热力发电厂复习思考题

1、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。 1.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

2、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。 te 1=1-+273)/(435+273)= (3)对卡诺循环: 熵增为 (4) h0 he T 用 Ten s 3310.7

3、4.48kj/kg.k 435 237 237 损 4.48 失为 1223.04kj/kg.k 对朗肯循环 熵增为 s se s1 火用 Ten s 6.5328 2731780.99kj/kg.k 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？ 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。 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

4、变，则必 需增大机组的汽耗量 D0和汽耗率d。 回热式汽轮发电机组的 q 3600 r i m g 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

5、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：po=,温度为 t 0=435 C ,排气压力pc = ,环境温度为ten=0C，环境压 力为Pen=,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 ho=331O kj/kg hc=2110 kj/kghc = kj/kg t c = kj/kg sc= kj/kg s 1 = kj/kg. (1) 郎肯循环的热效率为 h0 he 3310 2110 h0 he =3310137,7

6、 (2) 同温限卡诺循环热效率为 kj/ 纯凝汽式汽轮发电机组的 3600 qeokj/ i m g 因为rii所以q 0l1036000 3600 33768 104 8920.04 2 300 1036000 准煤/ bn bs PPab =388/=417g 标 ab n cp cp(1 12.已知某汽轮发电机组的有关参数: do=、t fw=150 C、pfw=，右 b 电效率和电厂的煤耗率。 p=、10=435 C、 p =，试求该机组的绝对 ab ab / n cp cp 发电标准煤耗率 解: 根据锅炉和汽轮机参数, 从水蒸汽表和焓熵图 查得 0=3306kj/kghfw=kg 汽

7、轮发电机组的热耗率为 0 123 bs= =g标准煤/ cp 标准供电煤耗率 o=do(h o-h fw)=kj/ 则发电厂的热耗率为 qcp出=kj/ b o 发电厂热效率 3600 pel 3600 p cp BQl 邑=3600/q cp=3600/= 发电标准煤耗量 b P B Pab bs 1ab =325g标准煤/ (2)全 年 能 耗 Qa 3600W n cp 337680 104 3600 0.379 故 平 均 每 天 烧煤 aQa 337680 104 3600 Baa cpQl 3650.379 22190 365 1000 bs 0.123 =g标准煤/ =( cp

8、cpb p el 则共可节约标准煤 (3) 全年共可节能Qa =W q 故该机组的绝对电效率为 a B = Qa /()= ( 0)=吨 qcp q。 b o qcp b o 电厂热效率 3600pel 3600 pel QcpBQ| =3600/q cp=3600/= qcp =qcp -qcp=机组的 发电量为W= 00= 则 全 年 多 耗 标 准 煤 W qc1.8 109 15.53 m3=955 吨 29270 1029270000 电厂供电热效率 cp el= b p 14 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=, p

9、=, b=，全年供电 W=337680万，试求： (1) 厂用电率和供电标准煤耗率； (2) 平均每天烧的煤多少吨； (3) 若某项革新使机组的热耗率降低，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 16. 某300MW气轮发电机组，制造厂提供的机组保证热 耗值为，但由于各种原因使的在实际运行中热耗率 为kj/ ,若年利用小时数为 6000h,p=,b=问全年 多耗标准煤多少吨？ 解设计电厂热耗率 实际电厂热耗率 qcp=kj/ b o 故电厂热耗率值多耗 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

10、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 .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

11、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

12、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。 因附加循环热量占整个循环的份额很小

13、，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 提高再热后的温度 t rh有利于增加附加循环吸热过 程平均温度Trh ,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。 5. 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

14、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t = t c2-t cl 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, 般合理的t为011 C； t ci，t c2 为冷却水进、出口温度，C； t为凝汽器的端差，t =t c-t c2,它与凝汽器的面积、管材、冷却水量等有关。 t 一般为 3-10 C。 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

15、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

16、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？ 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？ ：当Prh选的过低时，由于附加循环平均吸热温度 Tav，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 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

17、 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。 吸热平均温度Tav，高于Tav的数值可能很大；但此时 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qi、q2 qz 随Z的变

18、化均认为是常数，此时，qi =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-i,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 qi=q2= q z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。 3600 q。 t ri m g 3600 0.434 0882 0.985 将新汽压力提高后的热耗率为 q，0且 t ri m g =kj/ 3600 0.441 0882 0.985 =kj/ 热 耗 相 对 变 化 值 为 |q。q0 | 9396.3 9547.91 _0/ _% q0

19、9547.9 11.当夏季水温升高时，排汽压力由升高到，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 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 i Ar 回热再热循环与回热循环相比其效率的相对增长 rh Ar 比较以上两式可见：由于iri和Arh A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

20、汽 汽流做功相对增加，所以irirh ,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气轮发电机组，原设计参数为po=、t o=535 C、 pc=、ri =、mF。若将新汽压力提高到，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 h=3439kj/kgh=3395 kj/kghc=2006 kj/kg hc=1957 kj/kg h fw= kj/kg h0hc343920

21、06 在原设计参数下t 0 c= hhfw3439 136.2 将新汽压力提高后 h0 hc3395 1957 h,0 hfw3395 136.2 则该机组设计参数的热耗率为 响。若中参数机组的参数为：p0=、1 0=435C、pc=; 高参数机组的参数为：p=、1 0=535 C、pc=。 解：(1)对高参数机组 根据机组参数查焓熵图和水蒸气表得 h 0=3480kj/kg h c=2070 kj/kg hfw=kg 凝汽器真空变化后 h0=3480 kj/kg h c=2115kj/kghfw=kg ntt h0 hc34802070 则 t 0 c= h0 hfw 3480136.2 h

22、0， h,c3480 2115 t-= h,0 hfw3480 171.80 则效率相对变化为 I -tt I t (2) 100% | 0.413 0.423I 0.423 100% =% 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 h 凝汽器真空变化后 h0=3310kj/kg h h九 h0h fw -h(/h，c t- h，0hfw 则效率相对变化率为 c=2175 kj/kg hfw=kg c=2185kj/kg h fw=kg 33102125 _ 3310136.2 = 33102185 3310 171.80 | ，t t |10.358 0.37

23、31 1100% 100% =% t0.373 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，p=、t=435C、pc=、tfw=164C、 采用四级混合加热器给水回热。若ri =。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 数据分别为 h，0=kg h 0=kg h c=kg h ，c=kg 贝U h，0 h，c1044.2 137.77 hr 根据机组参数P。、to、pc由水蒸气图表得有关 =(kj/kg) h1 hb hr 1b44.2 181.29 862.91( kj / kg)

24、h2 h1 hr 862.91 181.29 681.62(kj / kg) h3 h2 hr 681.62 181.29 5bb.33(kj/kg) h4 h3 hr 5bb.33 181.29 319.b4(kj / kg) 根据各混合式加热器的出口焓值可得抽汽压力 为: p1= p 2= p 3= p 4= 各级加热器的焓升均为 kg 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

25、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

26、。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

27、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

28、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 C,甚至更高。导致再热后各 级回热

29、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 =3 6C ,有过热蒸汽冷却器时=-1 2C； 下端差一般推荐为=5 10C 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

30、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Db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 z 方程和一个功率方程式（如 Db DcbD jYj ）或 i1 求凝汽流量的物质平衡式所

31、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j和凝汽系数c,且jc=1kg ;再根据功 率方程式求得汽轮机的汽耗量Db，算出各抽汽量 Dj和凝汽流量 D的绝对值。也可用蒸汽的绝对量 计算，此时先近似估计一个 Db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.

32、 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j 及有疏水冷却器的入 口端差 j ，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： 0.98 0.99、 0.99左右、 0.98 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(ho、hj、he),加热器出口水、 疏水、及凝汽器出口水比焓(hjw、hj,和 he),再热 器出口比焓升qrh等。 (2) 各级回热抽汽量

33、D(或 门的计算。 (3) 凝汽流量(或 e )新汽耗量 D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

34、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) ，

35、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

36、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 o.99 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,

37、损坏脱落现象 。 1o 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

38、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？

39、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

40、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

41、入口汽化，应建立比定压除氧器 更大的 h( h HP NPSHr)以克服暂态过 g 程出 现 的 H 正值。设法减小 H( H v 旦)，可根据具体情况在技术上可 g g 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po . (4) 缩短滞后时间T减少 Hmax a. 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

42、。 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

43、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 tp 1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3

44、0-35 C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

45、、 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i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

46、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 i反会降低。但从整个电厂的角 度来看，这部分热

47、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 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

48、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。 2. 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

49、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

50、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%当全部凝结水需要除盐处 理时，凝结水升压泵容量和台数与凝结水泵相同。（2） 对于调节抽汽供热机组一般每台机装两台凝结水泵。凝 结水泵的扬程应考虑凝汽器与除氧器内的压力差和水 位差以

51、及凝结水泵吸入管侧和出口侧的全部阻力。 5. 原则性热力系统和回热系统计算有何异同？ 答：由于回热系统是电厂原则性热力系统的基础， 因此应首先计算有关辅助系统，求出影响回热系统的有 关函数关系后，再计算回热系统。即可进一步算出电厂 的各项热经济指标。 6. 拟定新建电厂的原则性热力系统时，主要研究解决 哪些问题？ 答：拟定新的原则性热力系统时，要研究解决下列问 题 （1）对于给水回热加热系统主要是拟定加热器的疏 水方式，蒸汽冷却器和疏水冷却器的设置和联 接方式问题； （2）研究确定除氧器的工作压力、运行方式及联接 方式等问题； （3）补充水系统的选择主要与电厂锅炉的形式、生 水品质、工质损失量

52、、蒸汽初参数等有关；目 前均采用化学除盐的水处理方法。一般需研究 确定补充水进入热力系统的地点和方法等问 题。 （4）根据锅炉容量、参数及排污量大小需研究确定 锅炉连续排污水利用系统问题；可采用一级或 两级扩容器的排污回收系统，但应通过技术经 济比较确定。 （5）供热系统：应依据供热负荷的具体要求选择供 热方式。对于蒸汽供热系统应研究回水率问题， 对于供暖系统应研究热网加热器的联接及其凝 结水回收地点问题等。 7. 供热机组电厂的原则性热力系统的特点是什么？ 答：对于供热机组电厂，除要确定回热系统、除氧 系统、补水系统、废热回收利用系统外，还要进行供热 系统的确定。依据供热负荷的具体特性选择供

53、热机组 （直接供热或间接供热），要根据具体情况来选择经济 性好的供热方式。对于采暖负荷要确定基本热网加热器 的热源，而尖峰热网加热器的热源根据供热机组的容量 及热网规模可采用本厂锅炉的富裕蒸汽量，或尖峰锅炉 的蒸汽量作为调峰热源。在拟定系统时要合理的选择热 网加热器的疏水汇入回热系统的地点。 六 发电厂全面性热力系 统 1 . 全面性热力系统和原则性热力系统相比，有什么 相同和不同点？是分别叙述各自的使用场合？ 答：全面性热力系统和原则性热力系统是一种表达 电厂热力系统不同要求特征的联接方式，它们反映了 电厂热力系统的不同层次，而且具有不同的用途。 发电厂的原则性热力系统，主要用来反映电厂在

54、某一工况下系统的热经济性。它是用规定的符号把主 要的热力设备按某种热力循环联接起来的流程图，因 此它不包括备用设备或管路，而全面性热力系统中不 仅要反映原则性热力系统的内容，而且要全面反映主 辅热力系统的联接及其附件，这就是他们的相同处和 不同处。原则性热力系统一般用来计算和评价电厂的 热经济性。 全面性热力系统是实际热力系统的反映，它包 括运行工况下所有系统，以此显示出该系统的安全可 靠性、经济性、灵活性。不言而喻，全面性热力系统 图应画出实际所有的（运行的和备用的）设备、管线 及阀门。全面性热力系统是电厂设计、施工和运行的 主要依据。 2. 对一张管道错综复杂的全面性热力系统应采取怎 样的

55、看图步骤？ 答：应采用以下看图步骤 1）明确图例：不同国家的全面性热力系统图绘制 及其图例有所不同。 2）明确主要设备的特点和规格。 3）明确原则性热力系统的特点。 4）区分不同工程的不同工况： 不仅不同制造厂生产的主辅热力设备有所不 同，既是同一制造厂的产品还有序号之分。 5）化整为零地弄清楚各局部系统的全面性热力 系统，实际工程中的发电厂全面热力系统是较 为复杂的，宜化整为零逐个弄清楚各种管路系 统的局部全面热力系统，最后扩展联系成全厂 的全面性热力系统。 6） 不同工况的运行方式分析：一般宜从正常工况 入手，再依次分别对低负荷工况、启动、停运 工况和不同事故工况进行分析。 3. 分析发电

56、厂各种主蒸汽管道系统和主给水管道系统的 特点及应用范围？ 答：（1）发电厂常用的主蒸汽管道系统有以下几 种 1）集中母管制系统 发电厂所有锅炉蒸汽都引往一根蒸汽母管集 中后，再由该母管引往各汽轮机和各用汽处。这种 系统的供汽可相互支援，但当与母管相连的任一阀 门发生故障时，全部锅炉和汽轮机必须停止运行， 严重威胁全厂工作的可靠性。因此一般使用阀门将 母管分成两个以上区段，分段阀门是两个串联的关 断阀，以确保隔离，并便于分段阀门本身的检修。 正常运行时，分段阀门处于开启状态。集中母管分 段后，发生事故后仍有一个区段不能运行。如母管 分段检修，与该段相连的锅炉和汽轮机的仍要全部 停止运行。所以只有

57、在锅炉和汽轮机的台数不配合 情况下，才采用这种系统。 2）切换母管制系统 每台锅炉与其对应的汽轮机组成一个单元，而 各单元之间仍装有母管，每一单元与母管出还装有 三个切换阀门，这样机炉既可单元运行，也可切换 到蒸汽母管上由邻炉取得蒸汽。该系统中的备用锅 炉和减温减压器均与母管相连。这种系统的主要优 点是既有足够的可靠性，又有一定的灵活性，能充 分利用锅炉的富裕容量进行各炉间的最佳负荷分 配。其主要缺点是系统较为复杂，阀门多，事故可 能性较大，我国中压机组的电厂因主蒸汽管道投资 比重不大（相对于单元制机组）而供热式机组的电 厂机炉容量又不完全匹配，这时应采用切换母管制 主蒸汽系统。 3）单元制机

58、组 每台汽轮机和供应它蒸汽的一台或两台锅炉组 成一个独立的单元，各单元之间无横向联系，需用 新蒸汽的各辅助设备靠用汽支管与各单元的主蒸 汽管道相连，称为单元制系统。该系统的优点是系 统简单、管道短、管道附件少、投资省、压力损失 和散热损失少。系统本身发生事故的可能性小，便 于集中控制。其缺点是单元内与主蒸汽管道相连的 任一设备或附件发生故障时，整个机组都要被迫停 止运行，而相邻单元不能相互支援，机炉之间也不 能切换运行，运行灵活性差；单元设备必须同时检 修。我国单机容量 100MW以上的凝汽式的发电厂, 均采用单元制系统，超高参数或中间再热机组的发 电厂。因新汽参数更高，其再热参数也各不一致，

59、 无例外的采用单元制机组。 （2）给水管道系统有以下几种 1）集中母管制系统 其特点是系统安全可靠性高，但系统复杂，耗钢 材，阀门较多，投资大，适用于中、低压机组小容 量发电厂的给水泵容量与锅炉不配和时，如高压供 热式机组的电厂。 2）切换母管制系统 这种系统的特点是有足够的可靠性，运行灵活。 当给水泵容量与锅炉容量相配合时，压力母管和锅 炉给水母管均采用切换式母管系统。 3）单元制系统 其主要优点与单元制主蒸汽系统相同。因其系统简 单，投资省，试用于中间再热凝汽式或中间再热供 热式机组电厂。 4）扩大单元制系统 给水系统由两个相邻单元组成扩大单元制给水 系统，这种系统可靠性高，两个单元共用一

60、台备用 水泵，节省投资，运行灵活，在变负荷时可节省厂 用电，我国高参数凝汽式发电厂均采用这种系统。 4. 为什么中小供热机组需采用切换母管制而再热机 组采用单元制？ 答：热电厂承担了供电供热的双重任务，并以供 热为主；其中有些热负荷又必须保证可靠供应，再加 上机炉台数常不配和（如三炉两机），主蒸汽采用母管 制，可增加机炉调度的灵活性，并便于减温减压器的 连接。故对装有供热式机组的发电厂，应采用切换母 管制主蒸汽系统，以增加机炉运行的灵活性。 蒸汽中间再热式机组都是大容量机组，其工作参数 很高；大直径的新蒸汽管道和再热蒸汽管道均采用耐 热合金钢，价格昂贵，甚至要耗用大量外汇进口。此 时单元制主蒸