电子表格在汽轮机热力性能计算中的应用

使用方便的表格式数据综合管理和分 析系统， 它用电子表格方式进行数据处 理， 工作直观方便。其强大的功能主要 表现在以下几个方面：友好的用户界 面； 工作表操作简单、 易学易懂； 引入公 式和函数的数据计算功能； 自动绘制数 据统计图及其他绘图功能； 有效管理和 分析数据的功能；增强的网络功能； 还 有宏功能和自嵌的 09# 等。 利用 *6785 电 子 表 格 进 行 汽 轮 机 热 力计算时， 首先它强大的数据计算功能 就给我们带来了极大的方便。比如： 对 于计算数值的公式， 我们可以在单元格 中直接输入，也可以在编辑栏中编辑、 改写，当公式输入完毕后， *6785 将自动 计算结果， 并显示于单元格中， 而公式 的具体内容只显示在编辑栏中； 其次我 们还可以利 用 *6785 的 相 对 引 用 和 绝 对 引用来实现编辑公式， 对于输入数据过 程中牵涉到的本工作表其它单元格、 同 一工作簿的其他工作表、 甚至不同工作 簿的工作表中数据的调用都可以通过
文档和查看结果， 适合科研人员开发汽轮机热力计算程序和电厂技术人员详细分析计算过程， 理解热力参数的变化机理。
〔 关键词〕 汽轮机； 热力性能计算； 电子表格
+%%%% 前言
汽轮机工况变动时， 为了估计汽轮 机在新工况下的经济性， 就必须对汽轮 机及其整个热力系统进行热力计算， 但 其计算繁琐复杂是人所共知的。随着计 算机技术的发展， 现在设计人员一般都 、 使用计算机语言，如 ,#-.#/ .、 012345%
/0# 功能。
在编制这样的计算程序时， 有时尤其是 CDD<E 以 上 的 机 组 ， 由于其排汽甚至末端几级抽汽都 处于湿蒸汽，或者抽汽的过热度 小 于 AF& G （ 我们就不 H @IJ） ;时 ， 能利用所测量的压力和温度值确 定其他的热力学参数。怎么办呢？ 在这种情况下，我们就可以由汽
*+,-. 对 象 模 型 顶 层 的 #88.1,4916:
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三缸二排汽汽轮机为例， 编制基于 *+,-. 的热力性能计算程序。 表 ? 即为汽轮机热力性能 参 数 （ 一 般通过高精度的温度和压力测量装置 测 得 ）读 入 表 格 ， 热力计算中要用到这 些数据时只要随时到此表中读取即可， 要想查阅和修改也很方便。限于篇幅， 此处不一一列出。
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电子表格在汽轮机热力性能计算中的应用
李 里+
（ +@ 武警水电第一总队， 广西 南宁市
王 伟锋 ? %%%
西安市
陕西 ABCC?D ； ?@% 国电热工研究院，
E+CCB? ）
〔 摘要〕 利用电子表格对汽轮机热力性能进行计算， 其计算过程与结果表明， 采用此方法能使计算一目了然， 易学易用， 也方便调整
…
! 使 用 "#$%& 的 变 工 况热力计算
*6785 是一个功能强大、技术先进、
…
高压缸排汽压力甲 高压缸排汽压力乙 再热汽门前压力甲 …
（ 总第 %" 期） !""#$%
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强的通用性， 我们很自然想到把已知参 数放到一张表格中， 如表 @ 所示。 需要计算的量可以放到另一张表 当然为了使程序的可 格中 ? 如表 A 所示。 读性较好， 需要计算的量必须要有已知 量作为它的计算参数， 也就是说在这张 表中还必须有已知参数， 在这里我们可 在 以 启 用 *+,-. 的 相 对 或 者 绝 对 应 用 ， 需要计算量的单元格中，直接编辑公 式， 在公式的编辑栏中直接引用表 @ 中 需用到的已知参数 （ 相关知识可 以 参 考 有关 *+,-. 的书籍）。 以在工具菜单中选项栏的重新计算选 项卡里面设置迭代次数和精度， 直到它 满足计算要求为止。 该热力计算程序具有以下特点：
!
"#$ 简介
我们在上面已经提到了这个名词，
要完成如此复杂的计算程序， 不可避免 的要利用 /0# 强大的功能为我们服务。 （ /1234.%0421,%567%#88.1,4916:;是 <1= /0# 表A
<
%%%%%%%%%%%%%%
名 称 单位 数量 主蒸汽压力 主蒸汽温度 主蒸汽焓 主蒸汽熵 … …
相对引用和绝对引用轻松方便的实现； 除此 之 外 ， 我 们 还 可 以 利 用 *6785 的 宏 功 能 和 自 嵌 的 09# 编 制 好 所 需 的 计 算模块， 可以方便地随时调用， 极大地 简化了计算程序。综上所述， 利 用 *6:
785 电 子 表 格 的 这 些功 能 和 特 点 ， 我 们
用 *+,-. 编 制 汽 机 热 力 计 算 程 序 时， 为了使计算更加清晰并使它具有很
轮机试验的膨胀过程线，采用迭 代计算方法确定其他的热力学参 数（ 详 细 计 算 过 程 请 参 阅 #K<*%
条件符合否 否
LMN=O ）。虽然不像编程语言那样
直观，可以利用指针跳转实现迭 代， 但是在 *+,-. 中同样也可以 轻 松实现迭代。除此之外， 我们还可 图@ 计算步骤
. 十十以及结构化程序设计方法等来编
制热力计算程序， 虽然也简省了许多计 算步骤，给实际工作带来了许多方便， 但或多或少均存在一些缺陷， 尤其是在 编制程序的时候，要定义大量的变量， 不仅可读性较差，而且很容易出错， 给 程序的调试工作带来一些很不必要的 麻烦。其主要原因就是这种程序的通用 性较差， 应用面很狭窄， 当我们编制好 一个程序后， 如果要应用于不同类型的 机组， 所做的工作量是非常大的， 不能 充分体现计算机给我们工作生活带来 的方便。 为了解决以上问题， 使热力计算不 仅能精确地完成该计算， 而且能够使其 具有很大的通用性和面向程序编制人 员以外的技术人员， 笔者通过实际工作 总结， 认为完全可以利用电子表格 *6785 来编制变工况热力计算方法。
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的算例， 利 用 *+,-. 电 子 表 格 可 以 很 好 地对汽轮机的热力性能进行计算。另 外， 对计算过程中一些系数、 参数的选 取以及有关损失的计算也可分开列出， 作一定的说明。
PQ@R 采 用 *+,-. 的 电 子 表 格 形 式 的
汽轮机热力计算与人工计算时使用的 表格形式相同具有手算计算书的结构 形式， 如表 @ 和表 A 所示。根据 *+,-. 的 特点， 热力计算程序表中的每一行都由 名称栏、 单位栏、 数据来源或公式栏和 结果栏组成。计算顺序也和手算过程一 样， 因此从表面来看， 该工作表就如同 用文字处理软件编排的一份汽轮机变 工况热力计算书一样， 而所不同的却是 在工作表的某些结果栏中暗藏着计算
对象表示 *+,-. 应用程序。 从 #88.1,4916: 对象中， 可以通过操作相应对象和集合 访问几乎 所 有 *+,-. 对 象 。 在 这 里 由 于 不 是 专 门 讲 述 /0# 的 ， 因此， 详细的编 程请参考有关书籍。
参数准备表
计算表格
!"# 函数调用计算
% &’()* 的 汽 轮 机 变 工况热力计算程序的结 构和特点
在表 A 中， 斜体部分为计算量。例 如主蒸汽的焓值和熵值是通过其压力 和温度 B表 A 中的压力和温度是通 过 应 用表 @ 中的已知数据得到的 ; 计算 出 来 的。在这里计算焓值和熵值是利用了水 和水蒸汽性质表的函数， 而水和水蒸汽 —— 性 质 的 函 数 用 *+,-. 菜 单 中 工 具 —宏 的 /0 编辑器来编制宏模块，编好 后 可 以在工作表中方便地直接调用。在这里 我们应 用 的 就 是 上 面 所 叙 述 的 *+,-. 的
是
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（ 总第 %" 期） !""#$%
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参数、特性参数随时可从参数准 备表中 查 取 。 各 中 间 数 据 也 可 以 从 别 的单元格中直接调用。将水和水 蒸汽热 力 性 质 表 编 制 成 宏 ， 成 为 可 引
用的函数 ， 宏 编 制 是 *+,-. 中 的 重 要 功 能， 是通过其自带的 /0123.%4310, 编辑器 来实现的。一旦编制好后宏的调用也很 方便。只要在需要调用的单元格中输入 对应的函数名和 参 数 来 源 即 可 ， 用 /4# 编制的水和水蒸气函数完全可以按国 际水和水蒸汽性质委 员 会 提 供 的 ’5678 用 此 方 法 以 $<==>?< :8@;A;@;A; 型 工业用计算模型来编制， 以达到更高的 精度。 管理方便， 按需要可 9:9 数 据 查 询 、 将最终的计算参数汇总到一个表格中， 方便数据结果的分析。 也可以利用 *+,-. 的数据管理功能方便地对数据分类、 对 比、 统计和打印报表等。
*+,-. 的 /0# 功能。 *+,-. 对象模型描述 *+,-. 的理论结构。通过了解 *+,-. 对象
模型，可 以 操 作 *+,-. 的 对 象 并 有 效 地 利用 /0#。
PQC 查 表 计 算 与 宏 结 合 的 强 大 功
能。 *+,-. 方便 强 大 的 取 数 功 能 ? 各 运 行
程序。这样公式和符号一目了然， 而结 果也可以通过查看公式中引用的其他 单元格的数值知道来龙去脉， 不致于出 错和混淆， 即使出错也能够一目了然地 查出错处， 及时更正。 易读易懂易用， PQA 计 算 过 程 清 楚 ， 每个单元格不清楚处还可很方便地添加 批注。程序中的公式、 过程、 结果等都清 晰， 单位也可与计算手册一致。 也便于对 照和修改，由于计算程序具有手算结构 的形式，因此对于一般相关技术人员或 者学生， 程序都具有良好的教学性。 当需 要修改时只要在需要修改的单元格输入 新的数据或在编辑栏修改原公式，重新 计算即可， 非常方便。 用心的读者这时可 能就会想到计算程序的通用性。