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热力发电厂期中复习东南大学能源与环境学院

第一章、火电厂的评价1.1火电厂的安全可靠性1.2火电厂的环保评价1.3火电厂的热经济性评价1.4凝汽式发电厂的热经济指标（重点）1.5发电厂的技术经济比较1.6我国能源工业的可持续发展卡诺循环的组成循环：持续热变功需要工质状态循环变化卡诺循环：两等温过程与两等熵过程组成吸热过程：工质从高温热源等温吸热qb作功过程：高温工质经等熵膨胀作功wt放热过程：工质向低温热源等温放热qc压缩过程：低温工质经等熵过程升压wp卡诺循环的特点：等温吸放热过程及等熵胀缩过程是理想化的与工质的种类及热力系的特点无关卡诺循环效率卡诺循环的能量平衡微分表达：dq＝dh－vdp循环积分：qb－qc＝wn＝wt－wp循环效率定义：ηt＝wn/qb＝1－qc/qb卡诺循环效率循环吸热量：qb＝Tb△s循环放热量：qc＝Tc△s循环热效率：ηt＝1－qc/qb＝1－Tc/Tb蒸汽动力循环分析朗肯循环的组成朗肯循环过程朗肯循环效率朗肯循环效率的分析提高火电机组经济性的途径朗肯循环的组成朗肯循环：两等压过程与两等熵过程组成吸热过程：工质从高温热源等压吸热qb作功过程：高温工质经等熵膨胀作功wt放热过程：工质向低温热源等压放热qc压缩过程：低温工质经等熵过程升压wp朗肯循环的特点：锅炉内等压吸收水的预热、汽化及过热热量高温高压的蒸汽在汽轮机级内膨胀输出轴功在凝汽器中的等压放热过程等价于等温放热给水泵对（不可压缩）水工质加压耗功极低朗肯循环过程朗肯循环效率朗肯循环的能量平衡能量平衡：qb－qc＝wi＝wt－wp循环效率定义：ηt＝wn/qb＝1－qc/qb朗肯循环效率单位工质循环吸热量：qb＝h0－h3单位工质循环放热量：qc＝h1－h2单位工质循环净功量：wn＝(h0－h1)－(h3－h2)循环效率：ηt＝1－qc/qb＝f（p0，t0，pc）提高朗肯循环效率的途径提高初温度提高初温度提高平均吸热温度并改善循环效率受金属耐温性能的影响其上升空间有限提高初压力在常用范围内提高初压可以提高平均吸热温度负面影响是进汽比容和排汽干度会下降虽受金属耐压性能影响但提升空间较大降低终压力降低终压可以降低平均放热温度改善循环效率受制于环境温度、凝汽器传热性能的影响回热、再热、热电联产凝汽式发电厂的热经济指标

锅炉效率：ηb＝Qb/(BQar)Qb是炉侧蒸汽吸热管道效率：ηp＝Q0/QbQ0是机侧蒸汽获热汽机电效率：ηe＝ηriηtηmηg＝ηiηmg其中：汽机效率：ηi＝Wi/Q0Wi蒸汽机内作功量

ηi＝ηtηriηt理想循环效率机械效率：ηm＝Wm/WiWm汽机轴端功量电机效率：ηg＝3600Pe/WmPe发电机电功率凝汽式电厂发供电热效率全厂发电热效率：ηcp＝3600Pe/(BQar)=∏ηk全厂供电热效率：ηcp’＝ηcp(1－ρ)

式中：厂用电率ρ＝P厂用/Pe全厂发电热耗率单位电功耗热量：HRcp＝(BQar)/Pe转换：HRcp＝3600/ηcp全厂发电标准煤耗率单位电功耗标煤量：bs＝Bs/Pe转换：∵ηcp=3600Pe/Bs/29270∴bs＝0.123/ηcp全厂供电热耗率

HRcp’=HRcp/(1-ρ)

供电热耗率高于发电热耗率全厂供电标煤耗率

bs’=bs/(1-ρ)供电标煤耗率高于发电标煤耗率第二章、蒸汽动力循环及其参数2.1蒸汽动力循环及其效率的改善2.2朗肯循环及其蒸汽参数2.3给水回热循环2.4蒸汽再热循环2.4.1再热循环的组成再热过程及其作用在朗肯循环基础上利用高温烟气加热汽轮机高压缸排汽的过程为再热烟气再热器是实现再热换热的设备作用：提高排汽干度改善循环效率原则性热力系统表示热力循环本质联系的热力系统再热循环在朗肯循环加烟气再热器再热过程的T－s图冷再热汽来自汽机高压缸排汽pr’tr’高排汽在再热器中吸热提高过热度热再热汽进入中压缸继续膨胀作功再热循环效率计算循环效率定义：ηt＝Wt/Q0＝wt/q0式中：Wt为循环理想功，Q0为循环吸热量再热循环效率单位工质循环理想功：wtrh＝h0-hc+αrh(hr-hr’)其中：αrh为再热汽份额，高压缸无回热αrh＝1单位工质循环吸热量：q0rh＝h0-hwc+αrh(hr-hr’)单位工质的冷源损失：qcrh＝αc(hc－hwc)其中：αc为凝汽份额，若汽机无回热αc＝1再热循环效率：ηtrh＝wtrh/q0rh＝1－qcrh/q0rh再热循环的主要特征再热可以提高循环效率再热可增加高温段吸热比例，提高平均吸热温度再热循环吸热量变化q0rh{＝h0-hwc+αrh(hr-hr’)}>q0rk{＝h0－hwc}再热循环作功量变化wtrg{＝h0-hc+αrh(hr-hr’)}>wtrk{＝h0－hc}再热循环冷源损失变化qcrg{＝αc(hc－hwc)}<=qcrk{＝hc－hwc}再热循环提高排汽干度再热可以提高排汽干度，允许使用更高的初压力再热循环的参数优化对再热效率产生影响的参数再热蒸汽温度trhop、再热蒸汽压力prhop最佳再热温度效率是trhop的递增函数受到金属材料耐温性能的限制，trhop＝t0最佳再热压力再热压力高虽然可以提高平均吸热温度，但作用有限再热压力低会因附加循环温度低而无法提高吸热温度最佳再热压力：prhop＝(0.1~0.2)×p0再热循环的参数优化对再热效率产生影响的参数再热蒸汽温度trhop、再热蒸汽压力prhop最佳再热温度效率是trhop的递增函数受到金属材料耐温性能的限制，trhop＝t0最佳再热压力再热压力高虽然可以提高平均吸热温度，但作用有限再热压力低会因附加循环温度低而无法提高吸热温度最佳再热压力：prhop＝(0.1~0.2)×p0第二章、蒸汽动力循环及其参数2.5热电联产循环（一般了解）第三章、新型动力循环3.1燃气－蒸汽联合循环（一般了解）第四章、给水回热加热系统4.1热力系统的概念及分类4.2回热原则性热力系统4.3回热系统的计算与分析(参数整理)4.4回热加热器的运行(如何保证回热效果)加热器的结构混合式加热器(无端差)表面式加热器加热器的端差(θ=tsj-twj)影响回热的主要因素(tfw、z、△τj）回热系统的计算与分析高加抽汽份额的计算；混合式（除氧器）抽汽份额的计算；低加抽汽份额的计算；功率方程；汽轮机内效率ηi＝Wi/Q0=wi/q0汽轮机功率平衡3600Pel＝Wiηmηg＝D0wiηmηg简捷热平衡计算1简捷热平衡计算2初终再热参数h0=f(p0,t0);hr=f(pr,tr)△H=hr-hct=f(pr,tr,pc)hc=hr-△H*ηri(已知效率)hc＝f(pc,xc)(已知干度)抽汽参数hj=f(pj,tj)(j=1,2,3)加热器参数tsj=f(pnj)其中pnj=(1-δpj)pjtwj=tsj-θj其中θj取为常数tdj=tsj

无疏水冷却器tdj=twj+1+ψjψj取为常数hwj=twj*4.18hdj=tdj*4.18简捷热平衡计算3＃1加热器的热平衡计算吸放热量：q1=h1-hd1；γ1=0；τ1=hw1-hw2进出水量：A1=1；B1=0抽汽份额：α1=τ1/q1＃2加热器的热平衡计算吸放热量：q2=h2-hw3；γ2=hd1-hw3；τ2=hw2-hw3进出水量：A2=1；B2=α1抽汽份额：α2=(τ2-B2γ2)/q2＃3加热器的热平衡计算吸放热量：q3=h3-hd3；γ3=0；τ3=hw3-hwc进出水量：A3=1-α1-α2；B3=0抽汽份额：α3=(A3τ3)/q3简捷热平衡计算4循环吸热量循环吸热量：q0=h0-hw1+(1-α1)(hr-h1)循环放热量循环放热量：qc＝αc(hc-hwc)+α3(hd3-hwc)式中凝汽份额αc=1-α1-α2-α3循环作功量作功量：wi＝q0－qc作功量：wi＝(h0-hc+σ)-α1(h1+σ-hc)-α2(h2-hc)–α3(h3-hc)绝对内效率绝对内效率：ηi＝wi/q0绝对电效率：ηe＝ηiηmηg热耗率：HRt＝3600/ηe回热效果的完善化回热效果的标志回热由于作功能力相对增长故能够提高循环效率效率增长的程度取决于动力系数和朗肯循环效率动力系数Ar＝Wr/Wc为回热汽流功与凝汽流功比回热汽流功：Wr＝∑[αr(h0-hr)]对于非再热机组凝汽流作功：Wc＝αc(h0-hc)对于非再热机组影响回热效果的因素热力系统FmCFn中F型居多其中mn