《热力发电厂 》 课件全套 - 冉景煜 第1-5章 绪论、热力发电厂经济性评价方法与指标-热力发电厂优化运行与调整

热力发电厂第2版

热力发电厂概貌

课程内容、使用教材及数字资源31.热力发电厂发展及基本动力循环2.热力发电厂热经济性评价方法与指标3.热力发电厂原则性热力系统及拟定方法4.热发电厂初、终及再热参数选择及分析5.热力发电厂回热循环6.热力发电厂原则性除氧系统7.热力发电厂全面性热力系统8.热力发电厂优化运行与调整9.热力发电厂其他主要辅助系统课程内容（第1版）《热力发电厂》学堂在线网址：https:///course/cqu08051003805/7753789?channel=i.area.recent_search

课程内容、使用教材及数字资源使用教材：冉景煜主编，热力发电厂，机械工业出版社，2010年成绩构成：总成绩=考勤+线上学习（20%）+笔记（5%）+作业（15%）+闭卷考试（60%）学时分配：第1章~2学时第2章~6学时

第3章~14学时

第4章~8学时第5章~2学时告知目录第二章热力发电厂经济性评价方法与指标第三章热力发电厂原则性热力系统第四章热力发电厂全面性热力系统第五章热力发电厂优化运行与调整第一章绪论第1章绪论1.1热力发电厂发展及工艺流程1.2热力发电厂动力循环1.3发电厂的类型1.4

热力发电厂的技术经济指标及环保指标第一节热力发电厂发展及工艺流程一、热力发电厂概念二、热力发电厂发展三、热力发电厂工艺流程

本节主要内容一、热力发电厂概念什么是热力发电厂热力发电厂（英语：thermalpowerstation或thermalpowerplant），简称热电厂，是由蒸汽作原动力的发电厂。广义热力发电厂火电厂核电站地热发电站生物质能发电厂部分太阳能电厂。。。

一、热力发电厂的概念

1882年上海建立了第一座火电厂1956年国产第一台6000kW火电机组投运1972年国产第一台20万kW火电机组投运1974年国产第一台30万kW燃油机组投运1991年国产第一台核电站投运中国热电厂发展史二、热力发电厂发展

1872年第一座火电厂在巴黎投运1957年美国第一台125MW超临界机组投运1967年日本第一台超临界的600MW机组投运1973年1300MW机组投运（曾经最大）1983年日本鹿儿岛440MW机组投运热力发电厂的发展历程二、热力发电厂发展

未来电力发展趋势超超临界发电技术发电效率可达到60%整体煤气化联合循环（IGCC）等技术发电效率达到53%天然气联合循环发电技术发电效率达到65％多联产发电技术能源使用效率可提高到80％以上二、热力发电厂发展

未来电力发展趋势智慧电厂二、热力发电厂发展

机组类型蒸汽压力/MPa蒸汽温度/℃热效率/%供电煤耗/[g·/(kWh)]超高压13535/53535360亚临界17540/54038324超临界25.5567/56741300高温超临界25600/60044278超超临界30600/600/60048256A-超超临界3070057214A-超超临界-->70060205超超临界发电技术优势：热效率明显二、热力发电厂发展1生产工艺流程—热力发电厂是能源转换的工厂

锅炉发电机

蒸汽化学能(燃料)热能机械能电能汽轮机三、火力发电厂生产工艺流程热力系统燃料供应系统灰渣系统化学水处理系统供水系统电气系统电厂自动化系统附属生产系统锅炉汽轮机发电机

热力发电厂主要的八大系统

热力发电厂主要的三大设备2热力发电厂的主要设备及系统三、火力发电厂生产工艺流程

汽轮机本体与锅炉本体之间由各种汽水管道、阀门及其辅助设备组成的整体。主要热力系统主蒸汽与再热蒸汽系统再热机组的旁路系统机组回热抽汽系统主凝结水系统除氧给水系统回热加热器的疏水与放气系统加热器（凝汽器）抽真空系统汽轮机的轴封蒸汽系统汽轮机本体疏水系统小汽轮机热力系统辅助蒸汽系统锅炉的排污系统热力系统1三、火力发电厂生产工艺流程

联系热力设备的汽水管道有主蒸汽管道、主给水管道、再热蒸汽管道、旁路蒸汽管道、主凝结水管道、抽汽管道、低压给水管道、辅助蒸汽管道、轴封及门杆漏汽管道、锅炉排污管道、加热器疏水管道、排汽管道等。疏水泵给水泵小汽轮机凝结水泵轴封加热器热力发电厂除三大主机外的其它主要的热力设备包括：锅炉排污扩容器辅助蒸汽联箱高（低）压加热器汽机本体疏水扩容器三、火力发电厂生产工艺流程运输卸煤装置煤场碎煤机皮带原煤仓制粉系统输煤及燃运系统

接受燃料、储存、并向锅炉输送的工艺系统，有输煤系统和点火油系统，煤粉制备系统。原煤仓给煤机磨煤机粗粉分离器炉膛燃烧器给粉机煤粉仓

细粉分离器燃料供应系统2三、火力发电厂生产工艺流程炉渣炉膛冷灰斗→除渣装置→冲灰沟→灰渣泵→输灰管→灰场飞灰除尘器→集灰斗→除灰装置→运灰车→灰加工厂

是将煤燃烧后产生的灰、渣运出、堆放的系统。灰渣系统3三、火力发电厂生产工艺流程工艺产水电导率投资成本操作维护环境保护全离子交换低低复杂差反渗透+离子交换低适中较复杂较差二级反渗透较低略高较简单好反渗透+电除盐低高复杂好几种常用水处理工艺比较

为保证热力设备安全，防止热力设备结垢、腐蚀、积盐，用化学方法对不同品质的原水、热力系统循环用水进行处理的系统。化学水处理系统4三、火力发电厂生产工艺流程凝汽器的冷却水量约占总冷却水量的95％以上。

火电厂的供水一般分为三种形式：

由大海、江河、湖泊取水冷却凝汽器后直接排放的直流供水系统，或称开式供水系统；

具有冷却水池、喷水池或冷水塔的循环供水系统，或称闭式供水系统；

有时也可将两种方式结合起来运行，叫做联合供水系统或混合供水系统。向热力系统凝汽器提供冷却用循环水及补充水的系统。供水系统5三、火力发电厂生产工艺流程

将发电机发出的电能升压以便远距离输送给用户，并提供可靠的厂用电的系统。电气系统6

利用各种自动化仪表和电子计算机等装置对热力发电厂生产过程进行监视、控制和管理，使之安全、经济运行的系统。电厂自动化系统7

如电厂起动用锅炉房，发电机冷却用氢气的制氢站，仪用及检修用空压机站等。附属生产系统8三、火力发电厂生产工艺流程第二节热力发电厂动力循环1.2热力发电厂动力循环

朗肯循环是热力发电厂最基本的蒸汽动力循环，以水蒸气为工作物质，由锅炉、汽轮机、冷凝器和水泵组成蒸汽动力装置的基本设备来实现的。1朗肯循环汽轮机wtq1水泵凝汽器锅炉q2图1朗肯循环装置简图4321

当忽略不可逆因素时，朗肯循环可认为是由４个可逆过程组成，朗肯循环的Ｔ-ｓ图，如图2所示。4-1

定压吸热过程1.2热力发电厂动力循环sT4321O图2朗肯循环T-s图1-2

绝热膨胀过程2-3

定压放热过程3-4

绝热压缩过程汽轮机wtq1水泵凝汽器锅炉q2图1朗肯循环装置简图4321为什么采用再热循环？可以采用在循环中对蒸汽中间再加热的方法。

随着蒸汽机组容量的增大，蒸汽参数不断地提高，伴随蒸汽初压的提高蒸汽乏汽干度下降，从而不能达到汽轮机安全工作的要求，

为解决这个矛盾1.2热力发电厂动力循环2蒸汽再热循环水泵汽轮机锅炉凝汽器1’54321图3再热循环装置简图

再热循环要求汽轮机分缸，蒸汽在汽轮机的高压缸膨胀到某一中间压力时被全部引出，送入锅炉的再热器中再次吸热，直至与初状态温度相同（或更高），然后返回汽轮机的中低压缸继续做功。再热后，蒸汽膨胀终态的干度有明显的提高。1.2热力发电厂动力循环1.2热力发电厂动力循环图4再热循环T-s图sTO511’2344-1’定压吸热过程1’-2

绝热膨胀过程2-3

定压放热过程3-4

绝热压缩过程水冷壁内吸热再热器内吸热降低换热温差

抽出汽轮机中做了部分功的蒸汽加热给水，使给水温度提高，从而可以减少水在锅炉内的吸热量，使平均吸热温度有较大的提高。这部分热交换与循环的高温热源、低温热源无关，是循环内部的回热，这种方法称为给水回热，有给水回热的蒸汽动力循环称为蒸汽回热循环。1.2热力发电厂动力循环目的提高循环热效率

提高循环的平均吸热温度思考:为什么要提高循环的平均吸热温度，

又如何去提高？3蒸汽回热循环

从图5可以看出，朗肯循环平均吸热温度不高的主要原因是水的预热阶段温度太低，因锅炉给水的温度就是汽轮机排汽压力对应的饱和温度（一般为３０℃左右），此种状态的水在锅炉内与高温燃气热交换温差引起的不可逆损失也很大。工作过程1.2热力发电厂动力循环汽轮机凝汽器锅炉图5回热循环装置简图加热器凝结水泵给水泵

如果采用温度与给水温度比较接近的蒸汽实现这个阶段的加热则可明显改变这种状况。抽汽回热是提高蒸汽动力装置循环热效率的切实可行和行之有效的方法。

几乎所有热力发电厂中的蒸汽动力装置都采用了这种抽汽回热循环，不同容量的机组抽汽级数不同，小机组３～４级，大机组７～８级，甚至更多。1.2热力发电厂动力循环

利用发电厂中作了一定数量功的蒸汽作供热热源，可大大提高燃料利用率，这种为了供热，需装设背压式或调节抽气式汽轮机既发电又供热的动力循环称为热电循环。因此，相应地有两种热电循环，即背压式热电循环与调节抽气式热电循环。1.2热力发电厂动力循环4热电循环1.2热力发电厂动力循环G汽轮机给水泵过热器锅炉热用户图7背压式热电循环过热器调节阀热用户锅炉水泵1凝汽器冷却水汽轮机水泵2发电机混合器图6抽汽调节式热电循环G①显著提高热经济性②减少环境污染③广泛适用于缺水地区④可改造中小型汽轮机组将燃气轮机排出温度较高的废热，用以加热蒸汽循环。1.2热力发电厂动力循环主要特点燃气-蒸汽联合循环主要分为以下四类：5燃气-蒸汽联合循环（1）余热锅炉联合循环

1.2热力发电厂动力循环（2）补燃余热锅炉联合循环

1.2热力发电厂动力循环（3）助燃锅炉联合循环

1.2热力发电厂动力循环（4）正压锅炉联合循环1.2热力发电厂动力循环（

1）PFBC-CC

流化床燃烧技术:按燃烧室运行压力的不同，分为常压流化床AFBC和增压流化床PFBC；

按流化速度和床料流化状态不同，二者又可分为鼓泡床BFBC和循环流化床CFBC。1.2热力发电厂动力循环6新型燃煤联合循环

（2）IGCC（整体煤气化燃气-蒸汽联合循环）1.2热力发电厂动力循环IGCC工作原理图1.2热力发电厂动力循环7原子能发电循环第三节发电厂类型1.3

发电厂的类型1.按产品分①发电厂只生产电能，在汽轮机做完功的蒸汽，排入凝汽器凝结成水，所以又称凝气式电厂。②热电厂既生产电能又对外供热，供热是利用汽轮机较高压力的排汽或可调节抽汽送给热用户。2.按使用的能源分①火力发电厂以煤、油、天然气为燃料的电厂称为火力发电厂，简称火电厂。②水力发电厂以水作为动力发电的电厂。其生产过程是由拦河坝维持的高水位的水，经压力水管1.3

发电厂的类型③原子能发电厂3.按汽轮机的进汽参数进行热力发电厂分类①中低压机组（进汽压力＜3.43MPa）②高压机组（进汽压力为8.83MPa）③超高压机组（进汽压力为12.75-13.24MPa）④亚临界机组（进汽压力约为16.17MPa）⑤超临界机组（进汽压力＞24.2MPa）1.3

发电厂的类型⑥超超临界机组（进汽压力＞30MPa）4.承担负荷特性基本负荷电厂、中间负荷电厂、调峰负荷电厂5.主设备布置室内布置、半露天、露天6.服务性质孤立发电厂、移动式发电厂、企业自备电厂、区域性发电厂7.电厂位置负荷中心发电厂、坑口发电厂1.3

发电厂的类型1.3

发电厂的类型8.其他类型的发电厂①燃气—蒸汽轮机发电厂

利用燃气—蒸汽联合循环动力装置，能充分利用燃气轮机的余热发电，因此热效率高，净效率可达43.2%。②抽水蓄能电厂

将电力系统负荷处于低谷时的多余电能转换为水的势能。在电力系统负荷处于高峰时又将水的势能转换为电能的电厂。1.3

发电厂的类型③太阳能发电厂

一种是将太阳光聚集到一个容器上，加热水或其他低沸点液体产生蒸汽，带动汽轮发电机组发电（热发电）；另一种是用光电池直接发电（直接发电）。④地热发电厂

利用地下热水经扩容器降压产生蒸汽，或通过热交换器使低沸点液体产生蒸汽，通过汽轮发电机组发电。⑤风力发电厂。利用高速流动的空气驱动风车转动，从而带动发电机发电。1.3

发电厂的类型⑥垃圾电厂。将燃烧垃圾产生的热能转换成电能，既环保又节能。

热力发电厂主要包括火力发电厂、原子能发电厂、太阳能发电厂和地热发电厂等。第四节热力发电厂主要经济及环保指标1.4

热力发电厂主要经济及环保指标1.热力发电厂技术经济指标1）全厂热效率——火电厂与发电量相当的总热量占发电

耗用热量的百分比。2）发电厂成本3）发电厂的可靠性采用机组可靠性综合评价系数（GRCF）作为评价指标。某发电厂燃料成本项目计划完成情况顺序指标计划实际差额1发电量1000014000＋40002燃料单价0.070.08＋0.013燃料单耗0.60.4－0.24燃料成本420448＋281.4热力发电厂主要经济及环保指标2.热力发电厂的环保指标废气(超低排放标准)：颗粒:5mg/Nm3,SO2:10mg/Nm3,,NOX:30mg/Nm3,;汞及化合物：0.03mg/Nm3,；烟气黑度：1级废水：零排放废渣：零排放本章小结热力发电厂系统组成热力发电厂动力循环热力发电厂类型本章思考题1.简要描述发电厂动力循环及特征。2.简要回答热力发电厂主要类型。目录第二章热力发电厂经济性评价方法与指标第三章热力发电厂原则性热力系统第四章热力发电厂全面性热力系统第五章热力发电厂优化运行与调整第一章绪论第2章热力发电厂热经济性评价方法与指标2.2

凝汽式发电厂的主要热经济指标2.3

热电厂的主要热经济性指标2.1

热力发电厂热经济性的评价方法本章主要内容有：第2章热力发电厂热经济性评价方法与指标为什么要进行热经济性评价？热经济性主要用来说明火电厂燃料利用程度，以及热力过程中各部分的能量利用情况。

由于热经济性代表了火力发电厂能量利用、热功转换技术的先进性和运行的经济性，故它是火电厂一切经济性的基础。2.1

热力发电厂热经济性的评价方法2.1

热力发电厂热经济性的评价方法

热力发电厂的电能生产过程热力发电厂热经济性1锅炉发电机

蒸汽化学能(燃料)热能机械能电能汽轮机

研究损失产生的部位、大小、原因及其相互关系，找出减少这些热损失的方法和相应措施，进而提高发电厂的热经济性。

发电厂的热经济性是用来表明电厂燃料利用程度以及热力过程中各部分的能量利用或损失的情况。2.1

热力发电厂热经济性的评价方法热量法—效率法、热平衡法做功能力分析法—熵分析法、㶲分析法定量分析定性分析

热量法以燃料产生的热量被利用的程度对电厂热经济性进行评价，可以用各种效率或损失率的大小来衡量。2.1

热力发电厂热经济性的评价方法评价热力发电厂热经济性的两种基本方法2

以能量做功能力的有效利用程度或做功能力损失的大小作为评价动力设备热经济性的指标。热效率能量平衡关系供给的总热量=有效利用的热量+损失的热量

效率分析法的实质是能量的数量平衡，所以也称为热力学第一定律效率。

热量法2.1

热力发电厂热经济性的评价方法

做功能力分析法若环境温度为，某一热力过程或设备中的熵为

，则引起的做功损失

为1.熵分析法—孤立系统熵增原理

熵分析法是通过计算熵增来确定做功能力损失的方法，通常取环境状态作为衡量系统做功能力大小的参考状态，即认为系统与环境相平衡时，系统不再有做功能力。发电厂总的能量损失2.1

热力发电厂热经济性的评价方法（熵方法及㶲方法）有温差的换热

——

冷凝器、加热器三种典型的不可逆过程工质膨胀（或压缩）工质绝热节流存在温差的换热l-2过程，工质A放热，平均温度为单位工质的熵减少了，放热量为3-4过程，工质B吸热，平均温度为单位工质的熵增加了，吸热量为2.1

热力发电厂热经济性的评价方法据能量平衡，单位工质的换热量为：

单位工质做功能力的损失为

可知，Tamb一定时,换热过程的熵增

结论：高温换热比低温换热做功能力损失小2.1

热力发电厂热经济性的评价方法工质绝热节流过程

蒸汽在汽轮机进汽调节机构中的节流过程，节流前后工质的焓不变，即*并非等焓过程由热力学第一定律解析式

对于微元可逆过程，有即节流过程的熵增为

图中阴影部分的面积由此式可知，压降愈大，做功能力的损失愈大；此外，还与工质的比体积和温度有关，在损失相等时，高温高压的蒸汽管道可以采用较大的工质压降，因此可使用小管径的通道，以节省投资。2.1

热力发电厂热经济性的评价方法工质膨胀或压缩过程汽轮机中的膨胀过程是一个不可逆过程，由不可逆引起的熵增为做功能力的损失为水泵中被不可逆绝热压缩也将引起做功能力的损失。显然，减少工质膨胀或压缩过程做功能力损失的途径是减少其做功过程中的扰动、摩擦等不可逆影响。2.1

热力发电厂热经济性的评价方法热量㶲Eq系统所提供的热量中可转化为有用功的最大值2.

㶲分析法

㶲效率

—

可用能的利用率

㶲损失

—

做功能力的损失

㶲的类型热力学能㶲Eu

焓㶲Eh闭口系从给定的状态可逆地变到与环境相平衡的状态所能做的最大有用功称为该状态下闭口系的㶲开口系统中，当稳态流动工质只与环境作用时，从给定的状态可逆地变到环境状态所能做出的最大有用功2.1

热力发电厂热经济性的评价方法

㶲方程和㶲效率㶲方程稳流热力系统

开口稳流系统㶲平衡的通用方程㶲效率—相对指标

2.1

热力发电厂热经济性的评价方法输入－输出－㶲损＝系统的㶲变

热量法、做功能力法（熵方法及㶲方法）从不同的角度评价发电厂的热经济性。

热量法只表明能量数量转换的结果，不能揭示能量损失的本质原因，而做功能力法（熵方法及㶲方法）不仅可以表明能量转换的结果，而且还考虑了不同能量有质的区别。

3.两种基本方法的特点2.1

热力发电厂热经济性的评价方法凝汽式发电厂能量转换过程中能量的损失及利用3凝汽式发电厂：

只发电热电厂：

同时发电和供热分散供热：

小锅炉供应集中供热：

热电厂或区域性大锅炉房火电厂按其产品可分为凝汽式发电厂和热电厂两种。对凝汽式电厂电能生产过程中各热力设备的能量损失和效率进行分析

本节任务2.1

热力发电厂热经济性的评价方法1.电能生产过程与循环热效率发电厂中电能生产过程（能量转换过程）化学能—热能—机械能—电能（煤）（锅炉）（汽轮机）（发电机）热力发电厂以朗肯循环为基础，通过热功转换获取电能，循环中热功转换的完善程度用热效率表示，它等于有效利用的热量与供给热量之比，即2.1

热力发电厂热经济性的评价方法表示蒸汽在汽轮机中等熵膨胀所做的功表示凝结水通过给水泵时所消耗的功

在蒸汽初压不高时，给水泵的耗功可以忽略不计，即用焓降表示2.1

热力发电厂热经济性的评价方法2.凝汽式发电厂能量转换过程中能量的损失及利用（1）热量法

用各种效率来反映热力设备将能量转换或输出有效能量的程度，用能量损失率来反映各阶段能量损失的大小，不同阶段热效率不同。能量平衡关系：供给热量=有效利用热量+损失热量用热量法和㶲分析法评价凝汽式发电厂能量转换过程的热经济性

。实质2.1

热力发电厂热经济性的评价方法ηg简单凝汽式发电厂循环系统图GBTCηbηiηcp=ηbηpηiηmηgηmηpQbQ02.1

热力发电厂热经济性的评价方法1）锅炉的热效率和热损失率锅炉能量平衡关系输入燃料热量Qcp=锅炉热负荷Qb+

锅炉热损失△Qb排烟损失（40％~50％

）未完全燃烧损失排污损失散热损失灰渣热物理损失···2.1

热力发电厂热经济性的评价方法火用

2）管道的热效率与热损失率管道能量平衡关系锅炉热负荷Qb=汽轮机热耗量Q0+管道热损失△Qp98%~99%GBTCQbQ0ηp2.1

热力发电厂热经济性的评价方法

3）汽轮机的绝对内效率

与冷源损失汽轮机能量平衡关系汽轮机热耗Q0=汽轮机内功率Wi+汽轮机冷源损失△Qc凝汽器中汽轮机排汽的汽化潜热损失膨胀过程中的节流、排汽、内部损失现代大型汽轮机的相对内效率

87%~90%2.1

热力发电厂热经济性的评价方法现代大型汽轮机45%~50%

4）汽轮机的机械效率

及机械损失率汽轮机机械能量平衡关系汽轮机内功率Wi=发电机轴端功率Pax+机械损失△Qm3600—电热当量，1的电能相当于3600的热量2.1

热力发电厂热经济性的评价方法96.5%~99.0%5）发电机的效率及能量损失率发电机能量平衡关系发电机输入功率Pax=发电机输出功率Pe+能量损失△Qg2.1

热力发电厂热经济性的评价方法氢冷98%~99%空冷97%~98%双水内冷96%~98.7%25%~48%全厂总能量损失

6）全厂总效率全厂能量平衡关系发电机输出功率Pe=全厂热耗量Qcp-全厂能量损失Σ△Qj2.1

热力发电厂热经济性的评价方法简单凝汽式电厂能量转换过程的热流图2.1

热力发电厂热经济性的评价方法25%~48%㶲平衡关系：供给的可用能=有效利用的可用能+㶲损（2）㶲分析法（做功能力法）

凝汽式发电厂能量转换的全过程是由若干不可逆过程组合而成的，每一不可逆过程均存在㶲损失。通过对各设备中的㶲损失的计算确定做功能力的损失。全厂总的做功能力损失包括：锅炉的

、管道的

、汽轮机的、凝汽器的

、机械的

、发电机的

。计算以1kg工质为基准2.1

热力发电厂热经济性的评价方法㶲损热力设备eqeinwieout㶲平衡方程的图解2.1

热力发电厂热经济性的评价方法不计给水㶲，锅炉的㶲平衡式为锅炉㶲损△eb：散热引起的做功能力损失;化学能转变为热能引起的做功能力损失;工质温差传热引起的做功能力损失。1）锅炉的㶲损来自燃料的㶲eq=锅炉有效利用的㶲eb+锅炉㶲损△eb2.1

热力发电厂热经济性的评价方法2）主蒸汽管道中的㶲损主蒸汽管道的㶲平衡式为锅炉出口蒸汽的㶲eb=汽轮机入口蒸汽的㶲eo

+主蒸汽管道的㶲损△ep2.1

热力发电厂热经济性的评价方法3）汽轮机内部的㶲损汽轮机的㶲平衡式为汽轮机入口蒸汽的㶲eo=汽轮机排汽的㶲ec

+工质膨胀所做的内功wi+膨胀引起的㶲损△et2.1

热力发电厂热经济性的评价方法4）凝汽器中的㶲损凝汽设备中的㶲平衡式为汽轮机排汽的㶲ec

=

凝结水的㶲eˊc

+

温差传热引起的㶲损△ec2.1

热力发电厂热经济性的评价方法5）汽轮机机械摩擦产生的㶲损汽轮机机械的㶲平衡式为工质膨胀所做的内功wi=汽轮机轴端的有效功we

+机械摩擦产生的㶲损△em2.1

热力发电厂热经济性的评价方法6）发电机的㶲损发电机做功能力损失的㶲平衡式为汽轮机轴端的有效功we=发电机输出的电能Pe

+发电机的㶲损△eg发电机做功能力的损失是由轴承摩擦、通风耗功、发电机内冷却介质的摩擦和铜损、铁损等因素产生的。2.1

热力发电厂热经济性的评价方法全厂总㶲损失等于组成循环过程的各设备㶲损失的和，即

7）全厂的总㶲损及㶲效率凝汽式发电厂的㶲效率全厂的㶲平衡式为燃料㶲eq（ecp）=

发电机输出的电能

Pe

+发电厂的总㶲损△ecp2.1

热力发电厂热经济性的评价方法㶲流图燃料㶲以100％计，简单凝汽式发电厂蒸汽的初参数为16.5MPa，550℃，终参数为5kPa时各项㶲损失所占的份额示于㶲流图中。2.1

热力发电厂热经济性的评价方法小结1.热量法及做功能力法从不同的角度分析发电厂的热经济性，所得结论不同。热量法认为：在凝汽器中的能量损失数量最大，而锅炉的热损失却很小；做功能力法（㶲方法）认为：发电厂中，锅炉的做功能力损失最大，而凝汽器中做功能力损失却很小。原因：热量法从数量上计算各设备及全厂的热效率，不区分能量品位的高低；而做功能力法（㶲方法）的可用能损失则是以不可逆为准，考虑了不同能量质的区别，即在凝汽器中的能量损失数量虽然很大，但其品位很低。2损失分析不同： 热量法：从热损失的角度分析；

做功能力法：从做功能力损失的角度分析。3用途：热量法：定量分析，指导工程实际；

做功能力法：定性分析，指导技术革新。小结2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价

凝汽式发电厂只生产电能，即把汽轮机做完功的蒸汽排入凝汽器，凝结成水，完成由热能向电能的转换。

凝汽式发电厂的主要损失是由冷源放热引起的热损失，来自于循环过程存在的不可逆性。凝气式发电厂的基本概念1能耗量（汽耗量、热耗量、煤耗量）能耗率（汽耗率、热耗率、煤耗率）热效率主要热经济性指标（3类11个）能耗量以每小时或每年计能耗率以每1kW·h电能来度量热效率以百分比来度量汽轮发电机组全厂2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价1.汽轮发电机组的热经济指标(1)汽耗量和汽耗率无回热和再热的汽耗量和汽耗率具有回热和再热的汽耗量和汽耗率

仅有再热机组的汽耗量和汽耗率具有再热的热耗量和热耗率(2)热耗量和热耗率无再热的热耗量和热耗率2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价

无回热和再热的汽耗量和汽耗率热能转变为电能的热平衡式汽耗量:单位时间汽轮发电机组生产电能所消耗的蒸汽量无回热和再热，上式的焓降表达式为

汽耗量为汽耗率为(1)汽轮发电机组的汽耗量和汽耗率汽耗率:汽轮发电机组生产单位电量所消耗的蒸汽量

2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价

具有回热和再热的汽耗量和汽耗率即：汽轮机内的实际做功量与汽耗量之间的关系式实际做功量=输入能量-输出能量电能的热平衡方程式:再热前抽汽和再热后抽汽两部分1kg再热蒸汽带给汽轮机的热量实际比内功

2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价不能单独用来评价机组的经济性将上式代入热平衡方程式汽耗量汽耗率2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价不能单独用来评价机组的经济性也可：

仅有再热的汽耗量和汽耗率

仅具有再热的纯凝汽为上述情况的特例，即汽耗量汽耗率2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价不能单独用来评价机组的经济性（2）汽轮发电机组的热耗量和热耗率热耗量：单位时间汽轮发电机组生产电能所消耗的热量热耗率：汽轮发电机组生产单位电能所消耗的热量假设无工质损失，即热耗量热耗率无再热时，令上述式中qrh=0即可得相应的热耗量和热耗率2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价由汽轮发电机组能量平衡式求热耗量与热耗率汽轮发电机组能量平衡式热耗量为热耗率为绝对电效率2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价（1）全厂的热耗量和热耗率全厂的热耗量：凝汽式发电厂单位时间内生产电能所消耗的热量，即全厂的热耗率：凝汽式发电厂生产单位电能所消耗的热量即全厂的热经济指标22.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价（2）全厂的用电率

厂用电率：在同一时间发电厂生产过程中所有辅助设备所消耗的厂用电量与发电量的比值，即全厂的净效率：发电量扣除厂用电量所得的全厂热效率2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价（3）全厂的煤耗量和煤耗率

全厂发电煤耗量和煤耗率

全厂发电标准煤耗率

全厂供电标准煤耗率分以下三部分内容2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价全厂煤耗量:表示单位时间内发电厂所消耗的燃料量，即全厂煤耗率:发电厂每生产1kW·h电能所消耗的燃料量，即

全厂发电煤耗量和煤耗率2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价为比较发电厂的热经济性，采用标准煤耗率。标准煤的低位发热量约为29308kJ/kg标准煤耗率实际煤耗率与标准煤耗率之间的换算关系为

全厂发电标准煤耗率2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价定义：发电厂向外供应单位电能所消耗的标准燃料量

全厂供电标准煤耗率2.2凝汽式发电厂的主要热经济指标及评价作业及思考题1.简要分析说明评价热力发电厂热经济性的方法及异同。2.热力发电厂典型的不可逆过程有哪些？并以有温差的换热过程为例分析推导作功能力损失大小与换热温差之关系。3.简要分析说明热流图的作用。4.评价热力发电厂的经济性指标有哪几类？其具体指标组成是怎样的？5.请描述出具有回热及再热的火电机组的热耗率表达式。2.3

热电厂的主要热经济指标及评价热电厂的基本概念1

蒸汽动力循环装置热效率很少超过50%，其中通过凝汽器冷却水带走而排放到大气中的能量约占总能量的50%以上，这部分能量数量很大，但品质不高。为减少或避免冷源损失，将电能生产中的低品质热能，部分或全部用于对外供热，可以大大提高燃料利用率。

热电联产：同一股蒸汽汽流先发电后供热的能量生产方式称为热电联产，该发电厂称为热电厂，以热电联产方式集中供热称为热化。做了功的那部分排汽热量供给了用户，为传给冷源，所以电能是在供热基础上产生的，这是热电联产的一个基本特征。1.热电分产与热电联产的特点热电分产

—

只生产电能或热能一种能量热电分产热电联产

热电分产对一次能源使用极不合理，发电厂中热功转换过程产生的低品质热能未被利用；而在供热锅炉中，将燃料的化学能直接转化为低品质的热能供应给热用户，使能量大幅度贬值。2.3

热电厂的主要热经济指标及评价热电联产

—同时生产电能和热能热电联产的生产形式有：背压式汽轮机调节抽汽式汽轮机抽汽背压式—背压式汽轮机加凝汽式汽轮机热电联产优点：先发电，再供热发电和供热两种形式同时存在按质用能节约能源，环保有利2.3

热电厂的主要热经济指标及评价热电联产典型系统图

背压式汽轮机组调节抽汽式汽轮机抽汽背压式2.3

热电厂的主要热经济指标及评价2.热电联产的供热循环的热效率为100%朗肯循环供热循环2.3

热电厂的主要热经济指标及评价理想供热循环的热效率实际供热循环的热效率理想朗肯循环实际朗肯循环2.3

热电厂的主要热经济指标及评价3.热电联产的节煤量（1）遵循能量供应相等原则，假定联产与分产的热负荷Q、电负荷Ｗ分别相等；（2）热电分产的凝汽式机组（代替电站）的ηb、ηp、ηm和ηg与联产发电相同；（3）联产供热的锅炉效率远高于分产供热的小锅炉效率。1）比较的基础2.3

热电厂的主要热经济指标及评价热电联产与分产的对比系统模型热电联产

热电分产

2.3

热电厂的主要热经济指标及评价2）联产较分产的节煤量在能量供应水平相等的前提下：热电分产标煤量： 热电联产标煤量：

差值为：

联产发电节煤量联产供热节煤量（a）2.3

热电厂的主要热经济指标及评价3）

热电联产节省燃料的条件联产供热节省燃料的条件联产供电节省燃料的条件2.3

热电厂的主要热经济指标及评价凝汽式发电厂的主要热经济指标全厂热效率全厂热耗率

标准煤耗率热电厂的主要热经济指标

热电厂的主要热经济指标比凝汽式电厂的复杂得多，尚未有可反映能量的数量与质量的单一的热经济指标，只能采用既有总指标又有分项指标的综合指标来进行评价。热电厂的主要热经济性指标及评价22.3

热电厂的主要热经济指标及评价1.热电厂总热耗量的分配热电联产，同一股联产汽流既发电又供热，必须对热电厂总热耗量在两种能量产品之间进行合理分配，以确定电能和热能的生产成本及其相关的热经济指标。热电联产总热耗能的分配方法：热量法（热电联产效益归电）实际焓降法（热电联产效益归热）做功能力法（热电联产效益折中）2.3

热电厂的主要热经济指标及评价热力发电厂系统简图2.3

热电厂的主要热经济指标及评价

（1）热量法

将热电厂的总热耗量按产品数量比例进行分配热电厂总热耗量：分配给供热的热耗量：2.3

热电厂的主要热经济指标及评价背压式汽轮机能量平衡式联产发电部分的绝对内效率分配给发电的热耗量热电厂供热的热效率

2.3

热电厂的主要热经济指标及评价从热能数量利用的观点来分配热耗；没有考虑热能质量上的差别；供热热耗量Qtp,h是几种方法中最大的；好处归电（发电部分没有冷源热损失）；不能调动改进热功转化过程的积极性；不利于鼓励热用户降低用热参数。方法特征说明2.3

热电厂的主要热经济指标及评价（2）实际焓降法

按联产供热汽流在汽轮机中少做的功与新蒸汽实际的焓降的比例来分配供热的热耗量。分配给供热的热耗量减温减压器的热耗量供热总热耗量发电热耗量2.3

热电厂的主要热经济指标及评价考虑外供热抽汽在汽轮机中做功的影响；考虑热能质上的差别；供热部分没有分担热功转换过程中的冷源损失和不可逆损失；供热热耗量Qtp,h是几种方法中最小的，好处归热；可鼓励热用户降低用热参数。方法特征说明2.3

热电厂的主要热经济指标及评价

联产供热蒸汽与新蒸汽的最大做功能力的比例来分配热电厂的总热耗量。分配给供热的热耗量同时考虑热能的质量和数量；热电联产的热经济效益分配到热电两种产品上；供热抽汽（排汽）温度与环境温度接近，分析结果与实际焓降法近似，热电联产的好处大部分仍归供热方面所得。方法特征说明（3）做功能力法

2.3

热电厂的主要热经济指标及评价2.热电厂总的热经济指标

热经济性指标—表示设备或系统能量利用及能量转换过程中的技术完善程度。热电厂总的热经济指标：

热电厂的燃料利用系数热电厂的热化发电率热电厂的标准节煤量2.3

热电厂的主要热经济指标及评价（1）热电厂的燃料利用系数热电厂生产的电、热两种能量的数量之和与输入能量之比利用系数（2）热化发电率

质量不等价的热化发电量与热化供热量的比值，只与联产汽流生产的电能和热能有关。(a)只表明燃料能量利用的总效率,不能用以比较供热机组的热经济性。2.3

热电厂的主要热经济指标及评价热电厂给水回热系统内部热化发电量（加热抽汽）外部热化发电量（供热蒸汽）热化的供热量（GJ/h）(b)(c)2.3

热电厂的主要热经济指标及评价将式（b）、式（c）代入式（a）中相对热化份额2.3

热电厂的主要热经济指标及评价—热电联产质的指标，比较供热机组间热功转换过程技术完善的程度；—只与热电联产部分的热、电有关；—只能比较抽汽参数相同的供热机组间的热经济性，不能作为评价热电厂热经济性的单一指标。方法特征说明总之，燃料利用系数和热化发电率均不能作为评价热电厂经济性的单一热经济指标，通常以热电联产较分产的标准节煤量作为评价的指标。2.3

热电厂的主要热经济指标及评价3.热电分项计算的主要热经济指标

将热电厂总热耗量按热量法分为后，可以分别计算热电厂发电与供热方面的热经济指标。发电方面的热经济性指标热电厂发电热效率热电厂发电热耗率热电厂发电标准煤耗率上述三个指标中，已知其一，即可求得其余两个。2.3

热电厂的主要热经济指标及评价kgce/(kw·h)kJ/(kw·h)供热方面的热经济性指标热电厂供热热效率热电厂供热标准煤耗率上述两个指标，二者知其一，可求另一个。2.3

热电厂的主要热经济指标及评价kgce/GJ思考及作业题1.简要分析说明评价热电厂总热耗量分配方法及异同。2.请推导热电联产比热电分产节煤的条件。3.评价热电厂的热经济性指标有哪些？如何定义的?并说明其优缺点。4.请描述出供热机组的类型及特点。第二章热力发电厂经济性评价方法与指标第四章热力发电厂全面性热力系统第五章热力发电厂优化运行与调整第三章热力发电厂原则性热力系统第一章绪论课程内容第三章热力发电厂原则性热力系统主要内容3.1

热力系统及主设备选择原则3.2机组回热原则性热力系统3.3热力发电厂的辅助热力系统3.4热力发电厂原则性热力系统拟定3.1

热力系统及主设备选择原则

1）热力系统与热力系统图

热力系统是火电厂实现热功转换的热力部分工艺系统。根据热力循环的特征，以安全和经济为原则，通过热力管道及阀门将汽轮机本体与锅炉本体、辅助热力设备有机地连接起来，在各种工况下能安全、经济、连续地将燃料的能量转换成机械能最终转变为电能，从而有机地组成了发电厂的热力系统。

用特定的符号、线条等将热力系统绘制成图，称为热力系统图。1热力系统概念及分类2）热力系统的分类以范围划分，热力系统可分为全厂和局部热力系统。各种局部

功能系统

以汽轮机回热系统为核心，将锅炉、汽轮机和其他所有局部热力系统有机组合而成的。锅炉本体汽轮机本体主要热力

设备的系统主蒸汽系统、给水系统、主凝结水系统、回热系统、供热系统、抽空气系统和冷却水系统等分为3.1

热力系统及主设备选择原则

按照应用与绘制的详略程度、用途来划分，热力系统分可为原则性热力系统和全面性热力系统。

原理性图，它主要表明热力循环中工质能量转换及热量利用的过程，反映了发电厂热功转换过程中的技术完善程度和热经济性。

全面反映了电厂的生产过程和设备组成，它表示机组在额定工况下和非额定工况下系统的状况，包括了电厂热力部分的所有管道及设备。3.1

热力系统及主设备选择原则

热力发电厂原则性热力系统是在机组回热原则性热力系统的基础上，加上辅助原则性热力系统所组成。3.1

热力系统及主设备选择原则特点：简捷、清晰，无相同或备用设备应用：决定系统组成、发电厂的热经济性2热力发电厂原则性热力系统的组成

哈汽1000MW超超临界机组原则性热力系统图G汽轮机组的选择需要确定的项目：1）汽轮机单机容量

—单台汽轮机的额定电功率2）汽轮机种类3）汽轮机参数

—主蒸汽参数、再热蒸汽参数和背压

4）汽轮机台数3.1

热力系统及主设备选择原则3热力发电厂主要热力设备选择原则汽轮机组11）汽轮机单机容量汽轮机单机容量

—单台汽轮机的额定电功率。单机容量应选择大一些。但是，当单机容量超过500MW以后，机组单位容量造价的降低不是很明显。目前，在世界范围内，最大单机容量基本上在600～1000MW之间摆动。只有美国投运了单机容量为1300MW的机组。

我国《火力发电厂设计技术规程（DL5000—2000）》规定，应选用高效率的大容量机组，但最大机组容量不宜超过系统总容量的10％。

目前，应选用高效率的单机容量为600MW、800MW和1000MW的汽轮机。

2）汽轮机种类按生产产品：凝气式、供热式汽轮机应按照电力系统负荷：基本负荷或变动负荷。热力负荷（供热式）：供热式机组(背压式机组、抽汽的背压式机组、抽凝汽式机组)设备和系统性能应满足调峰要求，并应保证机组的寿命。3）汽轮机参数

—主蒸汽参数、再热蒸汽参数和背压汽轮机参数包括主蒸汽参数、再热蒸汽参数和背压(后面章节将详细分析)。

4）汽轮机台数对于单机容量较大的发电厂，机组台数不宜超过六台，机组容量等级不宜超过两种。同容量机、炉宜采用同一型式或改进型式，其配套设备的型式也宜一致。大型发电厂宜多台大容量、高效率的同型机组一次设计、连续建成。供热式汽轮机的种类、容量及台数，应根据近期热负荷和规划热负荷的大小和特性，按照以热定电的原则，通过比选确定，宜优先选用高参数、大容量的供热汽轮机。1）锅炉参数

锅炉主蒸汽参数的选择应该遵从汽轮机初参数及再热蒸汽参数。

3）锅炉容量与台数2）锅炉类型

包括燃烧方式和水循环方式的选择。锅炉机组的选择需要确定的项目：中间再热机组

宜采用单元制，宜一机配一炉。锅炉的最大连续蒸发量宜与汽轮机调节阀全开时的进汽量相匹配。3.1

热力系统及主设备选择原则锅炉机组21）锅炉参数锅炉参数选择应该遵从汽轮机初参数及再热蒸汽参数。同时，应该考虑到锅炉主蒸汽参数对锅炉水循环的影响。《火力发电厂设计技术规程（DL5000—2000）》规定，对于大容量机组，锅炉过热器出口至汽轮机进口的压降，宜为汽轮机额定进汽压力的5％；过热器出口额定蒸汽温度，对于亚临界及以下参数机组宜比汽轮机额定进汽温度高3℃；对于超临界参数机组，宜比汽轮机额定进汽温度高5℃。额定工况下，冷段再热蒸汽管道、再热器、热段再热蒸汽管道的压力降，宜分别为汽轮机额定工况下高压缸排汽压力的1.5％～2.0％、5％、3.5％～3.0％；再热器出口额定蒸汽温度比汽轮机中压缸额定进汽温度宜高2℃。

2）锅炉类型燃烧方式：燃烧方式必须适应燃用煤种的煤质特性及现行规定中的煤质允许变化范围。水循环方式：水循环方式与蒸汽初参数有关，通常亚临界参数以下多采用自然循环汽包锅炉，水循环安全可靠，热经济性高；亚临界参数可采用自然循环或强制循环锅炉，后者能适应调峰情况下承担低负荷时水循环的安全；超临界参数只能采用直流锅炉。

3）锅炉容量与台数

对于中间再热机组，通常采用单元制，宜一机配一炉。

锅炉的最大连续蒸发量宜与汽轮机调节阀全开时的进汽量相匹配。对于装有非中间再热供热式机组且主蒸汽采用母管制系统的发电厂，当一台容量最大的蒸汽锅炉停用时，其余锅炉（包括可利用的其他可靠热源）应满足：（1）热力用户连续生产所需的生产用汽量；（2）冬季采暖、通风和生活用热量的60％～75％，严寒地区取上限；此时，可降低部分发电出力。对于装有中间再热供热式机组的发电厂，其对外供热能力的选择:应与同一热网其他热源能力一并考虑；当一台容量最大的蒸汽锅炉停用时，其余锅炉的对外供汽能力若不能满足要求时，则不足部分依靠同一热网的其他热源解决。

思考及作业题1.比较分析发电厂原则性热力系统、全面性热力系统的异同。2.分析说明热力发电厂锅炉、汽轮机选择的原则？3.分析说明过热蒸汽管道、再热蒸汽管道设计压损的大小异同？并分析说明为何可这样来进行处理。蒸汽初参数是指新蒸汽进入汽轮机自动主汽门前的过热蒸汽压力p0和温度t0。汽轮机的单机容量与其进汽参数应相互配合，高参数必须采用大容量，低参数必须采用小容量。汽轮机向更高参数发展的主要制约因素：经济性&安全性3.1

热力系统及主设备选择原则4机组初、终参数及再热参数的确定蒸汽初参数1A

蒸汽初参数选择原则经济性

汽轮机初参数越高，其理想焓降越大，循环热效率越高。但汽轮机初参数越高：

给水泵耗功也越大；

汽轮机进汽容积流量减少，高压缸相对内效率略有降低；

排汽湿度增大，低压缸相对内效率降低；

高、中压缸轴封漏汽量增大，级间漏汽损失也增大。A

蒸汽初参数选择原则安全性长期处于高温下工作的汽轮机转子，由于高温和启停中的热应力，会造成持久强度的消耗（低周热疲劳）和高温蠕变的累积。超临界参数汽轮机初参数提高后，汽缸、喷嘴室、主汽阀、导汽管等承压部件的壁厚增加，将使非稳定热应力增大。超临界参数汽轮机的蒸汽密度大，蒸汽携带的能量也大。机组甩负荷时，汽缸、管道、加热器中的蒸汽推动转子转速的飞升要比亚临界机组的大。

B提高蒸汽初参数对热经济性的影响（1）提高蒸汽初温度热量法：①ηi=ηtηri②提高to，ηt上升③提高to，ηri上升：漏汽损失、湿汽损失

总效果to上升，ηi上升作功能力法：

对锅炉部分，提高蒸汽初温度，可提高锅炉内平均吸热温度，在锅炉其它参数未变的情况下，锅炉内平均换热温差减小，火用损减小，机组经济性提高。图3-1不同初温的朗肯循环T—s图B提高蒸汽初参数对热经济性的影响（2）提高蒸汽初压力热量法：

提高蒸汽初压力，对机组绝对内效率的影响也体现在ηt和ηri上。一方面，提高p0对ηt的影响，存在一极限初始压力的限制。在蒸汽初温度和排汽温度一定的情况下，随着p0的增加，有一使循环热效率开始下降的压力，称为极限压力。在极限压力范围内，随着初压的升高，初焓h0虽略有减小，但汽轮机中焓降增加了。因此，理想循环效率ηt提高。B提高蒸汽初参数对热经济性的影响当p0提高到极限压力以后，随着p0的增加，汽轮机中的理想焓降逐渐减少。因为提高蒸汽的初压力时，水的汽化过程吸热量在整个吸热过程总的吸热量中所占的比例减少，而把给水加热到沸腾温度时的吸热量相对地增加，而水在这一段吸热过程的总温度是低于其它阶段(汽化段、过热段)吸热过程的温度，当初压p0提到一定的数值后，水及蒸汽的整个吸热过程的平均温度会降低，ηt将下降。B提高蒸汽初参数对热经济性的影响

初压与理想循环效率关系曲线随着初压p0的增加，在极限压力范围内，

t是增加的，蒸汽的初温越高，理想循环热效率越大，极限压力越高。在当前工程范围内，提高初压p0，机组的ηt是增加的。提高蒸汽初压力使循环热效率开始下降的极限压力，在工程上没有实际意义。B提高蒸汽初参数对热经济性的影响另一方面，提高初压p0对ηri的影响为：①在汽轮机的容量、蒸汽初温和终压力一定的情况下，提高蒸汽的初压力，蒸汽的比容减小，进入汽轮机的蒸汽容积流量减少，级内叶栅损失和级间漏汽损失相对增大，ηri

降低；②随着初压的提高，汽轮机末几级叶片中蒸汽湿度增加，湿气损失增加，从而导致汽轮机相对内效率有所降低。而且，蒸汽初温越低，改变蒸汽初压时，汽轮机的相对内效率的变化也越大，因为低温蒸汽的压力变化时，蒸汽比容的变化率较大;③汽轮机叶片高度的变化也大些，叶高损失增加。B提高蒸汽初参数对热经济性的影响机组的最佳初始压力：提高蒸汽初压p0受ηi是否是提高而限制，只有使ηi增加，提高p0才是有用的，在ηri和ηt两者相互作用下，使ηi达到最大值的初压。当汽轮机的容量不同时，提高蒸汽初压，对汽轮机相对内效率影响的程度也不同。汽轮机容量越小，影响越大。因为汽轮机的容量越小，汽轮机的间隙相对数值较大，级间漏汽损失增大的缘故。所以汽轮机容量愈小，其相对内效率随初压的提高而降低得愈快。B提高蒸汽初参数对热经济性的影响作功能力法：

当提高蒸汽的初压力时，整个吸热过程的平均温度将升高，换热温差减少，火用损减少，经济性将提高。

但当初压p0提到一定的数值后，整个吸热过程的平均温度会降低，火用损增加，经济性将下降。

与热量分析法一样，提高初压p0，汽轮机火用损将增加，经济性将下降。因此，机组存在最佳初始压力。B提高蒸汽初参数对热经济性的影响当初温不变时，初压提高，容量大的汽轮机相对内效率下降的慢些。这主要是因为其蒸汽容积流量较大，汽轮机高压级叶片的高度和汽轮机的部分进气度大。B提高蒸汽初参数对热经济性的影响T一定，p0对ηri的影响？C提高蒸汽初参数受到的限制（1）提高蒸汽初温度提高蒸汽初温度受热力设备材料强度的限制。

当初温度升高时，钢材的强度极限，屈服点及蠕变极限都会降低，而且在高温下，金属会发生氧化、腐蚀、结晶变化，使热力设备零件强度大大降低。在非常高的温度下，即使高级合金钢或特殊合金钢也无法应用。价格决定材料,材料决定温度。

中低压机组的蒸汽初温度大多选取390～450℃，以便广泛采用碳素钢材；高压至亚临界级机组的蒸汽初温度一般选取500～565℃，这样可以避免采用价格昂贵的奥氏体钢材，而采用低合金元素的珠光体钢材。奥氏体钢与珠光体钢相比，奥氏体钢耐温高，奥氏体钢可允许>600℃的高温。珠光体钢耐温较低，可以在550～570℃温度下使用。但奥氏体钢价高，膨胀系数大，导热系数小，加工和焊接比较困难。另外对温度变化的适应性、抗蠕变和抗锈蚀的能力都比较差。目前超超临界参数机组选用回火马氏体钢，蒸汽初温度可达600～620℃。

C提高蒸汽初参数受到的限制（2）提高蒸汽初压力提高蒸汽初压力主要受到汽轮机末级叶片容许的最大湿度的限制。在其它条件不变时，对于无再热的机组，随着蒸汽初压力的提高，蒸汽膨胀终点的湿度是不断增加的。这一方面会影响到设备的经济性，使汽轮机的相对内效率降低，同时还会引起叶片的侵蚀，降低其使用寿命，危害设备的安全运行。C提高蒸汽初参数受到的限制根据未级叶片金属材料的强度计算，一般凝汽式汽轮机的最大湿度不超过12％～14％。对调节抽汽式汽轮机，最大容许的湿度可以提高到14％～15％，这是因为调节抽汽式汽轮机的凝汽流量较少的缘故。对于大型机组，其排汽湿度常限制在10％以下。为了克服湿度的限制，火力发电厂可以采用蒸汽的中间再热来降低汽轮机的排汽湿度。3）蒸汽初参数的选择采用配合初参数的选择方法。首先由选定的材料性能选定初温，再根据机组容量、汽轮机排汽压力共同确定初压p0。C提高蒸汽初参数受到的限制序号机组类型蒸汽压力/MPa

蒸汽温度/℃电厂效率/％标准供电煤耗/[g/(kW·h)]1高压机组9.0535333902超高压机组13.0535/535353603亚临界机组17.0540/540383244超临界机组25.5567/567413005高温超临界机组25600/600442786超超临界机组30600/600/600482567高温超超临界机组31700572168超过700℃超临界机组>31>70060205表3-1p0、t0与ηt关系蒸汽终参数是指凝汽式汽轮机的排汽压力pc和排汽温度tc。经济极限3.1

热力系统及主设备选择原则机组终参数2A终参数对机组热效率ηi的影响热量法：降低机组终参数，使工质放热过程的平均温度降低，可以提高机组循环热效率。另一方面，机组湿气损失和余速损失增加，减小了汽轮机相对内效率，因此，机组的绝对内效率存在一个极大值。作功能力法：一方面，降低机组终参数可以降低凝汽器内的换热温差，减少㶲损；另一方面，降低终参数，蒸汽湿度增加，湿气损失增加，同时，增加了汽轮机的余速损失，增大了汽轮机的㶲损，因而存在最佳终参数。A终参数对机组热效率ηi的影响自然极限降低蒸汽终参数受到的限制经济极限技术极限排气的饱和温度绝不可能低于自然水温凝汽器冷却面积不可能无穷大，冷却水量也不可能无限多极限背压最佳真空3.1

热力系统及主设备选择原则机组终参数2B

机组排汽压力的降低存在极限真空的限制。在背压变化的较大范围内，汽轮机功率成直线变化，直到背压低于某个值（极限压力）时，再降低背压，汽轮机功率不仅不增加，反而减小。

汽轮机背压并不是越低越好。极限背压极限背压：

当背压降低到一定程度时，汽轮机相对内效率降低起主要作用，使实际循环热效率开始降低，将汽轮机实际循环热效率开始降低时的背压称为极限背压。

在极限背压以上，随着排汽压力pc的降低，热经济性提高。极限背压最佳真空Pc=f(ts),ts=t1+▽t+﹫t,▽t=520/m,m=Dw/DcPc(op)最佳真空影响排汽压力的因素主要有凝汽器的冷却面积、凝汽器的蒸汽负荷、凝汽器冷却水进口温度，冷却水量等。排汽压力的确定，应根据冷却水温和供水方式，排汽流量和末级叶片特性，汽轮机、凝汽设备的造价和运行费用，结合产品系列和总体布置合理确定。

蒸汽的中间再热就是将汽轮机高压部分作过部分功的蒸汽从汽轮机的某一中间级（如高压缸出口）引出，送到再热器中再加热；提高温度后再引回汽轮机中，在以后的级中（如中、低压缸中）继续膨胀作功的过程称为蒸汽中间再热，其装置循环称为再热循环。3.1

热力系统及主设备选择原则再热及其参数3再热的概念A

再热循环及其热力系统理想再热循环的T-S图；(b)超临参数理想再热循环的T-S图；(c)烟气再热循环的热力系统采用蒸汽中间再热的初始目的采用蒸汽中间再热的初始目的是在提高蒸汽初压P0时，以减小膨胀终湿度，从而保证汽轮机安全运行。

采用再热当前的目的再热参数选择合适时，采用再热除能减少排汽的终湿度外，还可以提高大容量机组的热经济性。如采用一次中间再热后，可以提高火力发电厂热效率5％左右。3.1

热力系统及主设备选择原则B采用再热对机组及系统带来的影响▶

1)减少了汽轮机排汽湿度，提高了汽轮机的相对内效率▶2)可减少汽轮机的总汽耗量：由于蒸汽再热，使工质的焓降增大，如果电功率不变，则可减少汽轮机的总汽耗量，可减少15%-18%；▶

3)使再热后回热抽气的焓和抽气过热度增加▶

4)

能够采用更高的蒸汽初压力，增大机组的单机容量3.1

热力系统及主设备选择原则CD存在最佳中间再热参数蒸汽中间再热循环可以看作由基本循环(朗肯循环)a-b-o-d-f-o’-a’和再热附加循环f-d-e-e’-o’所组成的复合循环。