h

w,fwhw,fwh,in

m,h

fd,fwhfd,fwhm,h

dw,fwhdw,fwh

图4给水回热系统高压、低压加热器示意

给水（或凝结水）获得的热量为：

�=�∙ℎ−ℎ

푤,푓푤ℎ푤,푓푤ℎ푤,푓푤ℎ,표�푤,푓푤ℎ,푖

………………（59）

蒸汽和疏水放出的热量为：

�=�∙ℎ−ℎ+�∙ℎ−ℎ

�,푓푤ℎ�,푓푤ℎ�,푓푤ℎ�푤,푓푤ℎ푓�,푓푤ℎ푓�,푓푤ℎ�푤,푓푤ℎ

………………（60）

式中：

�——高压（低压）加热器中，给水（凝结水）的质量流率，kg/s；

푤,푓푤ℎ

ℎ、ℎ——高压（低压）加热器中，进口、出口给水（凝结水）的比焓，kJ/kg；

푤,푓푤ℎ,푖푤,푓푤ℎ,표�

�——高压（低压）加热器中，抽汽的质量流率，kg/s；

�,푓푤ℎ

ℎ——高压（低压）加热器中，进口抽汽的比焓，kJ/kg；

�,푓푤ℎ

�——上级加热器疏水的质量流率，kg/s；

푓�,푓푤ℎ

ℎ、ℎ——上级加热器和本级加热器疏水的比焓，kJ/kg。

푓�,푓푤ℎ�푤,푓푤ℎ

本文件忽略高压（低压）加热器的散热损失，能量平衡关系式为：

�=�

�,푓푤ℎ푤,푓푤ℎ

………………（61）

14高压（低压）加热器的㶲平衡关系式为：

�+�+�=�+�+∆�

�,�,푓푤ℎ�,푤,푓푤ℎ,푖�,푓�,푓푤ℎ�,푤,푓푤ℎ,표��,�푤,푓푤ℎ�,푓푤ℎ

………………（62）

式中：

�——高压（低压）加热器中，进口抽汽的㶲值，kW；

�,�,푓푤ℎ

�、�——高压（低压）加热器中，进口、出口给水（凝结水）的㶲值，kW；

�,푤,푓푤ℎ,푖�,푤,푓푤ℎ,표�

�——上级加热器疏水的㶲值，kW；

�,푓�,푓푤ℎ

�——本级加热器疏水的㶲值，kW；

�,�푤,푓푤ℎ

∆�——高压（低压）加热器的㶲损失，kW，包括加热器内部换热、节流和混合㶲损失。

�,푓푤ℎ

7.4.1.4.2评价㶲效率

高压（低压）加热器的评价㶲效率为：

∆��∙�−�

�,푤,푓푤ℎ푤,푓푤ℎ�,푤,푓푤ℎ,표��,푤,푓푤ℎ,푖

�==

��,푓푤ℎ

∆�

�∙�−�+�∙�−�

�,�,푓푤ℎ

�,푓푤ℎ�,�,푓푤ℎ�,�푤,푓푤ℎ푓�,푓푤ℎ�,푓�,푓푤ℎ�,�푤,푓푤ℎ

………………（63）

式中：

�——高压（低压）加热器的评价㶲效率，无量纲。

��,푓푤ℎ

7.4.1.5除氧器

7.4.1.5.1能量平衡和㶲平衡

除氧器的典型流程如图5所示。

m,h

es,deaes,dea

m,h

w,dea,inw,dea,in

m,h

fd,deafd,dea

m,h

w,dea,outw,dea,out

图5除氧器能量平衡示意

本文件忽略散热损失，除氧器的能量平衡关系式为：

�ℎ+�ℎ+�ℎ�ℎ

∙∙∙=∙

�,���,��푤,��,푖푤,��,푖푓�,��푓�,��푤,��,표�푤,��,표�

………………（64）

式中：

�——除氧器进口抽汽的质量流率，kg/s；

�,��

�——除氧器进口凝结水的质量流率，kg/s；

푤,��,푖

�——除氧器进口的上一级疏水的质量流率，kg/s；

푓�,��

�——除氧器出口给水的质量流率，kg/s；

푤,��,표�

ℎ——除氧器进口抽汽的比焓，kJ/kg；

�,��

ℎℎ

、——除氧器进口、出口工质的比焓，kJ/kg；

푤,��,푖푤,��,표�

ℎ——除氧器进口的上一级疏水的比焓，kJ/kg。

푓�,��

除氧器的㶲平衡关系式为：

15�+�+�=�+∆�

�,�,���,푤,��,푖�,푓�,���,푤,��,표��,��

………………（65）

式中：

�——除氧器进口抽汽的㶲值，kW；

�,�,��

�——除氧器进口凝结水的㶲值，kW；

�,푤,��,푖

�——除氧器进口的上一级疏水的㶲值，kW；

�,푓�,��

�——除氧器出口给水的㶲值，kW；

�,푤,��,표�

∆�——除氧器的㶲损失，kW。

�,��

7.4.1.5.2评价㶲效率

除氧器的评价㶲效率为：

�−�

�,푤,��,표��,푤,��,푖

�=

��,��

�+�

�,�,���,푓�,��

………………（66）

式中：

�——除氧器的评价㶲效率，无量纲。

��,��

7.4.1.6凝汽器

凝汽器的㶲平衡关系式为：

∆�=�−�

�,푐표��,푖,푐표�,푖�,푤,푐표�,표�

………………（67）

式中：

�——进入凝汽器的各工质（包括，汽轮机排汽、汽动给水泵排汽、加热器疏水、轴封

�,푖,푐표�,푖

加热器疏水、轴封漏汽至凝汽器等）的㶲值，kW；

�

——凝汽器热井出口凝结水的㶲值，kW；

�,푤,푐표�,표�

∆�——凝汽器的㶲损失，kW，即凝汽器中循环冷却介质的㶲损失。

�,푐표�

7.4.2热功转换设备（汽轮机）

7.4.2.1能量平衡和㶲平衡

本文件忽略散热损失，汽轮机的能量平衡关系式为：

�=�∙ℎ+�∙ℎ−�∙ℎ−�∙ℎ

ℎ,������,ℎ푝푐,표�,ℎ푝푐,표�,푙푝푐,표�,푙푝푐,표�

−�∙ℎ−�∙ℎ−�

�,푖�,푖푧푓,푖푧푓,푖�,��,푙표

………………（68）

式中：

�——汽轮机轴功率，kW；

ℎ,��

�、�——机组主蒸汽、再热蒸汽的质量流率，kg/s；

��

ℎ、ℎ——机组主蒸汽、再热蒸汽的比焓，kJ/kg；

��

�、�——汽轮机高压缸、低压缸排汽的质量流率，kg/s；

,ℎ푝푐,표�,푙푝푐,표�

ℎ、ℎ——汽轮机高压缸、低压缸排汽的比焓，kJ/kg；

,ℎ푝푐,표�,푙푝푐,표�

��

、——汽轮机各段抽汽、轴封和门杆漏汽的质量流率，kg/s；

�,푖푧푓,푖

ℎ、ℎ——汽轮机各段抽汽、轴封和门杆漏汽的比焓，kJ/kg；

�,푖푧푓,푖

�——汽轮机轴端的机械损失，kW。

�,��,푙표

汽轮机的㶲平衡关系式为，

16

�=�∙�+�∙�−�∙�−�∙�

ℎ,����,���,�,ℎ푝푐,표��,,ℎ푝푐,표�,푙푝푐,표��,,푙푝푐,표�

−�∙�−�∙�−�−∆�

�,푖�,�,푖푧푓,푖�,푧푓,푖�,��,푙표�,��

………………（69）

式中：

�、�——机组主蒸汽、再热蒸汽的比㶲，kJ/kg；

�,��,�

�、�——汽轮机高压缸、低压缸排汽的比㶲，kJ/kg；

�,