《热力发电厂》复习思考题.doc

热力发电厂复习思考题一 1. 对发电厂热功转换效果做出全面正确的评价,为什么必须建立在热力学第一定律和第二定律基础之上? 答：热力学第一定律是从能量转换的数量关系来评价循环的热经济性；它可对各种理想循环进行分析，而实际的各种热力循环中都存在原因不同的不可逆损失，找出这些损失的部件、大小、原因、及其数量关系，提出减少这些不可逆损失的措施，以提高实际循环热效率就应采用以热力学第二定律为基础的方法来完成。因此对发电厂热功转换效果作出全面的评价，必须建立在热力学第一定律和第二定律 的基础之上。2. 评价实际热力循环的方法有几种？它们之间有什么区别和联系？ 答：评价实际热力循环的方法有两种：一种是热量法（既热效律法），另一种是火用 （ 或熵）方法。热量法是以热力学第一定律为基础。用能量的基本特性提出热力循环能量转换的数量关系的指标，着眼于能量数量上的平衡分析，它主要通过计算各种设备及全厂的热效率来评价实际循环的优劣。这种评价方法的实质是能量的数量平衡。火用方法是以热力学第一，第二定律为依据，不仅考虑能量的数量平衡关系，也考虑循环中不可逆性引起作功 能力的损失的程度 。它是一种具有特定条件的能量平衡法，其评价的指标是火用效率，这种评价方法实质是作功能力的平衡。两种方法之间的区别：热量着重法考虑热的数量平衡关系，而火用方法不仅考虑热的量，而且也研究其质的数量关系，即热的可用性与它的贬值问题。因此，两种方法所揭示出来的实际动力装置不完善性的部位、大小、原因是不同的。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=0.378（2）同温限卡诺循环热效率为=1-(32.9+273)/(435+273)=0.568（3）对卡诺循环：熵增为 火用损失为（4）对朗肯循环 熵增为7-0.4762=6.5238kj/kg.k 火用损失为二 1. 为什么纯凝汽式汽轮发电机的汽耗率小于回热式汽轮发电机的汽耗率,而热耗率则大于回热式？答：在机组功率相同的条件下，由于回热抽汽的作功不足使机组的发电功率减少,若保持功率不变，则必需增大机组的汽耗量D0 和汽耗率d0。 回热式汽轮发电机组的 kj/kw.h 纯凝汽式汽轮发电机组的 kj/kw.h 因为 所以 q0qc0 这说明在其它条件相同的情况下，由于机组采用了回热加热，减少了冷源损失，提高了给水温度，与纯凝汽机组相比热耗率q0降低，提高了热经济性。2 回热与回热再热实际循环热效率及其它一些热经济指标的计算有何异同之处？ 答：机组采用回热再热与只采用回热时的热经济指标计算其不同点就是在机组的焓降中增加了中间再热量，计算式的其它表达方式完全相同。3 用热量法和火用方法计算发电厂热功转换过程的损失和热经济性，结果有何不同？ 用热量法和火用方法计算电厂的总热效率和总火用效率值基本相同,但不同方法计算的各部位损失的大小和方向不同。用热量法计算时,汽轮机的冷源损失Qc,是所有热损失中最大的,而锅炉的换热损失则较小,而用火用方法计算时其火用损失最大处是在锅炉而不是在凝汽器中的火用损失，这主要是因为锅炉内存在巨大的换热温差Tb所导致锅炉的Eb 远大于Et和Ec.因此要提高电厂的经济性，必须设法降低电厂能量转换过程中各环节的不可逆性,特别是减少锅炉的巨大的换热温差Tb。4 简述凝汽式电厂的热经济指标中那几个是主要的？它们之间的关系是什么？ 答： 凝汽式发电厂的热经济性指标主要的有: 汽耗(量、率)、热耗(量、率)、 煤耗(量、率)和全厂毛、净效率等。其中汽轮发电机组的q0发电厂的cp, ncp,和bs,bsn为主要热经济指标。它们之间具有互换计算的关系。5 为什么说标准煤耗率是一个较完善的热经济指标？答：由煤耗率的表达式b=3600/Qbcpkg/(kw.h)可看出煤耗率除与全厂热效率cp有关外,还与煤的低位发热量Qb有关,为使煤耗率能作为各电厂之间的比较指标，采用了”标准煤耗率”bs作为通用的热经济指标,即bs=3600/29270cp,由于cp反映了能量转换的全过程,故标准煤耗率是一个较完善的热经济指标。6 在什么条件下可用汽耗率来衡量电厂的热经济性？什么条件下不能用汽耗率来衡量？答：汽耗率的表达式为 d=3600/im =3600/q0im (I为1kg新汽实际做的功量)由表式可看出,汽耗率不直接与热效率有关,而主要取决于1kg新汽实际做的工量I,所以只有当q0一定时,d才能作为热经济指标,否则不能。7 试以汽轮机理想焓降H0，凝汽器热损失qca=hca-hwc和ri、g、m表示简单凝汽式汽轮机组的热耗率q0，说明q0与上面各因素的关系。答：简单凝汽式汽轮机组的热耗率为q0=3600/rimtgkj/kw.h理想循环的热效率为t=H0/H0+qca代入上式可得 由上式看出,理想焓降越大,则q0越小,且q0随给水焓的提高及各热效率的提高而减少。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=(20010660003600)/(36001000)=12108(kw.h) 故一年内节约标准煤 =(W4.1816)/Ql=121084.1816/29280=171.44吨 9. 凝汽式发电厂的热效率由六项分效率连乘而得，每一部分将造成热损失，这些热损失占全厂热损失的百分数是否是各项分效率？各部分的百分数和各项分效率的用处有和不同？ 答：热损失占全厂热耗量的百分数不是各项分效率。各部分损失的百分数用 于表明各部分热量损失的大小，而各项分效率表明各部分能量转换或传递能量的完善程度。 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、ap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 = =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 )=1994.6106(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 =2273.20106 (kj/h)标准煤耗量 B=Qb/Ql =2273.20106/2927010=77.6t/h(3)发电厂主要热经济指标管道效率 =(3430-136.5)/(3440-136.5)=0.9969 热耗率 =11366.83kj/kw.h 热耗量 Qcp=BQl=2273l.20106 (kj/h) 热效率 =3600/qcp=3600/11366.83=0.317 发电标准煤耗量 =0.123103/0.317=388g标准煤/kw.h 标准供电煤耗率 =388/(1-0.07)=417g标准煤/kw.h 12.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=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 =12554.17/0.88=14266.10kj/kw.h 发电厂热效率 =3600/qcp=3600/14266.10=0.252 发电标准煤耗量 =0.1231000/0.252=487.4g标准煤/kw.h 又 故该机组的绝对电效率为 =0.252/0.88=0.28614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 =7594.9/(0.91x0.98)=8920.04kj/kw.h 电厂热效率 =3600/qcp=3600/8920.04=0.414 电厂供电热效率 =0.379 =1-0.379/0.404=0.063 发电标准煤耗率 =0.1231000/0.404=304.45g标准煤/kw.h 标准供电煤耗率 =304.45/(1-0.063)=325g标准煤/kw.h (2) 全年能耗 故平均每天烧煤 =3960.2(吨/天) (3) 全年共可节能 =Wq=3376801044.1868=1.411010kj 则共可节约标准煤 =/(29270103)=1.411010/(292701000)=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 =8331.7/(0.910.98)=9342.57kj/kw.h 实际电厂热耗率 =8345.55/(0.910.98)= 9358.10 kj/kw.h 故电厂热耗率值多耗 =qcp-qcp=9358.10-9342.57=15.53kj/kw.h 机组的发电量为W=3001036000=1.8109(kw.h) 则全年多耗标准煤=955吨 三 1. 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。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，提高，降低很小；因此提高蒸汽的初参数可以提高汽轮机的。对于蒸汽流量较小的小容量汽轮机，的降低可能大于热效率的提高，此时提高蒸汽的初参数会降低汽轮机的，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 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低于基本循环的平均吸热温度Tav使整个再热循环效率下降。反之，如Prh选的过高，虽然附加循环的吸热平均温度高于的数值可能很大；但此时因附加循环热量占整个循环的份额很小，而使中间再热作用甚微，甚至失去中间再热作用。由此可见，对于每一个中间再热后的温度都相应存在一个中间再热最有利的再热压力值，此时中间再热循环效率最高，这一压力值称为热力学上最佳中间再热压力。而实际的最佳中间再热压力值应通过技术经济比较确定。 提高再热后的温度trh有利于增加附加循环吸热过程平均温度，因此希望Trh越高越好；但它受再热方法和所采用钢材的限制，中间再热后温度trh一般选择等于蒸汽初温度的值。降低凝汽式发电厂的蒸汽终参数在理论上和技术上受到什么限制？凝汽器的最佳真空是如何确定的？答：虽然降低蒸汽终参数是提高机组热经济性的一个很有效的手段,但它的降低却受到理论上和技术上两方面的限制。 汽轮机的pc降低,取决于凝汽器中排汽凝结水的温度tc的降低。 已知tc=tc1+t + t 其中 ttc2-tc1 式中t是冷却水进、出口温差，取决于冷却水量G或循环被率m，一般合理的t为011 ； tc1,tc2为冷却水进、出口温度，；t为凝汽器的端差,t = tc-tc2,它与凝汽器的面积、管材、冷却水量等有关。t一般为3-10。由上式可见，冷却水进口水温度tc1受自然环境决定， 是降低pc的理论限制；而冷却水量不可能无限多，凝汽器面积也不可能无限大，汽轮机末级叶片不能太长限制了末级通流能力，均是降低pc的技术限制。最佳真空，是在汽轮机末级尺寸，凝汽器面积一定的情况下，运行中循环水泵的功耗与背压降低机组功率增加间的最佳关系。当tc1一定，汽轮机Dc不变时，背压只与凝汽器冷却水量G有关。当G增加时，汽轮机因背压降低增加的功率Pe与同时循环水泵耗功也增加的Ppu差值最大时的背压即为最佳真空。6 给水回热加热能提高循环热效率的根本原因是什么？给水回热加热能提高循环热效率的根本原因是减少冷源损失。 用做功能力法分析，回热使给水温度提高，提高了工质在锅炉内吸热过程的平均温度，降低了换热温差引起的火用损。 用热量法分析，汽轮机回热抽汽做功没有冷源损失，使凝汽量减少；从而减少了整机的冷源损失，提高了循环热效率。7 回热级数、最佳给水温度和回热分配三者之间的关系怎样？答：多级回热加热的最佳给水温度与给水总加热量（即给水焓减去凝结水焓）在各级如何分配有密切关系。因为给水总加热量一定时，各级加热量可以有不同的分配方案。其中必有一种最佳分配方案，使循环绝对内效率为最高。所以最佳给水温度是建立在各级最佳分配基础上的值；换言之，最佳给水温度是各级最佳分配的必然结果。 多级回热加热的最佳给水温度还与加热级数的多少有关；当给水温度为一定时，增加级数可以降低各级抽汽与给水之间的温差，从而减少给水加热过程的不可逆性，提高循环效率；增加级数的同时又能提高最佳给水温度，这样可使循环热效率达到最大值，即加热级数越多，最佳给水温度愈高。8. 给水回热加热分配的焓降分配法和平均分配法是在什么假定条件下得到的? 答:它们共同的假设条件为不考虑新蒸汽、抽气压损和泵功，忽略散热损失。（1） 若忽略各级回热抽汽的凝结放热量q1、q2qz随Z的变化均认为是常数，此时，q1=q2=qz =0，这种分配方法是将每一级加热器水的焓升hwz取做前一级蒸汽至本一级蒸汽在汽轮机中的焓降hz-1,简称为焓降分配法。（2） 若忽略各级加热蒸汽凝结放热量的差异，即q1=q2=qz这种分配方法的原则是每一级加热器水的焓升相等，简称为平均分配法。9. 中间再热对回热效果有何影响?实际动力工程中应如何选择再热机组的最佳回热参数? 答:采用蒸汽中间再热会削弱给水回热的效果；其主要原因为： 回热循环与朗肯循环比其效率的相对增长为= 回热再热循环与回热循环相比其效率的相对增长= 比较以上两式可见：由于所以回热机组采用再热后，绝对内效率的提高比无中间再热采用回热提高的要小。这是因为中间再热后抽汽焓值和温度都提高了，在给水加热温度不变的情况下，再热后各级抽汽量减少从而使回热抽汽做功减少，凝汽汽流做功相对增加，所以，这说明，回热机组采用中间再热后 削弱了给水效果。 实际动力工程中，不能单纯追求热经济性，还必须考虑技术经济性。经济上最佳回热参数的选择，主要取决于煤钢的比价和设备的投资，并与机组容量和设备利用率有关。10 . 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=0.434 将新汽压力提高后=0.441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=9396.3kj/kw.h则热耗相对变化值为 =1.59%11. 当夏季水温升高时，排汽压力由0.0049MPa升高到0.0078MPa，试分析凝汽器的真空变化对高参数和中参数机组热经济性的影响。若中参数机组的参数为：p0=3.43Mpa、t0=435 、pc=0.0049MPa；高参数机组的参数为：p0=8.83Mpa、t0=535、pc=0.0049MPa。 解： (1)对高参数机组 根据机组参数查焓熵图和水蒸气表得 h0=3480kj/kg hc=2070 kj/kg hfw=136.2kj/kg 凝汽器真空变化后 h0=3480 kj/kg hc=2115kj/kg h,fw=171.80kj/kg 则 =0.423 =0.41 则效率相对变化为 =2.4%(2) 对中参数机组 根据机组参数查焓熵图和水蒸气表得 h0=3310kj/kg hc=2175 kj/kg hfw=136.2kj/kg 凝汽器真空变化后 h0=3310kj/kg hc=2185kj/kg h,fw=171.80kj/kg =0.373 =0.358 则效率相对变化率为 =3.9% 通过比较可见,凝汽真空变化对中参数机组影响较大20. 国产31-25-2型汽轮机，p0= 3.43Mpa、t0=435、pc=0.0049Mpa、tfw=164、 采用四级混合加热器给水回热。若ri=0.80。试采用：（1） 平均分配法；（2） 焓降分配法。 确定各加热器的焓升及各级抽汽压力。 解：平均分配法 根据机组参数p0 、 to 、pc由水蒸气图表得有关数据分别为 h，0=1044.2kj/kg h0=3305.1kj/kg hc=2361.3kj/kg h,c=137.77kj/kg 则 =181.29(kj/kg) 根据各混合式加热器的出口焓值可得抽汽压力为: p1=1.163Mpa p2=0.641Mpa p3=0.1936Mpa p4=0.0406Mpa 各级加热器的焓升均为 181.29kj/kg 四 1. 混合式加汽器（一般指除氧器）和表面式加热器各有何特点，在回热系统中的应用如何？怎样扩大混合式加热器的应用范围？ 答：混合式加热器可将水加热至加热蒸汽压力下的饱和温度,即无端差加热，热经济性高。它没有金属受热面，构造简单，投资少；便于汇集不同温度的水流，并能除去水中所含的气体。但是混合式加热器组成的系统有严重的缺点，每个加热器的出口必须配置水泵；有的水泵还是在高温水条件下工作，特别是汽轮机变工况条件运行时，会严重影响水泵工作的可靠性。为此要装备用水泵，为防止水泵入口产生汽蚀，混合式加热器及其水箱应装在每台水泵之上的一定高度，从而使混合式加热器的热力系统和厂房布置复杂化，既增加了设备和厂房的费用又危及电厂的安全运行。 表面式加热器的特点是，通过金属壁换热因有热阻；所以加热蒸汽凝结水的饱和温度与加热器出口被加热水温存在传热端差，从而增大了抽汽做功能力的损失，降低了电厂的热经济性，端差越大，热经济性降低越多。表面式加热器与混合式加热器相比，虽有端差，热经济性降低，金属耗量达、造价高、加热器本身工作可靠性差等缺点，但就整个表面式加热器组成的回热系统而言，却比混合式加热器系统简单、运行也较可靠。所以，在现代发电厂中，广泛采用表面式加热器。一般只配一台混合式加热器作为锅炉给水除氧和汇集各种水流之用。 扩大混合式加热器的应用范围，目前有的大型机组低压加热器采用了重力自流接触式混合加热器，其特点是将相邻的两个或三个混合式加热器串联叠置布置，利用高差形成的压头将低压水流能自动落入压力稍高的下一个加热器，从而减少了水泵的台数。2 表面式回热加热系统的疏水方式有几种？根据什么原则来定性分析它们的热经济性？疏水泵设置的原则是什么？ 答：表面式加热器的疏水方式有：（1） 采用疏水泵的连接系统。（2） 疏水逐级自流的连接系统。 对这两种连接方式，热经济性的分析一般采用定功率法。具体分析疏水对抽汽量的排挤引起的功率变化，亦可采用火用法分析疏水和凝结水混合时温差大小所引起的火用损大小。 采用疏水泵的连接系统时，需安装疏水泵，投资增加、多耗厂用电，系统复杂；且疏水泵工作条件差，事故率大，维护费用增加。因此这种连接方式，多在12-200MW机组的低压加热器组末级和次末级中采用，其它级采用疏水逐级自流的连接方式。300MW以上容量的机组，因对机组及系统的可靠性、可控制性要求较高，低加系统可不采用疏水泵，而是采用疏水冷却器来提高低加系统的热经济性。3 为什么有些表面式加热器要装过热蒸汽冷却器和疏水冷却器？ 答：为减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源损失，又不拟装疏水泵时，可采用疏水冷却器。它是用装在主凝结水管上的孔板造成压差，使部分主凝结水进入疏水冷却器吸收疏水的热量，疏水焓值由hj,降为hj, 后在流入下一级加热器中，从而减少对下一级回热抽汽量排挤所引起的附加冷源损失。 再热回热循环中再热后的各级回热抽汽过热度大幅度提高，尤其是再热后的第一、二级的抽汽口的蒸汽过热度高达150-200，甚至更高。导致再热后各级回热加热器的换热温差加大，而增大了火用损降低了热经济性，为了减少火用损失，故可采用蒸汽冷却器；即具有高过热度的回热抽汽先送至蒸汽冷却器冷却至饱和蒸汽温度后，在引至加热器本体，可减少总的不可逆换热损失。4 表面式加热器的上端差和下端差的范围是多少？它的取值对发电厂的热经济性有什么影响？ 答：我国的加热器端差一般当无过热蒸汽冷却器时，端差为=36,有过热蒸汽冷却器时=-12；下端差一般推荐为=510 机组的热经济性随加热器端差的降低而增加，其原因是：当给水温度一定而其他条件不变时，若减少端差，回热抽汽压力及其焓值都相应降低，故抽汽在汽轮机中的做功量随之增大，凝汽做功量减少；当疏水引至下一级加热器时，排挤下一级抽汽程度相对减少，因而提高了机组的热经济性。5 回热系统常规热平衡的计算方法和步骤是怎样的？如何求加热器出口主凝结水的混合焓（当该级采用疏水泵时）？ 答：常规热力计算方法可分为定功率计算和定流量计算两种。前者以机组的额定电功率Pel为定值，通过计算，求得所需的新蒸汽量。它在设计、运行部门用的较为普遍。后者以进入汽轮机的蒸汽量D0为定值，计算能发出多少电功率，汽轮机制造厂多用此方法。常规计算法的核心，实际上是对z个加热器的热平衡方程和一个功率方程式（如）或求凝汽流量的物质平衡式所组成的（z+1）个线性方程组求解；其最终求得z个抽汽量和一个新气量（或凝汽量）。工程上为计算方便，通常是以汽轮机的汽耗量的相对量来表示各回热抽汽份额和凝汽份额，即各回热抽汽系数=1kg；再根据功率方程式求得汽轮机的汽耗量D0，算出各抽汽量和凝汽流量Dc的绝对值。也可用蒸汽的绝对量计算，此时先近似估计一个D0值，根据各加热器的热平衡式求得各级抽汽量的绝对值，经过迭代后，再计算机组的电功率及其热经济性指标。计算过程和步骤一般如下（1） 整理原始资料：当原始资料不够直接和完整时，计算前必须进行适当的整理和选择假定以满足计算需要。a. 合理选择及假定某些未给出的数据：新汽压损一般取蒸汽初压的3%-7%，再热压损一般取低于高压缸排汽压力的10%，各级回热抽汽压损取该级回热抽汽压力的3%-8%；加热器出口端差及有疏水冷却器的入口端差，可按前面的加热器端差推荐值选取。 当加热器效率、机械效率和发电效率未给出时，一般可在以下数据范围内选取：b. 将原始资料整理成计算所需的各处汽、水比焓值：如新汽、抽汽、凝汽比焓（h0、hj、hc），加热器出口水、疏水、及凝汽器出口水比焓（hjw、hj,和hc,），再热器出口比焓升qrh等。（2） 各级回热抽汽量Dj (或)的计算。（3） 凝汽流量（或）新汽耗量D0的计算，或汽轮机功率的计算。（4） 对计算结果进行校核。（5） 各处汽水流量和热经济指标的计算。6什么是外置式蒸汽冷却器？它为什么能提高机组的热经济性？串联和并联系统区别在何处？ 外置式蒸汽冷却器是指它具有独立的加热器外壳，可以根据设备的要求布置在不同位置。 因为外置式蒸汽冷却器既能降低加热器的换热温差、减少不可逆损失、又能提高给水的温度，故能提高机组的热经济性。串联和并联系统的区别主要是外置式蒸汽冷却器与主流水的联接关系不同。8 疏水冷却器的作用是什么？一般在什么情况下装设疏水冷却器？答：疏水冷却器的作用主要是为了减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源损失。疏水冷却器系统简单、无转动设备、运行可靠、不耗厂用电，但使投资增加，用于对热经济性要求较高的机组中；一般我国多数大型凝汽机组多装在两级加热器压差较大的部位，对于供热机组一般装在通过回热加热器的主凝结水量较大的加热器入口处。9 给水热力除氧的原理是什么？根据热力除氧原理对除氧器的结构有那些主要要求？ 答：给水热力除氧的原理：热除氧的原理是以亨利定律和道尔顿定律为基础。如果水面上某气体的实际分压力小于水中溶解气体所对应的平衡分压力pb时，则该气体就会在不平衡压差p的作用下,自水中离析出来（质量转移），直至达到新的平衡状态为止，反之，将会发生该气体继续溶于水中的过程。如果能使某种气体在液面上的实际分压力等于零，在不平衡压差p的作用下就可把该气体从液体中完全除去，这就是物理除氧的原理。 除氧器的构造首先必须满热除氧原理基本规律的要求，结构上应有利于传热、传质的加速进行以达到较好的除氧效果，为此对除氧器结构的基本要求是：（1） 要除氧的水应在除氧器内均匀地播散成雾状水滴或极薄的水膜，使水具有较大的自由表面与蒸汽接触，有利于传热传质，这样还可减小除氧器容积。 （2） 加热蒸汽和要除氧的水一般应逆向流动，这样可使给水充分加热到工作压力下的饱和温度，使汽水所有接触点都形成最大的不平衡压差p，以利于气体析出，同时逆向流动还利于迅速排走溢出的气体。（3） 除氧器应具有一定的容积空间和截面积，以保证有足够的时间来传递热量和析出气体；同时还保证蒸汽以合适的速度通过。（4） 应迅速排走逸出的气体，防止在水面上它们分压力的升高。（5） 应保证深度除氧阶段的水为紊流状态，以增加气体自水中离析出来的速度。（6） 定压运行除氧器应具有灵敏可靠的自动压力调整装置，以保证除氧器压力稳定。使任何工况下除氧器内的工质都处于饱和状态，为除氧创造必要条件。（7） 除氧器各组成元件应紧固耐用、耐腐蚀，运行中不应发生拱曲变形，损坏脱落现象 。10 除氧器的排气对除氧效果有何影响？装余汽冷却器对除氧效果有无影响？它应如何接入系统？ 答：为维持稳定的除氧效果，除氧器上都设有排汽门，靠一部分蒸汽作为动力将水中离析出来的气体及时排出；当排汽门开度较小时，虽排汽量减少，可是气体排除不畅，除氧器内气体分压增加，使除氧效果恶化；随着排汽阀门的开度增大，排汽量增加，给水含氧量开始显著下降，很快就稳定下来；因此排汽对除氧效果有影响。 装余汽冷却器可以回收排汽工质损失，从而可使除氧器排汽量维持在较大数值，有利于除氧。11 试比较除氧器前置联接与除氧器单独联接的热经济性。答：除氧器单独连接方式存在着抽汽调节阀门的节流损失使加热蒸汽的能量贬值，达不到抽汽所能加热的最高温度，造成高压抽汽量增加，低压抽汽被排挤。特别是在汽轮机低负荷运行时，需切换至高一级抽汽，因停用了原级抽汽使整个系统经济性降低更多。 当采用除氧器前置连接方式时，此时该级抽汽至除氧器的那部分抽汽虽仍要节流，但至高压加热器的那部分抽汽未被节流，所以作为整个一级加热器，给水最后仍能加热到接近该级抽汽压力下的饱和温度，而与除氧器的蒸汽被节流无关。此情况下除氧器处的节流只起着在整个级中分配加热的作用，而不妨碍给水加热温度和汽耗量，故热经济性较单独连接时高。12 除氧器前置联接时，抽汽压力调整阀的作用如何？为什么？答：抽汽压力调整阀的作用是保证在任何工况下除氧器能够定压运行，其目的是为了使除氧效果稳定和给水泵不汽化。13 除氧器滑压运行的理论基础是什么？有何优点？答：除氧器滑压运行的理论基础是不需维持除氧器的压力恒定，只要能保证低负荷时仍能自动向大气排汽。 除氧器滑压运行的优点：（1） 除氧器滑压运行不仅提高了机组设计工况下运行的经济性，还显著提高了机组低负荷运行中的热经济性。这对担任中间负荷或调峰负荷的机组更为有利。（2） 简化了热力系统降低了投资。（3） 使汽轮机的抽汽点分配更为合理，提高了机组的热效率。定压运行除氧器鉴于机组低负荷时除氧器效果急剧恶化，如进水温度低，水的雾化不好，或细流工况被破坏，因而在汽轮机回热系统设计时，往往有意把凝结水在除氧器中的焓升取得比其它低压加热器小很多，致使除氧器的工作压力与相邻的低压加热器的抽汽压力很接近，既不是把除氧器作为一级独立的加热器看待。这样就破坏了合理的回热加热分配原则，使机组热效率降低。滑压运行除氧器则没有上述问题，与之相匹配的汽轮机及回热系统的设计就尽可能接近合理的焓升分配，使机组具有较高的经济效果，同时除氧器作为一级独立的回热加热器，其焓升的提高对防止自生沸腾是很有利的。14 运行电厂若将定压除氧器改为滑压运行，在技术上应做那些考虑以防止给水泵入口汽化？ 答：为防止给水泵入口汽化，应建立比定压除氧器更大的以克服暂态过程出现的H正值。设法减小，可根据具体情况在技术上可考虑采用以下有关措施进行改造：（1） 提高除氧器的安装高度，用除氧器高位布置产生净正压头H来防止给水泵汽蚀。（2） 采用低转速的前置水泵，减少NPSHr和降低 H.（3） 减少泵吸水管道上不必要的弯头及水平管段的长度，以降低该管段上的阻力降p0 .（4） 缩短滞后时间T减少Hmaxa. 减小泵吸入管容积，即减小吸入管长度或适当缩小吸入管直径，使流速加快，由于流速加快会增加吸入管压降，故吸入管流速不宜过高。b. 暂态过程中开启给水泵再循环，加大流量来减少T.c. 暂态过程中在给水泵入口注入“冷”水,用加速泵入口水温的下降来减小T。（5） 在骤降负荷暂态过程中，除氧器给水箱内存水的闪蒸，起阻碍除氧器 压力下降的作用（6） 装设能快速（在滞后时间内）投入的备用汽源，阻止除氧器压力继 续下降。15 那些情况下需采用减温减压器？应如何选择？在下面情况下需采用减温减压器（RTP）（1） 用（RTP）降低蒸汽的温度和压力，以便回收和使用工质。（2） 一般发电厂（RTP）常用作为厂用汽源（如加热重油、锅炉吹灰、厂内采暖、除氧器的备用的汽源等），母管制电厂锅炉的启动回收装置，直流锅炉的启动系统，单元机组的旁路系统，高参数叠置电厂的前置背压机的备用设备，以及扩建电厂不同参数机组间的联系设备等。（3） 在热电厂内，供热系统必须装设（RTP）。在的要求下，（RTP）是补偿热化供热不足，对外满足供热的一种必要设备。同时（RTP）作为一种提供备用热源的设施也是必不可少的。 应按如下选择：作为汽轮机供热抽汽备用的（RTP），其出口蒸汽参数应和抽汽供热参数相同。而用于供热高峰加热器的（RTP），当汽源是新蒸汽，其出口蒸汽饱和温度应能将热网水加热到设计供水温度tdsu;蒸汽压力最好能使高峰加热器的疏水靠压差自动流入到高压除氧器。一般（RTP）的出口蒸汽应有30-35的过热度，以便测定流量和简化蒸汽管道的疏水系统。经常工作的（RTP）应有备用，不经常运行的一般不考虑备用，备用的（RTP）应处于热备用状态，有些还需要配置快速自动投入装置。16. 回热系统利用废热时，对热经济性有何影响？它的燃料节约如何计算？ 答：回热系统利用废热时，不可避免地要排挤部分回热抽汽。若用定功率分析，因回热抽汽被排挤使其做功减少，则凝汽做功要增加，从而带来额外的冷源损失；因此降低了废热回收的经济效益。但评价锅炉连续排污利用系统给电厂带来的经济效益时，应包括热能回收的经济效益和工质补充水量减少带来的经济效益总和。 这种热能回收的热经济性计算，属于既有热量、又有工质进入热力系统时引起原则性热力系统方案比较计算的类型。由于这部分能量的回收是通过热功转换的热力系统来实现的，不仅会影响汽轮机组热功转换的效果，更主要的是影响整个电厂的热经济性（如热耗率和煤耗率）。若只从汽轮机的局部范围看，因回收的热量要计入汽轮机的热耗，但它的质量不及新蒸汽高，故机组总的热功转换效率反会降低。但从整个电厂的角度来看，这部分热量的回收因减少了工质和能量的损失，使电厂的热经济性提高、煤耗下降。17 为什么连续排污扩容器的分离蒸汽一般均送入除氧器？ 答：除氧器的压力较低，分离蒸汽送入除氧器可减少排挤较高压力的回热抽汽，故可提高热经济性。因除氧器又是一个回收各种汽水流的设备，所以扩容蒸汽送入除氧器是最佳去处。对于汽包锅炉，采用一级连续排污扩容蒸汽系统，将扩容蒸汽引入除氧器，因此扩容器的压力就取决于除氧器的压力，对于高压热电厂的汽包锅炉，采用两级连续排污扩容系统，根据扩容蒸汽的利用条件，应分别引入除氧器和大气式补水除氧器。18 利用锅炉排污水热量或其它废热时，往往要排挤某级回热抽汽而导致额外的冷源损失，此时汽轮机装置效率如何变化？如何证明此时热经济形是提高的？答：只从汽轮机的局部范围看，因回收的热量要计入汽轮机的热耗，但它的质量不及新蒸气高，故机组总的热功转换效率反会降低。但从整个电厂的角度来看，这部分热量的回收因减少了工质和能量的损失，使电厂的热经济性提高、煤耗下降。 五 发电厂原则性热力系统 1. 发电厂原则性热力系统的特点和作用是什么？ 答：特点: 发电厂原则性热力系统是按规定的符号把主要热力热备按某种热力循环连接起来的线路图，它只表示工质流经时的状态参数起了变化的各种必要的热力设备，故同类型、同参数的设备在图中只表示一台，备用设备及配件在图中不表示（额定工况所必需的附件除外,如定压运行除氧器进汽管上的调节阀）。 作用：发电厂原则性热力系统表明了电厂热力循环的工质在能量转换及利用过程中的基本特征和变化规律，同时也反映了发电厂的技术完善程度和热经济性高低。合理的确定发电厂的原则性热力系统，是发电厂设计工作中的一项主要任务；对系统的理解、运用和改进，则是对发电厂热力工作者的一项基本要求。 222222. 发电厂原则性热力系统的组成? 答：发电厂原则性热力系统是以汽轮发电机组的原则性回热系统为基础，考虑锅炉与汽轮机的匹配及有关辅助热力系统与回热系统的配合而行成的。辅助热力系统一般考虑：锅炉排污回收利用蒸汽、补充水系统、轴封器和发电机热量的回收系统、汽动给水泵等；小汽轮机的蒸汽利用系统、生水和软化水加热系统、热电厂的对外供热系统。 因此，发电厂的原则性热力系统主要由以下局部热力系统组成（1）锅炉、汽轮机及凝汽设备的联接系统；（2）给水回热加热系统；（3）除氧器联接系统；（4）补充水引入系统；（5）锅炉排污及其它废热回收利用系统；（6）热电厂的对外供热系统。4. 发电厂主要辅助设备(如给水泵、凝结水泵)主要根据什么来选择？答：热力系统中主要辅助设备的选择（单位容量和台数）要根据原则性热力系统计算的结果来进行。 给水泵的选择：给水泵是发电厂最主要的辅助设备之一，它的任务是在任何情况下都应该保证不间断供给锅炉给水。给水泵的容量及台数应根据火力发电厂设计规程中的规定来选择，对于母管制给水系统，给水泵的总容量及台数应保证在其中容量最大的一台给水泵停用时，其余给水泵能供给该泵所连接系统的全部锅炉额定蒸发量时所需要的给水量；对于单元制的给水系统，给水泵不应少于两台，其中一台备用。对于扩大单元制给水系统，允许两台机组合用一台备用给水泵。给水泵总扬程应满足克服汽包压力、开启安全阀门的压力p，克服给水泵进入管压力管、截止阀、调节阀、逆止阀、流量测孔板、省煤器阻力以及供水的几何高度等。凝结水泵的选择主要是确定其容量和台数，应以火力发电厂设计技术规程中的规定为依据来选择。（1）每台凝汽式机组设两台凝结水泵，每台泵的容量一般为额定凝结水量的120%，当全部凝结水需要