随着电力市场的逐步扩大和竞争日趋激烈,电厂不应仅仅满足于维持机组的正常运行,还应使得机组在最稳定和最经济的状态下运行。热力系统性能计算和热经济性分析对降低煤炭消耗和提高火电厂的运营效率等方面具有重要作用。现有的热力系统计算软件大多是针对某一特定型号的机组开发的,软件的通用性、可扩展性较差。经过分析现有热力系统计算软件的优势与不足,使用C#语言开发了“Caling系统”计算平台。该平台采用图形化的模块构建运算模型,可以边构建边运算,运算结果可实时显示并以图形或表格形式输出。Caling平台的模具库及其函数具有开放性的特点,用户可自主补充和修改,以满足新领域、新技术和新设备的运算需求。以Caling平台为基础,本文主要开展了如下工作:1.根据热力计算标准与方法,选用合适的方法编写模具函数,完成了锅炉热平衡类、燃料性质类、流体介质热物理性质类、辅助类、炉膛黑度、传热温压、传热系数等的函数编写,构建了辐射受热面、对流受热面、回热加热器等设备计算模具。2.利用Caling平台进行锅炉运行分析和预测,以130t/h中参数燃煤锅炉为例搭建锅炉模型,按设计要求完成各受热面的结构设计,设计过程中考虑到了高温级过热器采用喷水减温时的最佳焓增及省煤器、空气预热器双级配合时的布置原则。校核计算时采用了基于过程的传热计算方法,引入了受热面金属的热容量,以利于模型更好地收敛。当校核误差大于允许值时,自动调整结构参数重新计算。基于过程的传热计算方法的基本思想是热流体先将热量传给管壁,管壁再将热量传给冷流体,计算中烟气和工质的出口温度均从0开始迭代,不需假设和逻辑判断,符合锅炉各受热面传热过程的实际情况,可以用于模拟锅炉运行。因此在锅炉校核完成后,可以将锅炉模型用于模拟锅炉在不同工况下的运行。本文利用该模型研究了负荷、煤种和给水温度变化等变工况情况下,各受热面出口烟温、锅炉效率和省煤器出口水温等的变化规律,分析变工况对锅炉运行特性的影响,计算方便快捷,对指导锅炉改造及优化运行具有良好的参考价值。3.针对某设计单位提出的开发无除氧器热力系统的需求,本文利用所研发的Caling平台对该系统进行了分析和研究。该系统为300MW带汽动给水泵的机组,回热加热器以传统的“三高四低一除氧”方式布置,借鉴前苏联混合式低压加热器除氧的热力系统,对该系统进行无除氧器方案改造,主要改进为取消除氧器,系统中加入一个表面式加热器作为4号低压加热器,在凝结水泵后加入一个混合式加热器,小汽轮机排汽、最后一级低加疏水和轴封加热器疏水均引入该混合式加热器,加热凝结水至饱和温度,以除去其中的氧气。针对该系统提出了六种改造方案并搭建了模型,采用常规热平衡法和变工况计算方法,计算各方案各级的相对内效率和汽耗、热耗、全厂煤耗率、全厂热效率等热经济指标,分析各改造方案对热经济性的影响。在校核计算中发现小汽轮机排汽焓并未完全利用,因此对小汽轮机排汽压力进行了优化调整,然后计算了各方案在不同排汽压力下的热经济指标。比较了无除氧器热力系统各改造方案的优缺点,为无除氧器热力系统的选择提供了计算依据。