热力发电厂 复习题计算题和简答题 华电经管重点复习

热力发电厂 复习题计算题和简答题 华电经管重点复习计算题： 3 热力发电厂主要有哪些不可逆损失？怎样减少这些过程的不可逆损失以提高热经济性？ 答：主要不可逆损失有 1） 锅炉内有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉内打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性。 2） 主蒸汽中的散热和节流引起的不可逆性；可通过保温、减少节流部件等方式来减少不可逆性。 3） 汽轮机中不可逆膨胀引起的不可逆损失；可通过优化汽轮机结构来减少不可逆性。 4） 锅炉散热引起的不可逆损失；可通过保温等措施减少不可逆性。 5） 凝汽器有温差的换热引起的不可逆损失；可通过清洗凝汽器减少热阻以减少不可逆性。 4 某一朗肯蒸汽循环，汽轮机进汽参数为：p0=3.495Mpa,温度为 t0=435,排气压力pc=4.99Mpa,环境温度为 ten=0，环境压力为 pen=0.0998Mpa,试求： （1）朗肯循环的热效率； （2）同温限的卡诺循环的热效率； （3）该朗肯循环与温限、吸热量相同的卡诺循环相比熵增及火用的损失？ 解：根据机组参数查焓熵图和水蒸汽图 表可得 h0=3310 kj/kg hc=2110 kj/kg hc =133.7 kj/kg tc=32.90 kj/kg sc=7.0 kj/kg s1=0.4762 kj/kg. （1） 郎肯循环的热效率为 ?tc?h0?hc3310?2110=0.378 h0?hc3310?137,7（2）同温限卡诺循环热效率为 Tc?tc?1?=1-(32.9+273)/(435+273)=0.568 T1（3）对卡诺循环：熵增为 h0?hc3310?137.7?4.48kj/kg.k ?s?T435?237 火用损失为?E?Ten?s?237?4.48?1223.04kj/kg.k （4）对朗肯循环 熵增为?s?sc?s1?7-0.4762=6.5238kj/kg.k 火用损失为?E?Ten?s?6.5328?273?1780.99kj/kg.k 8. 一台 200MW 汽轮发电机组，若热耗率下降 4.1816kj/(kw.h)，年运行小时数n=6000h，试问一年节约多少标准煤? 解: 一台 200MW 汽轮发电机组一年的发电量为 W=(200?106?6000?3600)/(3600?1000)=12?108(kw.h) 故一年内节约标准煤 10 若汽轮发电机组按朗肯循环工作，有关参数为 pb=13.83Mpa、tb=540、p0=12.75Mpa、t0=535、 pc=0.0049Mpa、?b=0.88、?ri=0.86、?g=0.985、?m=0.985、?ap1 不计泵效率。 （1）试求下列各经济指标： 1）汽轮发电机组的汽耗量、汽耗率、热好量、和热耗率； 2）锅炉设备的热耗量、煤耗量； 3）发电厂的热耗量、热耗率、热效率、和标准供电煤耗率； （2）讨论这些指标之间的关系，指出那些指标是较完善的，为什么？ 解：根据锅炉和汽轮机的参数，从水蒸汽表及焓熵图中查得 hb=3440kj/kg h0=3430 kj/kg hca=2005 kj/kg hwc=136.5 kj/kg (1) 汽轮发电机组的经济指标 汽耗量 D?3600Pel3600?200?1000= (h0?hca)?ri?m?g(3430?2005)?0.86?0.985?0.985 =605545（kg/h） 汽耗率 d0=D0/Pel=605545/200000=3.03kg/(kw.h) 热耗量 Q0=D0(h0-hwc)=605545? (3430-136.5 )=1994.6?106(kj/h) 热耗率 q0=d0(h0-hwc)=3.00? (3430-136.5)=9971.8kj/kw.h (2)锅炉设备的热经济指标 Qb?D0(hb?hwc)605545(3440?136.5)=2273.20?106 (kj/h) ?b0.88 标准煤耗量 B=Qb/Ql =2273.20?106/29270?10=77.6t/h (3)发电厂主要热经济指标 管道效率 ?p? 热耗率 qcp? 热耗量 Qcp=BQl=2273l.20?106 (kj/h) 热效率 ?cp?3600pel3600pel=3600/qcp=3600/11366.83=0.317 QcpBQlq0h0?hwc =(3430-136.5)/(3440-136.5)=0.9969 hb?hwc?b?o=9971.8=11366.83kj/kw.h 0.9969?0.88 发电标准煤耗量 2 bs?0.123?cp=0.123?10/0.317=388g 标准煤/kw.h 3标准供电煤耗率 Bbs? b?=388/(1-0.07)=417g 标准煤/kw.h P?Pab1?absn12. 已知某汽轮发电机组的有关参数：p0=3.34Mpa、t0=435、d0=4.7kg/(kw.h)、tfw=150、pfw=4.9Mpa，若?b?p=0.88，试求该机组的绝对电效率和电厂的煤耗率。 解： 根据锅炉和汽轮机参数，从水蒸汽表和焓熵图查得 h0=3306kj/kg hfw=634.9kj/kg 汽轮发电机组的热耗率为 q0=d0(h0-hfw)=4.7?(3306-634.9)=12554.17kj/kw.h 则发电厂的热耗率为 qcp?q0?b?o=12554.17/0.88=14266.10kj/kw.h 发电厂热效率 ?cp?3600pel3600pel=3600/qcp=3600/14266.10=0.252 QcpBQl 发电标准煤耗量 bs?0.123?cp=0.123?1000/0.252=487.4g 标准煤/kw.h 又?cp?b?p?el 故该机组的绝对电效率为 ?cp ?el?=0.252/0.88=0.286 ?b?p14 某凝汽式发电厂装有两台 300MW 汽轮发电机组，年设备利用小时数n=6000h,机组的热耗率 q0=7954.9kj/(kw.h), ?p=0.98,?b=0.91，全年供电 W=337680 万 kW.h，试求： （）厂用电率和供电标准煤耗率； （）平均每天烧的煤多少吨； （）若某项革新使机组的热耗率降低 4.1868kj/kW.h，全年节约多少标准煤？ 解 发电厂主要热经济指标 电厂热耗率 qcp?3 q0?b?o=7594.9/(0.91x0.98)=8920.04kj/kw.h 电厂热效率 ?cp?3600pel3600pel=3600/qcp=3600/8920.04=0.414 QcpBQl 电厂供电热效率 3600W3600?33768?104? ? 33qcp2?Pel1060008920.04?2?300?10?6000ncp =0.379 n?cp?cp(1?ab) 故?ab ?ncp?1?=1-0.379/0.404=0.063?cp 发电标准煤耗率 bs?0.123?cp=0.123?1000/0.404=304.45g 标准煤/kw.h 标准供电煤耗率 Bbs? b?=304.45/(1-0.063)=325g 标准煤/kw.h P?Pab1?absn (2) 全年能耗 Qa?3600Wn?cp337680?104?3600? 0.379Qa337680?104?3600? 故平均每天烧煤 B? ?cpQl3650.379?22190?365?1000a =3960.2(吨/天) (3) 全年共可节能 ?Qa=W?q=337680?104?4.1868=1.41?1010kj 则共可节约标准煤 ?Ba=?Qa/(29270?103)=1.41?1010/(29270?1000)=482.85 吨 16. 某 300MW 汽轮发电机组，制造厂提供的机组保证热耗值为 8331.7kj/(kW.h)，但由于各种原因 使的在实际运行中热耗率为 8345.55 kj/(kW.h)，若年利用小时数为6000h，?p=0.98,?b=0.91 问全年多耗标准煤多少吨？ 解 设计电厂热耗率 qcp?q0?b?o=8331.7/(0.91?0.98)=9342.57kj/kw.h 实际电厂热耗率 ,? qcpq0?b?o=8345.55/(0.91?0.98)= 9358.10 kj/kw.h 4 故电厂热耗率值多耗 ?qcp =qcp-qcp=9358.10-9342.57=15.53kj/kw.h 机组的发电量为W=300?103?6000=1.8?109(kw.h) W?qc1.8?109?15.53 则全年多耗标准煤 m?=955 吨 ?329270?1029270000q0?3600?t?ri?m?g?3600 0.434?0882?0.98517. 某 200MW 汽轮发电机组，原设计参数为p0=12.75Mpa、t0=535、pc=0.0049Mpa、?ri=0.882、?mg=0.985。若将新汽压力提高到 16.2MPa，其它条件不变，试求该机组热耗率的相对变化。 解： 根据机组参数查焓熵图和水蒸气表得 h0=3439kj/kg h0=3395 kj/kg hc=2006 kj/kg hc=1957 kj/kg hfw=136.2 kj/kg 在原设计参数下?t?,h0?hc3439?2006?=0.434 h0?hfw3439?136.2,h0?h,c3395?1957? 将新汽压力提高后?t?,=0.441 h0?hfw3395?136.2 则该机组设计参数的热耗率为 =9547.9kj/kw.h 将新汽压力提高后的热耗率为 q,0?3600?t?ri?m?g?3600=9396.3kj/kw.h 0.441?0882?0.985|q,0?q0|9396.3?9547.9|?则热耗相对变化值为 =1.59% q09547.9 简答题：? 提高蒸汽初温度和初压力对发电厂理想循环和实际循环的影响有什么不同？ ? 答：对于发电厂理想循环,当提高初温和初压时,可以使整个吸热过程中平均温度提高,从而使其等效的卡诺循环效率提高,即提高了蒸汽循环热效率。 对于电厂实际循环热效率，即汽轮机绝对内效率?i?t?ri。当初参数提高时，它有不同的变化方向；对蒸汽流量较大的大容量汽轮机，?t 提高，?ri 降低很小；因此提高蒸汽的初参数可以提高汽轮机的?i。对于蒸汽流量较小的小容量汽轮机，?ri 的降低可能大于热效率?t 的提高，此时提高蒸汽的初参数会降低汽轮机的?i，从而多耗燃料并使设备复杂、造价提高。所以，只有当汽轮机容量较大时，采用高参数才能提高机组的热经济性。 2 5 影响提高蒸汽初参数的主要技术因素有哪些？均适用于供热机组吗答：主要技术因素有： （1） 提高蒸汽初温度，要受制造动力设备钢材性能的限制；当温度升高时，钢的强度极限、屈服点、以及蠕变极限等都降低得很快，而且在高温下金属要发生氧化，钢的金相结构也要发生各种变化，这同样会降低金属的强度。所以，用提高蒸汽初温来提高热力设备的热经济性，完全取决于冶金工业生产新型耐热合金钢和降低生产成本的方面发展。 （2） 提高蒸汽的初压力，除使设备壁厚和零件强度增加外，主要受汽轮机末级叶片容许最大湿度的限制。在其它条件不变时，对无中间再热机组随初压力的提高，蒸汽膨胀终端湿度是不断增加的；当汽轮机蒸汽终端湿度超过容许值时，蒸汽水分对末级叶片不仅产生侵蚀作用、增加蒸汽流动阻力，而且还可能发生冲击现象，使汽轮机相对内效率降低很多，并影响其安全性。 对于供热机组因抽汽供热量较大、凝汽流较小，所以除对终端湿度要略放宽外，其它影响同凝汽机组。 3 发电厂蒸汽初参数的配合选择都受到那些因素的制约？在实际工程中是如 何选择的？ 答：发电厂蒸汽初参数的配合选择主要受汽轮机蒸汽终端湿度和设备金属材料热力性能的制约。 在实际工程中，要通过很复杂的技术经济比较后才能确定。因为提高初参数，一方面可以提高发电厂热经济性，节约燃料；但另一方面则增加了设备投资费用。只有将节省燃料和投资增加因素进行综合比较，才可作出经济上最佳蒸汽初参数配合选择的结论。 4 为什么中间再热压力有一最佳值？如何确定再热蒸汽压力和再热后温度？它与那些技术因素有关？ 答：当 Prh 选的过低时，由于附加循环平均吸热温度 Tav 低