发电厂动力循环示意图

——通过热量的利用程度（热效率）或损失大小（热量损失、热量损失率）来评价电厂和热力设备的热经济性供给总能量有效利用能量供给总能量损失能量热量守衡：供给热量=有效利用热量+损失热量热损失率ζ简单凝汽式发电厂循环系统图Wi汽轮机能量平衡关系：汽轮机热耗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及其热经济性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△Qmη(1ηm)i=发电机输出功率Pe+能量损失△Qggbηηηgbp全厂能量平衡关系：全厂热耗量Qcp3600Pe=ηbηpηi3600Peζj3600Pe=Bq1_ΣΔQj=Qcp_ΣΔQj实际的动力过程是不可逆的，必然引起熵增熵方法——通过熵增（熵产）的计算来确定做功的损失（1）有温差的换热过程——锅炉、冷凝器、加热器放热过程：熵减△sa吸热过程：熵增△sb换热过程熵增：ITenITen分析：△T↑,I↑12cTΔstuTens不可逆绝热膨胀I=T.ΔsT2p1TensΔs不可逆绝热压缩—汽轮机进汽调节结构penph=constTenΔsp1T汽轮机内部做功It传动装置Im凝汽式发电厂做功能力损失分布图转换做功转换做功Ib锅炉温差传热做功功损失Ig做功损失Im管道做I汽轮机内部I凝汽器做锅炉散热做功损失锅炉能量IIII机械摩擦IcIbI凝汽式发电厂做功能力损失IIpItIcImIggIIIIIIcp=Ib+Ip+It+Ic+Im+IIIP(Δt)ImIgItI+IrcII+IIIcp=Ib+Ip+It+Ic+Im+Ig热量法：从热损失的角度分析作功能力法：从做功能力损失的角度分析热量法：定量分析，指导工程实际作功能力法：定性分析，指导技术革新n能耗（汽耗量、热耗量、煤耗量）n能耗率（汽耗率、热耗率、煤耗率）全厂煤耗汽轮机热耗B全厂热耗汽轮机汽耗热平衡方程式：发电厂热耗量（kJ/hQcp=Bqnet=3600Peηcp发电厂煤耗量（kg/hBcp汽轮发电机组汽耗量（kg/h）：D汽轮发电机组热耗量（kJ/hQ•能耗指标与产量有关，只能表明Pe为一定时的热经济性；全厂热耗率qcp（kJ/(kW.h)）qcp全厂发电煤耗率bcpbcp汽轮机热耗率q（kJ/(kW.h)）q汽轮机汽耗率d（kg/(kW.h)）标准煤q1=29270kJ/kg发电标准煤耗率供电标准煤耗率（扣除厂用电）（1）凝汽式汽轮机的绝对内效率ηiWiWiWi——汽轮机汽耗为D0时实际内功率Wa——汽轮机汽耗为D0时理想内功率t——汽轮机的理想热效率ri——汽轮机的相对内效率汽轮机能量能量平衡：q0=wi+Δqcwi Δqc q0示例：计算图示系统中汽轮机的内效率（忽略汽水损失）汽轮机实际做功Wi的计算：DD0,h0D2,h2Dc,hhc（1）Wi＝汽轮机凝汽流内功＋各级回热汽流内功Wi=Dc(h0_hc+qrh)+D1(h0_h1)+D2(h0_h2)+Dz(h0_hz+qrh)（2）Wi＝汽轮机输入能量－输出能量（3）Wi＝汽轮机热耗Q0－汽轮机冷源损失△Qc汽轮发电机组输出功率汽轮发电机组热耗汽轮发电机组输出功率汽轮发电机组热耗3600Pe(3600Pe=Wiηmηg)全厂净热效率（扣除厂用电功率的电厂效率）厂用电率（平均为8.2%）•300MW及以上机组电厂：4.7%—5.5%；T1T1243TTC34B2（1）提高初温对ηt的影响（2）提高初温对ηri的影响riT0TT1'T15243 riPP0=22MPa极限压力p*c=4kPac=4kPa工程压力小于极限压力was金属材料性能限制金属材料性能限制2）提高初压的限制安全性、热经济性（1）提高P0的同时采用蒸汽再热（2）提高P0的同时增大单机容量Pe=300MW1501）理论上的初参数选择n初温由选用钢材确定n初压由最大允许排汽湿度确定2）技术经济上的初参数选择热经济性的提高投资和维修增加、安全性降低1、降低蒸汽终参数pc对热经济性的影响(最大)↓n凝汽器做功损I↓（2）不利影响结论：结论：在极限背压以上，降低pc对热经济性有利排汽压力与理想循环热效率关系曲线2、降低蒸汽终参数的限制汽轮机排气压力（背压）pc由排汽饱和温tc决定因素：冷却水温、冷却水量、换热面积、换热面清洁度2）技术水平n冷却水量和凝汽器面积都不可能无限大n末级长叶片的设计和制造水平3、最佳蒸汽终参数以年计算费用最小时所对应的pc为最佳终参数汽轮机功率增加值与循环水泵耗功之差取得最大值时的pcn根据该终参数确定凝汽器面积、冷却水量及循环水泵、冷却塔（循环供水时）的选型和配置等。给水回热加热——汽轮机某些中间级抽出部分蒸汽，送入回热加热器对锅炉给水进行加热的过程目的：减少冷源热损失，提高电厂的热经济性682968294537T23SA6464（一）给水回热加热的意义11）汽轮机进入凝汽器的凝汽量减少，冷源损失降低；2）提高锅炉给水温度，工质的平均吸热温度提高；3）抽汽加热给水的传热温差小，8aA做功能力损失小。231SA231SA64回热抽汽存在作功不足，wi减小，D0增大，削弱了Dc的减小单级回热汽轮机的绝对内效率：ggjcαjhjαjhjαc动力系数（抽汽做功/凝汽做功）Ar↑ηi力发电厂动力循环及其热经济性多级无再热的回热循环，汽轮机的绝对内效率：α(h0_hηAri回热抽汽做功比：Xr1多级回热给水总焓值（温升）在各加热器间的分配2锅炉给水温度；非再热机组全混合式加热器回热系统1多级回热给水总焓值（温升）在各加热器间的分配α3(1_α1_α2_α3)(1_α1)α3(1_α1_α2_α3)(1_α1))△hw1wiq0_ΔqcΔqcαcqc最佳回热分配：Δhwj=q(j_1)+Δhw(j_1)_qj,1+(q(j_1)+Δhw(j_1))qj热力发电厂动力循环及其热经济性qj焓降分配法(每一级加热器焓升=前一级至本级汽轮机中的焓降)Δhwj=q(j-1)+Δhw(j-1)-qj=hj-1-hj=Δhj-1 22110平均分配法(各级加热器中的焓升相等)等焓降分配法(每级加热器焓升=汽轮机各级组的焓降)几何级数分配法(每级加热器绝对温度按几何级数分配)TfwTz-1TzTTTttopfw——回热循环汽轮机绝对内效率为最大值时对应的给水温度hjhjhj+1fw)最小，ηi最大做功不足系数：再热前：Yj提高给水温度tfw的影响：n存在最佳给水温度tfwop；（1）tfw一定，回热级数z增加，可利用低压抽汽代替部i增长率△ηi（5）实际给水温度稍偏离最佳给水温度，对ηi影响不大p0t0rhPez℃℃878*8蒸汽中间再热——将汽轮机高压部分做过功的蒸汽从汽轮机某一中间级引出，送到锅炉的再器加热，提高温度后送回汽轮机继续做功目的：提高电厂的热经济性，适应大机组发展T43T43再热器a443基本循环吸热过程平均温度平均温度2、再热后蒸汽压力prh4436T最佳再热压力T再热前有抽汽，prh=（18%—22%）p0再热前无抽汽，prh=（22%—26%）p0——利用锅炉烟道中烟气加热蒸汽可加热蒸汽到500—6000C热经济性提高6%—8%不利：安全、成本用途：热电厂烟气再热热经济性提高3%—4%不利：再热后汽温较低、压力低用途：核电站再热温度调节蒸汽再热3、中间载热质再热热经济性高稳定、比热大、