热力发电厂 课件 第二章 热力发电厂的评价指标及评价方法

04十一月20261第二章热力发电厂的评价指标及评价方法主要内容和要求☞主要内容热力发电厂的技术经济与环保指标热力发电厂的热经济性评价凝汽式发电厂的热经济性指标☞要求了解发电厂的可靠性评价指标熟悉发电厂总成本费用指标及环保指标熟悉热力发电厂热经济性评价的两种分析方法掌握热量法定量计算热经济性及指标04十一月20262第一节

热力发电厂的技术经济与环保指标04十一月20263技术经济与环保指标的作用：反映发电企业的生产能力和管理水平指导发电厂的生产、管理、经营对热力发电厂要求必须在满足安全生产的前提下力求经济(热经济和技术经济)，并能实现环境保护和可持续发展。04十一月20264

一、技术经济指标任务：在预定时间内和规定的技术条件下，保持系统、设备、部件、元件发出额定的电力，并以量化的一系列可靠性指标来体现内容：包括电厂出力管理、可靠性指标管理、设施维修和更新管理、运行准则（含规程）管理和人员培训管理作用：实现高效、低耗的安全与经济运行☞火电厂可靠性管理的任务与作用1.可靠性评价指标☞注意点：老标准：有一系列可靠性指标，见热力发电厂(郑体宽)教材新标准：300MW及以上等级火电机组，采用机组年度可靠性综合评价系数(GRCF)，见《火力发电机组可靠性评价实施办法》（国能安全[2014]203号）机组年度可靠性综合评价系数(GRCF):是反映机组综合出力能力的指标。火电机组状态图04十一月20265其中：机组台年平均等效可用系数：机组强迫停运次数影响值：机组最长连续运行时间影响值：备用时间权重影响值：04十一月20266机组处于可用状态的小时数：机组降出力等效停运小时数：说明：CF为强迫停运影响系数：第一类非计划停运取值0.6%第二类非计划停运取值0.5%第三类非计划停运取值0.4%CR为备用时间权重修正系数：取10％SHMT为机组最长连续运行时间，h。其值从评价年度的上一年度算起，若跨年度连续运行事件在评价年度内的时间不足30%的，则该事件按年度内时间比例占30%计算持续时间，最长连续运行时间大于2SHDA/3的，其值按2SHDA/3计算小常识我国火力发电机组可靠性评价采用全国与区域相结合的方式，每年评价一次。在可靠性评价期内和评价当年发生人员责任电力事故或电力安全事件、未开展辅助设备和输变电设施可靠性评价工作的企业，评价年度机组备用次数超过5次(机组因配合电网建设、检修、试验的备用次数不计在内)及机组停用时间超过300小时的不参与实名列示。04十一月202672013年各地区100MW及以上容量

火电机组运行可靠性指标04十一月20268地区统计台数(台)平均容量(MW/台)每kW装机发电量(MWh/kW)运行系数(%)等效可用系数(%)非计划停运次数(次/台年)华北527339.755.481.5792.360.49东北150330.54.0971.694.350.14华东317476.45.7484.8391.050.49华中256404.474.7575.0692.160.49西北187322.995.481.3890.510.77南方221389.85.1481.391.20.89全部1660379.545.2480.4591.840.54注：本表不包括燃气轮机组2.发电厂的总成本费用指标定义：火力发电项目生产经营过程中发生的物质消耗、劳动报酬及各项费用组成：生产成本和财务费用生产成本：燃料费、材料费、用水费、折旧费、摊销费、修理费、工资及福利费、脱硫剂费用、脱硝剂费用、排污费用、其他费用及保险费财务费用：长期借款利息、流动资金借款利息和短期借款利息等类型：固定成本和可变成本固定成本：折旧费、摊销费、修理费、工资及福利、财务费用、其他费用及保险费可变成本：燃料费、材料费、用水费、脱硫剂费用、脱硝剂费用、排污费用04十一月20269纯凝汽发电厂的生产成本计算方法年发电燃料费=年发电量×发电标准煤耗率×标准煤单价年用水费=年消耗水量×水价年材料费=年发电量×单位发电量材料费年工资及福利费=全厂定员×人均年工资总额(含福利费)折旧率=(1-固定资产残值率)/折旧年限×100%固定资产折旧年限为11年～18年，一般取15年。残值率取5%年摊销费=无形资产及其它资产/摊销年限无形资产摊销年限取5年，其它资产摊销年限为5年～10年年修理费=固定资产原值(扣除所含的建设期利息)×修理提存率修理提存率燃煤机组取1.5%～2%，燃气机组取3%～3.5%年脱硫剂费用=年脱硫剂耗量×脱硫剂单价年脱硝剂费用=年脱硝剂耗量×脱硝剂单价年排污费=年排放量×排放单价其他费用：指不属于以上各项而应计入生产成本的其它成本保险费：按照保险费率计算04十一月202610热电联产项目的生产成本计算方法热电联产项目特点：电力和热力生产同时进行计算原则凡只为电力或热力一种产品服务而发生的成本和费用应该由该产品负担凡为两种产品共同服务而发生的成本和费用，应该采用热电分摊比加以分配热电分摊比包括成本分摊投资分摊04十一月202611成本分摊比：指用于分摊燃料费、材料费、用水费、脱硫剂费用、脱硝剂费用、排污费用等可变成本和工资及福利费、其他费用等固定成本的分摊比发电成本分摊比(%)=发电用标准煤量/(发电+供热)用标准煤量×100%供热成本分摊比(%)=100%-发电成本分摊比投资分摊比：指用于分摊折旧费、摊销费、修理费、保险费及财务费用的分摊比发电投资分摊比(%)=发电固定资产/(发电+供热)固定资产×100%供热投资分摊比(%)=100%-发电投资分摊比发电固定资产=汽轮发电机组本体系统费用+循环水系统费用+电气系统费用-厂用电系统费用供热固定资产=厂内热网系统费用+多装锅炉增容费用公共固定资产=总固定资产-发电固定资产-供热固定资产04十一月202612热电联产项目的生产成本计算方法燃料费计算方法年发电燃料费=年发电用标准煤量×标准煤单价年供热燃料费=年供热用标准煤量×标准煤单价年发电用标准煤量=(年发电量-供热厂用电量)×发电标准煤耗率年供热用标准煤量=(年供热量×供热标准煤耗率+供热厂用电量×发电标准煤耗率)年供热厂用电量=年供热量×单位供热厂用电率

用水费计算方法年发电用水费=(循环补充水量+公用补充水量×发电成本分摊比)×水价年供热用水费=(供热补充水量+公用补充水量×供热成本分摊比)×水价

材料费计算方法年发电材料费=发电量×热电厂单位发电量综合材料费×发电成本分摊比年供热材料费=发电量×热电厂单位发电量综合材料费×供热成本分摊比04十一月202613热电联产项目的生产成本计算方法工资及福利费计算方法年发电工资及福利费=全厂定员×发电成本分摊比×人均年工资标准×(1+福利费系数)年供热工资及福利费=全厂定员×供热成本分摊比×人均年工资标准×(1+福利费系数)

折旧费计算方法年发电折旧费=(发电固定资产+公用固定资产×发电投资分摊比)×折旧率年供热折旧费=(供热固定资产+公用固定资产×供热投资分摊比)×折旧率注意点：投产年度的折旧费按该年燃料耗量占达产年燃料耗量比例进行折减

摊销费计算方法年发电摊销费=无形资产及其它资产×发电投资分摊比/摊销年限年供热摊销费=无形资产及其它资产×供热投资分摊比/摊销年限注意点：投产年度的摊销费按该年燃料耗量占达产年燃料耗量比例进行折减04十一月202614热电联产项目的生产成本计算方法修理费计算方法年发电修理费=(发电固定资产+公用固定资产×发电投资分摊比)×修理提存率年供热修理费=(供热固定资产+公用固定资产×供热投资分摊比)×修理提存率注意点：修理费计算中，固定资产原值应扣除所含的建设期利息

脱硫剂费计算方法年发电脱硫剂费用=年脱硫剂耗量×脱硫剂单价×发电成本分摊比年供热脱硫剂费用=年脱硫剂耗量×脱硫剂单价×供热成本分摊比

脱硝剂费计算方法年发电脱硝剂费用=年脱硝剂耗量×脱硝剂单价×发电成本分摊比年供热脱硝剂费用=年脱硝剂耗量×脱硝剂单价×供热成本分摊比04十一月202615热电联产项目的生产成本计算方法排污费计算方法年发电排污费用=年排放量×排放单价×发电成本分摊比年供热排污费用=年排放量×排放单价×供热成本分摊比

其它费用计算方法年发电其它费用=全厂其它费用×发电成本分摊比年供热其它费用=全厂其它费用×供热成本分摊比

保险费计算方法年发电保险费=全厂保险费×发电成本分摊比年供热保险费=全厂保险费×供热成本分摊比04十一月202616热电联产项目的生产成本计算方法长期借款利息计算方法等额还本付息方式：等额还本利息照付方式：约定还款方式：项目法人与银行签订的还款协议

流动资金借款利息计算方法流动资金借款利息=年初流动资金借款余额×流动资金借款年利率

短期借款利息计算方法流动资金借款利息=年初流动资金借款余额×流动资金借款年利率04十一月202617发电厂的财务费用计算方法总成本费用计算方法Ctotal=Σ(生产成本+财务费用)注意点：热电厂总成本费用的计算包括发电和供热两部分，必须考虑热电分摊比单位成本计算方法发电厂的单位发电成本：热电厂的单位供热成本：04十一月202618发电厂总成本费用计算方法凝汽式发电厂或热电厂的年发电总成本凝汽式发电厂或热电厂的对外供电量，kW∙h热电厂的年供热总成本热电厂的对外供热量，GJ某发电厂的电力成本构成情况04十一月202619小常识发电厂总成本费用构成中，燃料成本约占60%以上降低发电厂标准供电煤耗率，是降低发电厂总成本费用的关键折旧费用和财务成本约占除燃料成本之外的可控成本的60%以上，必须高度重视发电厂基建期成本的管理电能的特点是产品差异小，市场的同质同量性很强，因此，通过科学有效的管理来降低生产成本，获得成本优势是提高发电企业市场竞争力的重要手段，成本领先战略是电力企业在新形势下的必然选择04十一月2026203.标准供电煤耗率指标知识点：标准供电煤耗率是火力发电厂发电设备、系统运行经济性能的总指标，专业上又采用电厂净效率、电厂净热耗率表示几个概念标准供电煤耗率：指单元发电机组或火力发电厂向电网每供1kW∙h电能所消耗的标准煤量，单位为kg/(kW∙h)或g/(kW∙h)；电厂净效率或称电厂供电效率：指发电厂向电网供电时耗用燃料的利用程度，单位为(%)电厂净热耗率或称电厂供电热耗率：指向电网每供1kW∙h电能所消耗的热量值，单位为kJ/(kW∙h)04十一月202621小常识标准供电煤耗率水平是发电厂各方面工作水平的反映，包括设备健康水平、设备检修工艺及检修质量水平、单元机组发电平均负荷情况、运行调整及操作水平、节能管理、燃料管理、各专业和各层次管理者的管理意识和管理工作水平我国高效清洁可持续发展的煤电战略：三降低：降低供电煤耗、污染排放、煤炭占能源消费比重三提高：提高安全运行质量、技术装备水平、电煤占煤炭消费比重04十一月202622常规燃煤发电机组供电煤耗率参考值g/(kW∙h)04十一月202623火力发电厂标准供电煤耗率的指标体系指标体系可分为五级一级指标：标准供电煤耗率供电热效率供电热耗率二级指标：影响一级指标的直接指标供电量标准发电煤耗率燃料管理等04十一月202624三者知其一，即可求得另外两个三级指标：影响二级指标的直接指标发电量厂用电量(厂用电率)汽机热效率锅炉热效率管道热效率燃料质量燃料数量等04十一月202625四级指标：影响三级指标的直接指标影响发电量及机组发电负荷率的指标辅机单耗辅机用电率指标锅炉设备及系统经济性指标汽轮机设备及系统经济性指标影响管道热效率的经济性指标燃料质量的经济性指标燃料数量的经济性指标04十一月202626五级指标：锅炉设备及系统、汽轮机设备及系统的技术经济性指标中的综合指标凝汽器真空度：凝汽器真空度是四级指标，然而，凝汽器循环水入口温度、循环水温升、凝汽器端差、凝汽器胶球清洗的运行率及收球率、凝汽器清洁度等是影响凝汽器真空度的五级指标锅炉排烟热损失：锅炉排烟热损失是四级指标，然而，锅炉排烟温度、锅炉入风温度、锅炉出口氧量、锅炉尾部烟道漏风率等是影响锅炉排烟热损失是五级指标燃料的综合性指标：如入厂煤热值与入炉煤热值差、入厂煤水分与入炉煤水分差等04十一月202627注意点：五级指标往往混杂在四级指标里由于管理者的专业水平等原因，分析工作中往往与四级重复计算，从而影响了分析结论的正确性，不利于管理者和领导的正确决策结论：理清锅炉设备及系统、汽轮机设备及系统经济性指标的关系，是管好火力发电厂技术经济指标，做好火力发电厂节能工作的基础04十一月202628二、热力发电厂的环保指标中国有史以来最严格的火电排放标准《火电厂大气污染物排放标准》(GB13223-2011)《煤电节能减排升级与改造行动计划》(2014-2020年)对常规的粉尘、SO2、NOx和烟气黑度给出排放限值，一般地区在役机组自2014年7月1日起执行表2-3规定新建机组自2012年1月1日起执行表2-3规定首次规定燃煤电厂汞及其化合物排放限值，自2015年1月1日起执行表2-3规定重点地区，火力发电锅炉及燃气轮机组执行表2-4规定的大气污染物特别排放限值04十一月202629表2-3一般地区火电锅炉及燃机大气污染物排放浓度限值

mg/m3(烟气黑度除外)04十一月202630表2-4重点地区火电锅炉及燃机大气污染物排放浓度限值

mg/m3(烟气黑度除外)04十一月202631《煤电节能减排升级与改造行动计划(2014-2020年)》新规定我国新建燃煤发电机组应同步建设先进高效脱硫、脱硝和除尘设施，不得设置烟气旁路通道东部地区(11省市)：新建燃煤发电机组大气污染物排放浓度基本达到燃气轮机组排放限值(即在基准氧含量6%条件下，烟尘、二氧化硫、氮氧化物排放浓度分别不高于10、35、50毫克/立方米)中部地区(8省)：新建机组原则上接近或达到燃气轮机组排放限值西部地区：鼓励新建机组接近或达到燃气轮机组排放限值支持同步开展大气污染物联合协同脱除，减少三氧化硫、汞、砷等污染物排放04十一月202632第二节

热力发电厂热经济性的评价方法04十一月202633知识点经济性和热经济性的区别发电成本的构成：燃料费一般在60%以上分析热经济性的意义发电煤耗的大小、对电厂经济效益起着决定性的作用减少电厂能量转换过程中的各种能量损失，可提高电厂设备对燃料的热利用率，即提高电厂热经济性发电厂热经济性的评价正平衡：通过能量转换过程中能量的利用程度来衡量反平衡：通过能量转换过程中损失大小来衡量分析热经济性的目的：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04十一月202634发电厂的热经济性2026/11/435☞电力生产流程火电厂电力生产流程及郎肯循环的应用火力发电厂生产过程

☞朗肯循环的应用

现代燃煤火力发电厂所应用的各种复杂的热力循环都是在朗肯循环的基础上逐步改善而形成的，朗肯循环是研究这些复杂循环的基础。基础知识回顾2026/11/436朗肯循环系统图和温熵（T－S）图2026/11/437

卡诺循环在发电厂应用中的局限性汽机工作在湿蒸汽区，不安全压缩过程亚缩的是湿蒸汽，耗功大平均吸热温度远低于机组初温，循环热效率并不高

研究卡诺循环的实际意义？☞卡诺循环的应用

在相同最高温度和最高温度范围内，卡诺循环热效率最高提供了一个比较各种热力循环热经济性的方法，即通过平均放热温度和平均吸热温度的变化趋势来判断循环热效率的变化趋势明确了电厂循环热效率提高的两个基本方向：提高平均吸热温度，降低平均放热温度评价发电厂热经济性的两种方法热力学观点热力学第一定律分析法：热量法能量数量的利用效率法热平衡法热力学第二定律分析法：做功能力分析法能量质量的利用熵分析法：热力学第二定律㶲分析法：热力学第一定律和第二定律相结合04十一月202638凝汽式火电机组热力系统示意图04十一月202639一、热量法☞实质：以燃料化学能在数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性，常用于定量分析04十一月202640☞热效率：热力设备输入能量转换成输出有效能量的程度采用各种效率来反映不同阶段的能量的有效利用程度采用能量损失率来反映各阶段能量损失的大小。输入总能量=有效利用能量+损失能量热效率的通用计算式1.锅炉热效率与热损失率04十一月202641正平衡：反平衡：热损失率：锅炉热效率反映了锅炉设备运行经济性的完善程度，影响因素很多，如锅炉的参数、容量、结构特性、燃烧方式及燃料的种类等大型锅炉热效率一般在90%～95%的范围内04十一月202642我国：锅炉输入热量以入炉燃料的收到基低位发热量来计算美国等西方国家：锅炉输入热量以入炉燃料的收到基高位发热量来计算锅炉输出热量应根据汽水系统设置来确定其热量平衡界限主蒸汽系统以锅炉省煤器入口至末级过热器出口为界限来确认给水、减温水、排污、抽汽及主蒸汽的相关参数再热蒸汽系统以锅炉再热器入口至再热器出口为界限，确认再热器入口蒸汽、出口蒸汽、抽汽及再热减温水的相关参数需确定参数包括流量、温度及压力，并由t及p求出相应的焓值对于不能确定的流量可以根据汽水平衡的原则计算而得知识点锅炉侧汽水流量/温度/压力的定义及其确定原则(一)锅炉主蒸汽流量：锅炉末级过热器出口的蒸汽流量值如果没有流量计量装置，根据汽水系统的具体布置方式由进入锅炉省煤器的给水流量、过热器减温水流量、锅炉排污流量及锅炉自用抽汽流量等进行计算确定过热器减温水流量：进入过热器系统的减温水流量过热器系统有多级减温器设置的锅炉，过热器减温水流量为各级过热器减温水流量之和再热器减温水流量：进入再热器系统的减温水流量再热器系统有多级减温器设置的锅炉，再热器减温水流量为各级再热器减温水流量之和04十一月202643锅炉侧汽水流量/温度/压力的定义及其确定原则(二)锅炉主蒸汽压力/温度：锅炉末级过热器出口的蒸汽压力值/温度值锅炉末级过热器出口有多路主蒸汽管，应取算术平均值锅炉再热蒸汽压力/温度：锅炉末级再热器出口的再热蒸汽压力值温度值锅炉末级再热器出口有多路再热蒸汽管，应取算术平均值锅炉给水温度：锅炉省煤器入口的给水温度值应取锅炉省煤器前的给水温度值。04十一月202644燃烧系统主要运行参数的定义及其确定原则(一)排烟温度：锅炉末级受热面后的烟气温度锅炉末级受热面出口有两个及以上烟道，排烟温度应取各烟道烟气温度的算术平均值

送风温度：锅炉空气系统风机入口处的空气温度两台送风机的系统，为两台送风机入口温度的算术平均值采用热风再循环的系统，为冷风与热风再循环混合之前的冷风温度具有送风机风量和一次风机风量单独计量，可以采用风量加权平均的方式进行送风温度计算锅炉氧量：烟气中氧的容积含量百分率(%)一般采用锅炉省煤器(有多个省煤器，采用高温省煤器)后或炉膛出口的氧量仪表指示省煤器出口有两个及以上烟道，取各烟道烟气氧量的算术平均值04十一月202645燃烧系统主要运行参数的定义及其确定原则(二)空气预热器漏风率：指漏入空气预热器烟气侧的空气质量流量与进入空气预热器的烟气质量流量之比(%)飞灰含碳量：指飞灰中碳的质量百分比(%)有飞灰含碳量在线测量装置的系统，为在线测量装置分析结果的算术平均值没有在线表计的系统，应对统计期内的每班飞灰含碳量数值取算术平均值煤粉细度：指将煤粉用标准筛筛分后留在筛上的剩余煤粉质量占所筛分的总煤粉质量百分比(%)04十一月2026462.管道的热效率与热损失率正热平衡法：04十一月202647反热平衡法：注意点：蒸汽流过主蒸汽管道流动时会有节流损失和散热损失等节流损失放在汽轮机的相对内效率中考虑散热损失放在管道效率中考虑知识点《火力发电厂技术经济指标计算方法》(DL/T904-2004)规定：反热平衡法计算管道热效率应考虑的内容包括纯粹的管道热损失、机组排污热损失以及汽水损失等未能被汽轮机有效利用的热量，共计六项，将其归为三类：主要管道的散热损失：即主蒸汽管道散热损失∆Qp1，以效率ηp1表征；冷、热再热蒸汽管道散热损失∆Qp2，以效率ηp2表征；给水管道散热损失∆Qp3，以效率ηp3表征带热量工质泄漏热损失∆Qp4，以效率ηp4表征厂用辅助蒸汽系统热损失∆Qp5，以效率ηp5表征；锅炉连续排污热损失∆Qp6，以效率ηp6表征04十一月202648计算管道热效率的局部系统图04十一月202649主蒸汽管道04十一月202650再热蒸汽管道主给水管道辅助汽水系统带热量工质泄漏连续排污系统N300-16.18/550/550机组各项汽水管道热损失计算结果04十一月202651序号项目∆Qj(%)相对份额对全厂煤耗影响(g/kW∙h)1主蒸汽管道0.269112再热蒸汽管道0.4541.691.553给水管道未计—04厂用蒸汽系统3.4512.8311.55工质泄漏0.8823.2836锅炉连续排污系统0.01460.050.13.汽轮机的绝对内效率与冷源热损失率汽轮机在整个循环过程中的主要损失排汽在凝汽器中放热产生的冷源损失进汽阻力损失排汽阻力损失汽轮机级内损失：9种小常识：这些损失造成了汽轮机实际做功量的减少，其大小用汽轮机绝对内效率来表征04十一月202652汽轮机的内部损失汽轮机的绝对内效率定义：汽轮机在单位时间所做的实际内功与在整个循环中的吸热量之比。又称为实际循环热效率，简称为汽轮机内效率计算表达式：当进入汽轮机的主蒸汽流量为D0，忽略给水泵消耗的功率，汽轮机绝对内效率ηi的计算表达式为：04十一月202653小常识现代大型汽轮机的绝对内效率可达45%～47%现代大型汽轮机相对内效率约为87%～90%汽轮机绝对内效率ηi计算方法正平衡法第一步：计算汽轮机的实际内功Wi或实际比内功wi第二步：计算工质循环吸热量Q0或单位工质的循环吸热量q0第三步：计算ηi反平衡法第一步：冷源损失∆Qc、∆qc第二步：计算Q0或q0第三步：计算ηi常识：冷源损失∆Qc、∆qc是广义的，包括两部分一部分是汽轮机排汽在凝汽器中的放热量另一部分是蒸汽在汽轮机内实际膨胀过程中存在着进汽节流、内部漏汽等损失使蒸汽做功减少而导致的冷源损失04十一月202654(1)汽轮机的实际内功Wi和比内功wi：常用的有三种方法1)以汽轮机的凝汽流和各级回热汽流的内功之和来计算04十一月2026552)以输入、输出汽轮机的能量之差来计算3)用反平衡法来计算(2)工质循环吸热量Q0和q004十一月202656无工质损失时，D0=Dfw凝汽式发电厂的回热系统为对象，根据能量平衡有：(3)凝汽式汽轮机的绝对内效率ηi04十一月202657(4)给水泵耗功wpu使给水焓升∆τfw的处理两种不同方法：外部热源或内部热源本教材采用作为内部热源处理，特点是：循环吸热量q0不变，实际比内功应扣除给水泵耗用电功相应的循环内功循环放热量应考虑给水泵耗功所增加的给水焓升而带来的附加冷源损失注意：给水焓升∆τfw：wpu=∆τfw/ηpu表示以热量计的给水泵耗用的电功(kJ/kg)∆τfw/ηg,pu表示以热量计的给水泵耗用电功相应的循环内功(kJ/kg)ηg,pu=ηpu×ηm×ηg×ηpd为给水泵耗功折算用综合效率04十一月202658∆τfw作为内部热源处理时的汽轮机绝对内效率正热平衡法04十一月202659单位工质的循环净内功汽轮机的净绝对内效率反热平衡法单位工质的冷源热损失汽轮机的净绝对内效率汽轮机主要运行参数的定义及其确定原则主蒸汽流量：指进入汽轮机的主蒸汽流量值，取靠近汽轮机自动主汽门前的蒸汽流量。如果有两路主蒸汽管道，取两路流量之和主蒸汽压力/温度：指汽轮机进口的蒸汽压力值/温度值，取靠近汽轮机自动主汽门前的蒸汽压力/温度。两路主蒸汽管道，取算术平均值再热蒸汽压力/温度：指汽轮机中压缸进口的蒸汽压力值

/温度值，取再热主汽门前的蒸汽压力/温度。多路再热蒸汽管道，取算术平均值再热蒸汽压损率：指高压缸排汽压力和汽轮机再热蒸汽压力之差与高压缸排汽压力的百分比最终给水温度：指汽轮机高压给水加热系统大旁路后的给水温度值最终给水流量：指汽轮机高压给水加热系统大旁路后主给水管道内的流量。如有两路给水管道，应取两路流量之和凝汽器真空度：指汽轮机低压缸排汽端真空占当地大气压的百分数排汽温度：指通过凝汽器喉部的蒸汽温度值，条件允许时取多点平均值04十一月2026604.汽轮机的机械效率及机械损失机械效率ηm：04十一月202661机械损失率ζm：小知识1kW·h电能相当于3600kJ的热量机械效率反映了汽轮机的支持轴承、推力轴承与轴、推力盘之间的机械摩擦耗功，以及拖动主油泵、调速系统耗功量的大小机械效率一般在96.5%～99%的范围内5.发电机效率及发电机的能量损失发电机效率ηg：04十一月202662发电机能量损失率ζg:知识点发电机效率反映了发电机轴与支持轴承摩擦耗功，以及发电机内冷却介质的摩擦和铜损(线圈发热)、铁损(铁芯涡流发热)而造成的功率消耗大型发电机效率随冷却介质的不同而有差异，氢冷时为98%～99%，空冷时为97%～98%，双水内冷时为96%～98.7%6.全厂总热效率及全厂总能量损失全厂总热效率：04十一月202663发电厂总能量损失：发电厂总能量平衡：发电厂总能量损失率：凝汽式发电厂能量转换过程的热流图04十一月202664凝汽式发电厂的各项热效率及其热损失率汇总表04十一月202665燃煤火电发电厂的各项热损失及全厂热效率04十一月202666结论：热量法分析认为发电厂热效率低的主要原因是冷源热损失太大提高发电厂热经济性的根本途径是提高蒸汽的初参数，降低蒸汽的终参数，采用给水回热加热、蒸汽中间再热和热电联产等

二、做功能力分析法04十一月202667特点从能量的做功能力角度出发，把能量分为有做功能力和无做功能力两部分以做功能力的有效利用程度或做功能力损失大小作为评价电厂能量的质量利用率分析方法熵分析方法：计算熵产(熵平衡)求得㶲损失㶲分析方法：通过收益、消耗和损失三者的平衡关系(㶲平衡)来求取㶲损失(一)熵分析方法概念：通过计算熵增来确定做功能力损失(㶲损)的方法计算原则通常取环境状态作为衡量系统做功能力大小的参考状态认为系统与环境相平衡时，系统不再具有做功能力计算公式：环境温度为Ten时，某一热力过程或设备中的熵增为Δsj，则引起的做功能力损失(㶲损)Δej为：04十一月202668发电厂总的能量损失：1.典型不可逆过程的熵增及其㶲损知识点：发电厂的三种不可逆过程有温差换热/工质绝热节流/工质膨胀(压缩)有温差换热过程的熵增和㶲损04十一月202669平均换热温差：单位工质换热量：换热过程的熵增：单位工质的㶲损：结论：换热温差越大，熵增及㶲损越大工质A和B的平均温度越高，熵增及㶲损越小高温换热比低温换热的㶲损小工质绝热节流过程的熵增和㶲损绝热节流过程熵增:04十一月202670绝热节流过程㶲损:常识：节流前后工质的焓不变，即dh＝0由δq＝dh－vdp，知δq＝-vdp对于微元过程有δq＝Tds结论：压降越大，熵增和做功能力损失越大损失相等时，高温高压蒸汽管道可以采用较大的工质压降，以节省投资蒸汽从锅炉中由高压输出再输送至各设备用汽点时，一般常会进行减压控制。蒸汽为何需要减压? 主要原因有如下几点：1、锅炉通常产生的都是高压蒸汽，这样可以减小锅炉尺寸，减少湿蒸汽的发生，提高蒸汽干度，进行远距离输送。2、由蒸汽的密度变化造成的，高压时蒸汽密度大，同口径管路可以输送高压蒸汽要大于低压蒸汽，采用高压输汽会减小管路尺寸，节约成本。3、蒸汽使用时会出现冷凝现象，减压后的蒸汽降低冷凝水的压力，避免冷凝水排放时产生闪蒸蒸汽造成损失，冷凝水在低压下排放能量损失较小。4、由于饱和蒸汽的温度和压力是对应的，在杀菌工艺和造纸干燥机表面温度控制都会安装减压阀来控制压力，从而控制工艺设备的温度5、工艺设备都有自己的设计压力，当供应的蒸汽压力超过了工艺系统的需求时就需要减压，当有的系统是用高压冷凝水产生低压闪蒸蒸汽，达到节能目的。当产生的闪蒸蒸汽不足时，就需要通过减压阀来产生低压蒸汽补充。6、可以减少锅炉的蒸汽负荷，因为在低压下蒸汽的热焓较高。2.5MPa时热焓值为1839kJ/kg，1.0MPa时热焓值为2014kJ/kg。因此，低压蒸汽更适合于设备使用。工质膨胀或压缩过程的熵增和㶲损蒸汽在汽轮机中的膨胀过程引起的熵增：04十一月202672工质膨胀做功过程中引起的㶲损：结论：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、摩擦等不可逆影响小知识：发电厂典型的工质膨胀或压缩过程有蒸汽在汽轮机中的绝热膨胀，水在水泵中的绝热压缩2.凝汽式发电厂的各种㶲损失及全厂总效率凝汽式发电厂的热力系统及其T-S图(图2-7)04十一月202673锅炉的熵增及㶲损失：三部分组成基准：以燃料的化学能(生产1kg蒸汽需要燃料提供的热量)qnet燃料燃烧时的烟气温度为Tg1)锅炉的散热损失Δqb及散热引起的㶲损失锅炉散热引起的㶲损失见图2-7中面积6-7-a′-6′-62)化学能转变为热能引起的熵增

及㶲损失04十一月2026743)工质温差传热引起的熵增

及㶲损失锅炉中的总㶲损失为：见图2-7中面积a-b-b′-a′-a见图2-7中面积b-c-c′-b′-b主蒸汽管道的熵增及㶲损失图2-7中面积c-d-d′-c′-c表示其㶲损失的大小04十一月202675汽轮机内部的熵增及㶲损失图2-7中面积d-e-e′-d′-d表示其㶲损失的大小凝汽器中有温差换热引起的熵增及㶲损失图2-7中面积3-2-e-a-3表示其㶲损失的大小汽轮机的机械摩擦阻力引起的㶲损失发电机转换电能的㶲损失04十一月202676见图2-7中面积e-f-f′-e′-e见图2-7中面积f-g-g′-f′-f凝汽式发电厂的总㶲损失及全厂总㶲效率其中：凝汽式发电厂各项做功能力的㶲流示意图04十一月202677(二)㶲分析方法分析思路：以㶲平衡为工具，基于热力学第一定律的“平衡”思想和第二定律的㶲概念采用㶲效率和㶲损失来衡量研究对象：能量系统或用能设备目

的：给出分析对象的热力学完善性评价系统的总体热经济性的定量结论各个部位上㶲损失的大小及影响因素等04十一月2026781.㶲分析基础热量㶲：在温度为Ten的环境条件下，系统温度高于环境温度时，系统所提供热量中可以转化为有用功的最大值Eq；1kg工质所具有的热量㶲称为比热量㶲eq热力学能㶲：闭口系统从给定的状态可逆地变化到与环境相平衡的状态时所能做的最大有用功Eu；1kg工质所具有的热力学能㶲称为比热力学能㶲eu焓㶲：开口系统稳态流动工质在只与环境作用时，从给定的状态可逆地变化到环境状态时所作出的最大有用功04十一月202679(4)㶲平衡方程和㶲效率㶲平衡的通用方程：输入㶲－输出㶲－㶲损失＝系统的㶲变04十一月202680图2-9热力设备的㶲平衡说明：式(2-132)为开口稳流系统㶲平衡的通用方程，通过该方程可求出某热力设备或整个发电厂的㶲损失㶲损失：热量㶲：㶲效率：(2-132)2.凝汽式发电厂的㶲分析

04十一月202681锅炉的㶲平衡方程：锅炉的㶲损失∆eb：锅炉设备的㶲效率：说明：换热器㶲损失及㶲效率的计算公式与其类似特点分析：●输入㶲：燃料㶲eq(燃料化学能)，给水的焓㶲efw

●输出㶲：锅炉有效利用的热量㶲eb(出口蒸汽比㶲)

●锅炉不对外做功：wa=0依据式(2-132)有：04十一月202682

主蒸汽管道的㶲平衡方程：主蒸汽管道因散热和节流等引起的㶲损失：特点分析：●输入㶲：等于锅炉设备的输出㶲

●输出㶲：为汽轮机的输入㶲

●不对外做功：wa=0，无来自燃料的㶲：eq=0依据式(2-132)有：主蒸汽管道的㶲效率：04十一月202683

汽轮机的㶲平衡方程：特点分析：●输入㶲：来自进入主汽门前的新蒸汽比㶲e0

●输出㶲：汽轮机的比内功wi和排汽比㶲ec

●无来自燃料的㶲：eq=0依据式(2-132)有：汽轮机内部㶲损失∆et：汽轮机㶲效率：04十一月202684

特点分析：●输入㶲：来自汽轮机的排汽比㶲ec

●输出㶲：凝结水的比㶲ecw

●无来自燃料的㶲eq=0，不对外做功：wa=0依据式(2-132)有：凝气设备的㶲平衡方程：凝气设备中的㶲损失∆ec：凝气设备的㶲效率：04十一月202685汽轮机机械摩擦阻力引起的㶲损失∆em概念：蒸汽在汽轮机中所做的比内功wi与汽轮机轴端的有效功we之差称为汽轮机机械摩擦阻力引起的㶲损失∆em计算表达式：we=wi·ηm，ηm为机械效率发电机的㶲损失∆eg概念：发电机输出电能Pe总是小于汽轮机轴端的有效功we，两者之差值即为发电机的㶲损失∆eg，计算表达式：04十一月202686

发电厂的总㶲损失：发电厂每生产1kg蒸汽所消耗燃料的㶲值为：发电厂全厂㶲效率为：常识：可以认为燃煤的化学能近似等于其低位发热量。凝汽式电厂㶲损失计算式及其分布详图(表2-8)04十一月202687典型热力设备的㶲损失和㶲效率计算公式(表2-9)04十一月202688

三、两种热经济性评价方法的比较及应用凝汽式发电厂的热损失/㶲损失和全厂效率的计算结果04十一月202689

两种热经济性评价方法的比较04十一月202690全厂总损失量、装置效率、全厂效率相同损失分布结果大相径庭热量法：能量损失以散失到环境为准，不区分能量品位的高低，故凝汽器的损失为最大，占50%以上；锅炉热损失很小，仅占10%左右㶲方法：㶲损失以过程不可逆性为准，是在不可逆过程中可用能转换为火无的部分；由于燃烧、传热的严重不可逆性，锅炉可用能损失占供入可用能最大一部分，占50%以上；凝汽器的损失却很小，仅占供入可用能的3.5%本质有别热量法：能量数量转换的结果，不能揭示能量损失的本质原因㶲方法：不仅表明能量转换的结果，并能确切揭示能量损失的部位、数量及其损失的原因应用：定量计算采用热量法，定性分析采用熵方法第三节

凝汽式发电厂的主要热经济指标04十一月202691我国采用热量法来定量评价热力发电厂的热经济性常用热经济性指标1.热效率2.能耗：汽耗、热耗、煤耗。(/h)3.能耗率：汽耗率、热耗率、煤耗率。(/kW∙h)对象：汽轮发电机组、锅炉设备、全厂

一、汽轮发电机组的热经济性指标研究对象：图2-1中虚线所框范围—汽轮发电机组机组的汽耗量D0和汽耗率d02026/11/492概念汽轮发电机组的汽耗量D0：指单位时间内汽轮发电机组生产电能Pe所消耗的蒸汽量汽轮发电机组的汽耗率d0：指汽轮发电机组每生产1kW·h的电量所消耗的蒸汽量计算公式kg/(kW·h)kg/h说明04十一月202693Dc0为机组纯凝汽运行时的汽耗量，kg/hβ为回热抽汽做功不足而增大的汽耗系数，Yj为回热抽汽做功不足系数，表示回热抽汽做功不足部分占应做功量的份额抽汽在再热前：抽汽在再热后：知识点回热机组的汽耗量和汽耗率高于相同参数的纯凝汽式机组的汽耗量和汽耗率，因为式(2-158)和式(2-159)中，分母中的h0－hc＋qrh表示1kg凝汽流以热量计的实际比内功04十一月202694故β＞1

的物理意义为具有再热、回热的汽轮发电机组以热量计的实际比内功，它等价于