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第一章 发电厂的热经济性

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热力发电厂课后习题问题详解

热力发电厂课后习题问题详解

热力发电厂课后习题答案第一章热力发电厂动力循环及其热经济性1、发电厂在完成能量的转换过程中，存在哪些热损失？其中哪一项损失最大？为什么？各项热损失和效率之间有什么关系？能量转换：化学能—热能—机械能—电能（煤）锅炉汽轮机发电机热损失：1）锅炉热损失，包括排烟损失、排污热损失、散热损失、未完全燃烧热损失等。

2）管道热损失。

3）汽轮机冷源损失: 凝汽器中汽轮机排汽的气化潜热损失；膨胀过程中的进气节流、排气和部损失。

4）汽轮机机械损失。

5）发电机能量损失。

最大：汽轮机冷源热损失中的凝汽器中的热损失最大。

原因：各项热损失和效率之间的关系：效率=（1-损失能量/输入总能量）×100%。

2、发电厂的总效率有哪两种计算方法？各在什么情况下应用？1）热量法和熵方法（或火用方法或做功能力法）2）热量法以热力学第一定律为基础，从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，一般用于电厂热经济性的定量分析。

熵方法以热力学第二定律为基础，从燃料化学能的做工能力被利用的程度来评价电厂的热经济性，一般用于电厂热经济性的定性分析。

3、热力发电厂中，主要有哪些不可逆损失？怎样才能减少这些过程中的不可逆损失性以提高发电厂热经济性？存在温差的换热过程，工质节流过程，工质膨胀或压缩过程三种典型的不可逆过程。

主要不可逆损失有1) 锅炉有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性。

2) 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。

3) 主蒸汽管道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。

4）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。

5）凝汽器有温差的换热引起的不可逆损失；可通过清洗凝汽器减少热阻以减少不可逆性。

4、发电厂有哪些主要的热经济性指标？它们的关系是什么？主要热经济性指标有：能耗量（汽耗量，热耗量，煤耗量）和能耗率（汽耗率，热耗率，煤耗率）以及效率。

热力发电厂热经济性..

热力发电厂热经济性..

t0↑，t↑
提高初温对ri的影响
o ' o
t0↑，排汽湿度↓，ri ↑ t0↑，漏汽损失↓，ri ↑
结论： t0↑，t↑和ri↑，因此，i↑
c
(1)蒸汽初参数对电厂热经济性的影响
②提高初压（p0)的热经济性分析
P o To t , 但xc ri • 提高初压，可以提高平 均吸热温度，从而提高 循环热效率，但却使乏 汽干度降低，对汽轮机 相对内效率、安全运行 不利(x>0.85~0.88)
失、排污损失等
Db (hb hfw ) Qb ηb BQnet BQnet
0.9~0.94
（2）管道效率
管道能量平衡关系：
热力发电厂
锅炉热负荷Qb = 汽轮机热耗量Q0 +管道热损失△Qp
Q0 D0 (h0 hfw ) ηp Qb Dh (hb hfw ) h0 hfw hb hfw
热力发电厂
在给定总给水温升（tfw-tc）和加热器级数 Z以后， 怎样把总的加热温升分配到各个加热器中去，在众多的 分配方案中，有一种最佳分配，它的热效率最高，经济 性最高。
热力发电厂
火力发电厂的各项损失（%）
项目 高参数 10 1 超高参数 9 0.5 超临界参数 8 0.5
△qb △qp
△qc △qm
△qg
总能量损失
57.5 0.5
0.5 69.5
52.5 0.5
0.5 63
50.5 0.5
0.5 60
全厂总效率
30.5
37
40
2 凝汽式发电厂的主要经济指标

热力发电厂
(1)蒸汽初参数对电厂热经济性的影响
热力发电厂
珠江电厂全能值班培训专用系列教材-热力发电厂

珠江电厂全能值班培训专用系列教材-热力发电厂

珠江电厂全能值班培训专用系列教材-热力发电厂珠江电厂全能值班培训专用系列教材热力发电厂珠江电厂内容提要本教材阐述动力循环的基本原理和热经济性分析的基本方法及其在发电厂中的应用。

重点介绍国产300MW大型机组以及热力系统。

内容包括发电厂的热经济性分析，回热系统的计算及发电厂全面性热力系统等。

各章均附有典型思考、计算题。

本教材为珠江发电厂培训用“热力发电厂”专用教材，也可供该厂有关工程技术人员参考。

目录绪论 (1)第一章发电厂的热经济性 (7)第一节发电厂热经济性的评价方法 (7)1.1.1效率分析法 (7)1.1.2作功能力分析法 (8)1.1.3两种热经济性评价方法的比较及其应用 (8)第二节凝汽式发电厂的热经济指标 (9)第三节提高发电厂热经济性的途径 (11)1.3.1提高蒸汽初参数P0/t0 (12)1.3.2降低蒸汽终参数P C (13)1.3.3给水回热循环 (15)1.3.4蒸汽再热循环 (21)1.3.5 热电联产循环 (25)第四节发电厂的原则性热力系统 (26)1.4.1原则性热力系统概述 (26)1.4.2编制发电厂原则性热力系统的主要步骤 (28)第二章给水回热加热系统 (33)第一节回热原则性热力系统 (33)2.1.1回热加热器的类型 (33)2.1.2表面式加热器的疏水连接方式 (34)2.1.3回热加热器结构 (35)2.1.4轴封加热器（轴封冷却器） (35)第二节回热原则性热力系统计算 (36)2.2.1计算的目的及基本公式 (36)2.2.2计算方法和步骤 (36)2.2.3热平衡式的拟定 (37)2.2.4常规热平衡的电算回热（机组）原则性热力系统 (38)第三节除氧器 (43)2.3.1给水除氧的任务和方法 (43)2.3.2热力除氧原理 (44)2.3.3除氧器的类型 (44)2.3.4除氧器运行 (45)第三章：发电厂全面性热力系统及运行 (49)第一节主蒸汽管道系统 (50)3.1.1单元制主蒸汽管道系统 (50)3.1.2切换母管制主蒸汽管道系统 (51)3.1.3集中母管制主蒸汽管道系统 (52)第二节再热机组的旁路系统 (53)3.2.1旁路系统的作用 (53)3.2.2旁路系统的型式 (54)第三节给水管道系统 (54)第四节发电厂的疏放水系统 (55)3.4.1疏放水来源及其疏水的重要性 (55)3.4.2疏水系统及其组成 (56)第五节发电厂全面性热力系统 (57)3.5.1理解和分析现代发电厂的全面性热力系统应注意以下几点： (57)3.5.2国产N 300—16.67(170)/537/537型机组的发电厂全面性热力系统 (59)第六节发电厂热力设备的经济运行 (63)3.6.1经济运行的重要性 (63)3.6.2热力设备的动力特性和微增煤耗率的概念 (63)第七节发电厂热力设备的经济运行 (68)3.7.1并列运行锅炉间的负荷经济分配 (68)3.7.2并列运行的凝汽式汽轮机组间负荷的经济分配 (70)3.7.3并列运行单元机组间负荷的经济分配 (71)3.7.4全厂的经济调度 (73)参考文献： (77)绪论1.电力工业的作用和地位中国的电力工业是关系国计民生的重要基础产业和公用事业，电力既是生活资料也是生产资料。

热力发电厂动力循环及其热经济性

热力发电厂动力循环及其热经济性


2、发电厂热经济性的评价
——通过能量转换过程中能量的利用程度或损失大小 来衡量 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
3
一、评价发电厂热经济性的两种方法： 1 热量法、热效率法
基于热力学第一定律 ——以燃料化学能从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
5
有再热的凝汽式发电厂循环系统图
6
Qb
ηp
B
Q0
ηi
T
ηm
G
ηg
ηb
ηcp=ηbηpηiηmηg
C
简单凝汽式发电厂循环系统图
7
（1）锅炉
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
锅炉热损失△Qb ：排烟损失、散热损失、未完全燃烧损失、
排污损失等 =
h
b
=
Qb DQ
31
火用 平衡方程的图解
eout eq wi 热力设备
De
ein
火用 损：
De = (ein eq ) - ( wi eout ) = Ten Ds
32
电厂典型热力设备的火用 损及火用 效率
设 备 特 点 比火用损△E kJ/kg 火用效率η ex % （ ） （ ）
t hex =
汽轮机 锅炉、换热器 管道
dq dq DT dq Ds = Dsb - Dsa = = Tb Ta Ta Ta - DT
Ta Ta - DT
Ten
做功损失： I = T Ds = T DT dq en en
T △T ↑、 ↓ b， I ↑
17
（2）不可逆绝热膨胀过程
热经济性

热经济性


e
3600Pe i m g Q0
(5－4)
电厂的热经济性
XJU
四. 锅炉效率
p
Q0 Qb
六. 凝汽式发电厂热效率
cp
cp
(5－6)
3600Pe b p i m g b p e BqL
(5－7) ηcp是发电的热效率，又称为电厂的毛效率。
cp 扣除厂用电量Pap(kW)的全厂热效率称“净热效率”或“供电热效率”
3600 Pe Qcp Q j
cp
g
Qg Pe 1 Pax 3600 ax P
g
j
=0.98～0.99 =0.259～0.42
cp
3600 Pe 1 Qcp
Q
cp
cp
Qcp
电厂的热经济性
XJU
二. 汽轮机机组绝对内效率 对于凝汽式汽轮机，其能量平衡式为：
发电厂的热耗率
qcp 为：
Qcp Pe q0
(5－15)
qcp
b p

3600
cp
(5－16)
(3) 发电厂的煤耗量和标准煤耗率
全厂煤耗量
B
Qcp qL

3600Pe q Lcp
(5－17)
发电厂标准煤耗率为
b 3600 0.123 29270 cp cp
(5－18)
d0 D0 3600 Pe Wi m g
(5－11)
电厂的热经济性
XJU
2. 热耗量和热耗率 (1) 汽轮发电机组的热耗量和热耗率 汽轮发电机组的热耗量Q0是指所发功率Pe时所消耗的热量 ，它的基本概念是：Q0 ＝工质带入汽轮机组热量－工质进入锅炉的热量。对于朗肯循环 (5－12) Q0 D0 h0 D0 h fw D0 (h0 h fw )
《热力发电厂》热力发电厂经济性评价方法与指标

《热力发电厂》热力发电厂经济性评价方法与指标


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
本节任务
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
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
q1
6
发电厂中电能生产过程（能量转换过程） 5
化学能 — 热能 — 机械能 — 电能
i
Wi Q0
1 Qc Q0
Wi Wa
Wa Q0
ri t
87%~90%
现代大型汽轮机 45%~50%
c
Qc Qcp
Qc Q0
Q0 Qb
Qb Qcp
Qb Qcp
Q0 Qb
1
Wi Q0
bp
1i
2.1 热力发电厂热经济性的评价方法 4）汽轮机的机械效率m 及机械损失率 m
汽轮机机械能量平衡关系
对于微元 可逆过程，有
P0
1
4
4＇
h=const
δq Tds wt vdp 即 Tds = vdp 节流过程的熵增为
3
Tc
o
2 58
67 s
Tamb
wl s
s p1 v dp
T p0
wl Tambs Tamb
p1 v dp T p0
图中阴影部分的面积
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
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
热量㶲Eq
系统所提供的热量 中可转化为有用功 的最大值
热力学能 㶲Eu
第一章、发电厂的热力系统

第一章、发电厂的热力系统


N600-17.75/540/540型机组发电厂原则性热力系统 图4－7
二、超临界参数机组发电厂原则性热力系统 超临界参数机组：压力大于23.54MPa，小于
32MPa。
超超临界参数机组： 压力大于32MPa。
引进的超临界K-500-240-4型机组发电厂原则性热力系统 图4－8
二、发电厂形式和容量的确定 1、发电厂设计程序：初步可行性研究，可行 性研究，初步设计，施工图设计。 2、建电厂形式： （1）只有电负荷：凝汽式电厂； （2）需供热：热电联产； （3）燃烧低热值燃料：坑口电厂； （4）天然气充足：燃气－蒸汽联合循环。 3、容量确定：尽量建大容量高参数电厂。
第二节、主要设备选择原则
第三节、发电厂原则性热力系统举例
一、亚临界参数机组发电厂原则性热力系统 蒸汽进入汽轮机初参数：压力小于16.18MPa
汽轮机按主蒸汽参数分类 低压汽轮机：小于1.47 MPa； 中压汽轮机：1.96 ~ 3.92 MPa； 高压汽轮机：5.88 ~ 9.81 MPa； 超高压汽轮机：为11.77 ~ 13.93 MPa； 临界压力汽轮机：15.69 ~ 17.65 MPa； 超临界压力汽轮机：大于22.15 MPa； 超超临界压力汽轮机：大于32 MPa。
2 汽论机分类：
按作功原理分
冲动式汽轮机 反动式汽轮机
汽 轮 机
按功能分
凝汽式汽轮机 背压式汽轮机 供热式汽轮机 调节抽汽式汽轮机 低压汽轮机 中压汽轮机 高压汽轮机
按参数高低分
超高压汽轮机
亚临界压力汽轮机
超临界压力汽轮机
N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统 图4－5
N600-16.47/537/537型机组的发电厂原则性热力系统 图4－6
热力发电厂第一章 评价电厂热经济性的方法--杨义波

热力发电厂第一章 评价电厂热经济性的方法--杨义波

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(五)发电机效率
(六)、纯凝汽式发电厂的总效率1.已知电厂的各项上述损失，则纯凝汽式发电厂的总效率ηndc为:2.若已知汽轮发电机组输出功率户Pd、燃料消耗量Bd、燃料低位发热量QDW，则纯凝汽式发电厂的总效率也可由下式进行计算：
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以发电厂每发出1kW·h的电能为基础，根据发电厂的能量分配情况，得出其热平衡式为：
三、发电厂的热平衡
热效率
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
1.1 热力发电厂热经济性的评价方法
1.1.2 做功能力分析法
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。
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(四)汽轮机机械效率 汽轮机输出给发电机轴端的功率与汽轮机的内功率之比的百分数，称之为机械效率，即： 汽轮机机械效率反映了汽轮机支持轴承、推力轴承与轴和推力盘之间的机械摩擦耗功，以及拖动主油泵、凋速系统耗功量的大小。机械效率一般为 96％一99％。
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发电机的输出电功率与轴端输入功率之比的百分数称为发电机效率ηd ，即 ：
锅炉效率反映了锅炉设备运行经济性的完善程度，其影响因素很多，如锅炉的参数、容量、结构特性及燃料种类等。大、中型锅炉的效率一般在85％一94％范围内。
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(二)管道效率 在工质流过蒸汽管道和给水管道时，会有一部分热损失。热损失的大小用汽轮机组的热耗量与锅炉设备热负荷的比值的百分数来表示。其表达式为： 对于给水管道的散热损失，可视为水在水泵中的焓升值与之相平衡。 管道效率反映了管道绝热保温的完善程度，若不计工质损失，则管道效率的数值一般为99％。若考虑工质损失，则其值为96％一97％。
火电厂热经济指标及分析

火电厂热经济指标及分析

再热参数 再热温度 再热压力 再热压损
火电厂技术经济指标体系
火力发电厂的技术经济指标体系是指影响火力 发电厂锅炉、 汽轮机、发电机设备及其整个系统 经济性能的全部技术经济指标。分为四级： 一级指标：发电厂热力经济性的总指标——供电 煤耗率等； 二级指标：供电量、发电煤耗率、燃料等指标； 三级指标：发电量、厂用电率、汽机效率、锅炉 效率、管道效率等指标； 四级指标：汽轮机、锅炉、辅机设备、热力系统 和燃料质量、数量的各项小指标。
供电煤耗率计算方法
供电煤耗率＝ 发电用标准煤量
计算期供电量
发电煤耗率 供电煤耗率＝ 1 厂用电率
二级指标（厂用电率）
厂用电率：是指发电厂发电辅机设备的自
用电量占发电量的比例。单位：％。厂用电 率变化0.25％(百分点)左右影响发电煤耗变 化1g/kW·h。厂用电率计算公式为：
厂用电率＝
锅炉产出热量 计算期锅炉耗用煤量 入炉燃料低位热值
100
锅炉反平衡效率＝100－（排烟损失(％)+化学未完全燃烧 损(％)+机械未完全燃烧损失(％)+散热损失(％)+灰渣物理 热损失(％)）
锅炉效率变化0.18％～0.28％(百分点)影 响发电煤耗率相应变化1g/kW•h。
锅炉设备及系统的技术经济指标
送风机单耗＝ 计 送算 风期 机蒸 耗汽 电量 量（kW•h/t)
二级指标（发电煤耗率）
发电煤耗率表示发电厂热力设备、热力系统的
运行经济性。单元发电机组的发电煤耗率与锅炉效
率、汽机效率、管道效率有关。全厂发电煤耗率水
平除与单元发电机组的发电煤耗率水平有关外，还
与单元机组发电量权数有关。
正平衡计算方法：发电煤耗率＝
热力发电厂2.1

热力发电厂2.1

2.1热力发电厂热经济性评价方法热经济性评价方法：
z第一种方法是以热力学第一定律为基础的热量法(热效率法、热平衡法)
z第二种方法以热力学第一定律、第二定律为基础的熵分析法或做功能力法
1、热量法
z热量法是以燃料产生的热量被有效利用的程度对电厂热经济性进行评价。

z用热量的有效利用程度（如各种热效率）或损失大小（如热量损失或热量损失率）在热力设备或过程中的分布情况来表示发电厂的热经济性。

全厂总效率与分效率间的关系。

热力发电厂动力循环和热经济性分析

热力发电厂动力循环和热经济性分析

热力发电厂动力循环和热经济性分析一、动力循环及其优化方法热力发电厂的动力循环包括汽轮机和发电机。

汽轮机是利用蒸汽推动旋转叶片以产生动力的原理，发电机则利用发动机驱动的发电机产生电能。

热力发电厂的动力循环主要分为三个部分：热力循环、汽轮机和发电机。

1.热力循环热力循环是将化石燃料燃烧产生的热能转化成蒸汽能的过程，其过程包括锅炉、汽轮机和凝汽器。

锅炉的主要功能是利用发动机燃烧化石燃料产生高温高压蒸汽，蒸汽经过汽轮机驱动旋转叶片，将热能转化成机械能。

凝汽器的主要功能是将排出的低温蒸汽凝结成水再次送入锅炉循环，以达到节能的目的。

2.汽轮机汽轮机是将热能转换成机械能的关键环节。

汽轮机主要由旋转叶片、定子、固定叶片和旋转轴等组成。

当高温高压蒸汽通过固定叶片和旋转叶片时，叶片将产生一个静压力和动压力的作用力，从而驱动汽轮机旋转。

汽轮机的转速、功率和效率都是与进口蒸汽温度、压力、出口蒸汽湿度以及转速等相关。

3.发电机发电机是将机械能转换成电能的部件。

发电机的主要组成部件包括转子和定子。

当汽轮机的旋转叶片驱动转子旋转时，定子将因转子的旋转而产生的磁场发生变化而感应出电动势，从而产生电能。

热力发电厂的发电量主要取决于汽轮机的性能和发电机的质量。

为了提高热力发电厂的性能，可以从以下几个方面对动力循环进行优化：1.提高燃烧效率。

燃烧效率的高低直接关系到热力循环的效率。

为了提高燃烧效率，可以利用更先进的燃烧技术，通过追求更高的燃烧温度和压力来提高效率。

2.提高汽轮机效率。

汽轮机的效率受进口蒸汽温度、压力、出口蒸汽湿度以及转速等多种因素影响。

通过优化汽轮机叶片的形状、材料以及加工技术，可以提高汽轮机效率。

3.提高发电机效率。

发电机是将机械能转换成电能的部件，其效率直接关系到热力发电厂的发电量。

通过采用新型导线材料并优化其线圈的布局，可以提高发电机的效率。

二、热经济性的分析方法和提高措施热经济性是评价热力发电厂性能的重要指标之一。

热力发电厂课后习题问题详解

热力发电厂课后习题问题详解热力发电厂课后习题答案第一章热力发电厂动力循环及其热经济性1、发电厂在完成能量的转换过程中，存在哪些热损失？其中哪一项损失最大？为什么？各项热损失和效率之间有什么关系？能量转换：化学能—热能—机械能—电能（煤）锅炉汽轮机发电机热损失：1）锅炉热损失，包括排烟损失、排污热损失、散热损失、未完全燃烧热损失等。

2）管道热损失。

3）汽轮机冷源损失: 凝汽器中汽轮机排汽的气化潜热损失；膨胀过程中的进气节流、排气和部损失。

4）汽轮机机械损失。

5）发电机能量损失。

最大：汽轮机冷源热损失中的凝汽器中的热损失最大。

原因：各项热损失和效率之间的关系：效率=（1-损失能量/输入总能量）×100%。

2、发电厂的总效率有哪两种计算方法？各在什么情况下应用？1）热量法和熵方法（或火用方法或做功能力法）2）热量法以热力学第一定律为基础，从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，一般用于电厂热经济性的定量分析。

熵方法以热力学第二定律为基础，从燃料化学能的做工能力被利用的程度来评价电厂的热经济性，一般用于电厂热经济性的定性分析。

3、热力发电厂中，主要有哪些不可逆损失？怎样才能减少这些过程中的不可逆损失性以提高发电厂热经济性？存在温差的换热过程，工质节流过程，工质膨胀或压缩过程三种典型的不可逆过程。

主要不可逆损失有1) 锅炉有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性。

2) 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。

3) 主蒸汽管道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。

4）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。

5）凝汽器有温差的换热引起的不可逆损失；可通过清洗凝汽器减少热阻以减少不可逆性。

4、发电厂有哪些主要的热经济性指标？它们的关系是什么？主要热经济性指标有：能耗量（汽耗量，热耗量，煤耗量）和能耗率（汽耗率，热耗率，煤耗率）以及效率。

《热力发电厂》课程教学大纲(本科)

热力发电厂Thermal power plant课程代码：02410070学分：2.5学时：40 （其中：课堂教学学时：40实验学时：0上机学时：0课程实践学时:0）先修课程：工程热力学，传热学，流体力学，汽轮机适用专业：热能工程教材：《热力发电厂》郑体宽中国电力出版社2001年3月第1版一、课程性质与课程目标（-）课程性质（需说明课程对人才培养方面的贡献）《热力发电厂》阐述动力循环的基本原理和热经济性分析的基本方法及其在发电厂中的应用，着重介绍国内600MW及以上大型机组以及热力系统。

《热力发电厂》是针对电厂热能及自动化专业的专业必修课程。

（二）课程目标（根据课程特点和对毕业要求的贡献，确定课程目标。

应包括知识目标和能力目标。

）课程目标1:发电厂的热经济性及分析方法课程目标2：提高电厂热经济性的途径课程目标3：新型动力循环课程目标4：发电厂原则性热力系统及全面性热力系统计算注：工程类专业通识课程的课程目标应覆盖相应的工程教育认证毕业要求通用标准；（三）课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系（认证专业专业必修课程填写）本课程支撑专业培养计划中毕业要求指标点1-1……m-n1.毕业要求1-1:2.毕业要求……注：课程目标与毕业要求指标点对接的单元格中可输入“「'，也可标注“H、M、L”。

第一章热力发电厂的评价（-）教学内容第一节热力发电厂的安全可靠性第二节火力发电厂的环保评价第三节热力发电厂热经济性评价第四节凝汽式发电厂的热经济性指标第五节发电厂的技术经济比较与经济效益的指标体系第六节我国能源和电力工业的可持续发展（二）教学要求讲解热力发电厂评价的相关技术指标。

（三）重点和难点各种专业术语的含义及计算公式。

第二章热力发电厂的蒸汽参数及其循环（一）教学内容第一节提高蒸汽初参数第二节降低蒸汽终参数第三节给水回热循环第四节蒸汽再热循环第五节热电联产循环（二）教学要求定性分析各种参数变化对热力发电厂热经济性影响。

热力发电厂的热经济性

量，在采暖期供热，在非采暖期或暂无热负荷时以凝汽机组运行 ? 高压缸通流容积按凝汽流设计，供热以牺牲电功率为代价 ? 由于蝶阀压损影响，非采暖期凝汽运行热经济性会下降约 0.1%-0.5% ? 设计制造简单，成本低
低真空供热凝汽机组 ：提高机组背压用循环水供热，减少电 功率
（三）热电联产的热量法（效率法）定性分析
电比Xh= （Wh／W）提高，提高经济性； 给水回热循环的回热抽汽流也属于热电联产的性质；
（3）对于抽汽凝汽式机组，其中的供热汽流完全没有冷源热损 失， 它的 η ih 仍为 1。它的凝汽汽流仍有冷源热损失，该凝汽流的 η ic小于1，比相同循环参数、同容量的凝汽式汽轮机（即代替 电厂的汽轮机）的绝对内效率η i还要低，即 ηic<ηi
理想朗肯循环热效率ηt和实际朗肯循环热效率η i为： 理想纯供热循环的热效率ηth及其实际循环热效率η ih为：
（1）朗肯循环的η t、η i值均较低，其排汽虽有较大热量， 但品位低，无法对外供热，冷源损失大，能源利用率低；
（2）纯供热循环的η th、η ih均为1 ，无冷源损失； 在满足用热参数的前提下，降低 ph值，可提高 wi 值，使热化 发
第三节 热电厂的热经济性指标
一、热电联产简介
（一）热能消费的特点 我国能源结构中
70% 能量以热 量形式消耗
60％是120℃ 以下的低温热能
热能耗费的数量很大，品价较低，又常以高品位的一次能源 来供应，故具有较大的节能潜力。
（二）热电分别能量生产与热电联合能量生产的特点
分产： 能量浪费严重，利用不合理，能量品位贬值严重 联产： 实现能量的有效梯级利用，能源利用率高，节能
分散供热、分产电
集中供热、分产电
（二）热电分别能量生产与热电联合能量生产的特点 供热式汽轮机类型：单抽（C型）凝汽式汽轮机、双抽（CC型）

热力发电厂动力循环及其热经济性

热力发电厂动力循环及其热经济性一、热力发电厂动力循环简介热力发电厂是一种利用化石燃料或核能等能源转换为电能的设施。

其动力循环是指在热力发电厂中用于产生电能的能量转化过程。

热力发电厂常用的动力循环有常压循环、压力循环以及复杂的混合循环等。

常压循环是一种简单的热力发电厂动力循环，其基本原理是通过水的蒸发与冷凝来实现能量转换。

常压循环包括锅炉、汽轮机和凝汽器三个主要部件。

在锅炉中，燃料燃烧产生高温烟气，使水变为蒸汽。

蒸汽进入汽轮机，驱动汽轮机旋转并带动发电机发电。

蒸汽在汽轮机中释放出能量后，进入凝汽器冷凝为水，再次回到锅炉进行循环利用。

压力循环是一种更高效的热力发电厂动力循环。

与常压循环不同的是，压力循环中的蒸汽在汽轮机中不完全膨胀，而是在一定压力下排出一部分蒸汽，再回到锅炉中再次加热。

这一过程被称为再热，可以提高系统的热效率。

混合循环是一种将常压循环和压力循环相结合的复杂循环方式。

混合循环的核心思想是利用高温蒸汽在汽轮机中释放能量后，再进行再热和再膨胀。

混合循环具有更高的热效率和更低的排放。

目前，混合循环在大型热力发电厂中得到了广泛应用。

二、热力发电厂动力循环与热经济性热力发电厂的热经济性指的是在能源转换过程中能够充分利用能量并最大限度地提高热能利用率的能力。

热经济性的好坏直接关系到热力发电厂的能源利用效率和经济效益。

从热力发电厂动力循环的角度来看，影响热经济性的因素主要包括以下几个方面：1. 燃料热值和燃烧效率燃料的热值和燃烧效率是决定热力发电厂能量转换效率的重要因素。

燃料的热值越高，单位燃料的能量转化为电能的效率就越高。

而燃烧效率则决定了能源消耗的大小。

通过提高燃料热值和改善燃烧效率，可以提高热力发电厂的热经济性。

2. 动力循环中的能量损失动力循环中的能量损失是热力发电厂热经济性的另一个重要影响因素。

在常压循环中，能量损失主要发生在锅炉和凝汽器中，例如烟气冷却和冷凝过程中的热量损失。

在压力循环和混合循环中，由于有再热和再冷凝的过程，能量损失相对较少。

热力发电厂热力系统热经济性状态方程


由于 电 力系 统 的 热 力系 统 的 无 储 能 部 件 的 式 加 热 器 的疏 水 放 热 量 ， 其 计 算 方 式 就 是 值 ， 可 以 将 系 统 运 行 过 程 中 的 实 际 流 量 带
运 行可以是一种能 量耗散系统 ， 其 扰 动 的 疏 水 放 热 量 Ｙ ＝ｈ ｄ （ ｆ ＿ 】 ） 一ｈ ＋ 】 １ ，给 水 比 焓 升 去上 述 的计 算 方 程式 中即可 。 时 相 对 较 短 ， 因此 ， 电 力热 力 系统 的 系统 数 （ 即进 水 口与 出水 口的 比焓 差 ） 的 计 算 方
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号： １ ６ ７ ４ － ０ ９ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ （ ａ ） 一 ０ ２ １ ７ — ０ ｌ
系统 工 程 是 近 些 年 来 发展 起 来 的一 门 统 加 热 器 的 喷 水 减 温 用 水 ， 作 为 进 （ 一 ｈ ｅ ）， 在 电 力 热 力系 统 的 实 际 运 行 新兴学 科， 按 照系统 工 程 的 理 论 观 点 ， 系统 入 三 号加 热 器的 用 水 ， 小水 流 从ｉ 级 加 热 器 管 道 的 疏 水 作 为 进 入 六 号 过 程 中 ， 是 为了实 现 某 种 特 殊 目的 由若 干 个 部 分 有 加 热 器 的 用 水 ， Ｄ 难 么这 个 时 候 实 际 的 散 ｓ 作 为 轴 封 加 热 器 的 管 道 中 进 出系 统 ， 机 组成 的一个整体 ， 任 何 系统 都 可 以 用 系 水 ，Ｄ 是 进 入 到 四 号加 热 器 的 排 污 扩 容 热 情 况 Ｄ 的 计 算 方 式 就 是 其 对应 行 的 数 统 工程 的学科方法进行 研究 ， 电力 热 力 系 蒸 汽 。 为了 更 好 的 简 化 整 个 热 力系 统 热 经 值 减 去 ， Ｑ， 的对应值 应该 是其 实 际 统 属于 发 电 厂的 的人 工 系统 之一 ， 除了电 力 济 性 状 态 方 程 ， 我们 可 以 将 第ｉ 级 的 热 力系 的 数 值 加 或 者 减 去 （ 一 ）， 这 时， 小 电热 系 统 之 外 ， 火 力 发电 厂还 有包 括 锅 炉 、 水流从 ｉ 级 加 热 器 管 道 中 的 主 凝 结 水 在 进 统的抽汽量记做 Ｄ ｜ ， 将 抽 汽 比焓 记 作 ｈ ｅ ， 凝 汽器、 阀门、 加 热 器、 汽 机 以 及 加 热 器 管 疏 水 自流面 的加 热 器 记 作 ｑ 出 整 个 管 道 系 统 时 ，从 ｉ ＋１ 级加 热器、 ｉ ＋２ ， 那 么 这 样 我 道 等 一 系列 的 设 备， 从 整 体上 来 说 ， 电力 热 们 就 可 以得 到 疏 水 自流 面 加 热 器 的 计 算 方 级 加 热 器 、 ｉ ＋３ 级 加 热 器直 至 最 后 一 级 的
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§1.2 热力发电厂的热经济性评价
锅炉内理论燃烧温度达到1700～1800℃，而在炉膛燃烧中心水冷壁内 水的温度只能达到300℃左右，在炉膛出口处烟气温度为1100℃，而在那
个区域的过热蒸汽温度也只是540℃，可见换热温差是很大的，这些是我
们不容易改变的。因为蒸汽温度的提高受到各方面的限制。如水冷壁、省 煤器一般使用20号钢，如果提高温度，就得使用珠光体、奥氏体钢，增加
有效利用的热量 t 100 % 供给的热量
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
wa t Q1
Q1 Q j Q1
j
1
Q
j
j
1 j
Q1
2、 火用 方法（可用能法、做功能力法、第二定律分析法） 透过现象看本质，能发现在能量转换过程中引起作功能 力损失的根本原因，定量计算复杂，使用不方便，只用于定 性分析。
本章教学内容：
主要介绍评价发电厂热经济性的2个方法，即： 1. 效率分析法 2. 作功能力法，作功能力法中主要介绍火用分析法及发电厂的 主要热经济指标。
第一章 发电厂的热经济性 (heat economy of power plant)
本章教学重点：
是效率分析法，是通常采用的传统评价方法。
本章教学难点：
c 1 t

§1.2 热力发电厂的热经济性评价
（二）典型不可逆过程的熵增及其 火用 损 热力发电厂的热功能量转换工作都是不可逆过程，引起熵 增和 火用 损，下面介绍几种典型的不可逆过程。 （1）温差换热过程：
dq sa Ta
dq sb Tb
s sb sa
T dq Ta Tb
h0 h1 s0 s1 Ten
节流过程熵产： s1 s1
h0 h1 s p s0 s1 Ten
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
绝热节流过程：
分析：
节流总是伴随着压力的降 S g 0 Wl 0 dp 0 低， ， ， ； S W dp ， g ， l ，所以减 少工质节流过程作功能力损失的 途径是尽量减少节流引起的压降。
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
（3）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；用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，考 虑了不同能量有其本质的区别，两者从不同的角度分析， 用方法是在热量法基础上进行的，二者相辅相成，但不能 相互取代。 （4）发电厂的热经济性指标计算，中外各国仍广泛 采用热量法。本书的定量计算即采用热量法，定性分析采 用用方法。
热力学第一定律： Q1 W 从能 量转换的角度看，有多少热就 可以作多少功。 热力学第二定律： 1 W0 Q2 从 Q 高温热源吸热 1 ，不可能全 Q 部转换为功 W0 必须要有一部 分损失 。 Q2
T1 Q1
A W0 Q2
T2
第一章 热力发电厂的评价及可持续发展
§1.1 热力发电厂的安全生产与环境保护
本章难点的处理：
首先复习《工程热力学》中学过的火用方法，使同学能 回忆起以前所学课程章节，进而加入一些新内容，并伴以各 种公式进行解释。
T 例如： e12 q12 1 amb q T12
kJ/kg kJ/kg
e1 W1,max h1 hamb Tamb S1 S amb amb
§1.1 热力发电厂的安全生产与环境保护
2、火电厂的可靠性指标 AH(可用小时）=SH(运行小时）+RH（备用小时） POH=为计划停用小时数 UOH=非计划停运小时数 （1）UOH1需立即停运 （2）UOH2需6h内停运 FOH=强迫停用小时 PH=统计时间 （3）UOH3在6h以上，但在周末前停运 （4）UOH4可延至周末后，但需在下次计划 停用前从可用状态退出运行的停运 （5）UOH 5 超过计划停用期限的延长时间 的停运。
产等。
热流图
3600 Pe Bq1 Q j Qcp Q j
cp cp
§1.3 凝汽式发电厂的热经济性
我国火力发电厂采用热量法定量评价热经济性，常用的 热经济性指标主要有能耗（汽耗、热耗、煤耗），能耗率 （汽耗率、热耗率、煤耗率）
一、汽轮发电机组的热经济性指标 （一）凝汽式汽轮机组的绝对内效率
汽轮机
发电机
锅 炉
Dfw、hfw
q5、q6
Dc、hc
Dc、hc
简单凝汽式发电厂循环系统图
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
§1.2 热力发电厂的热经济性评价 四、两种热经济性评价方法的比较及其应用
现以按朗肯循环工作的同一凝汽式发电厂为例，用两种 热经济性评价方法的具体计算结果予以说明。
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
主讲教师：于静梅
第一章 发电厂的热经济性 (heat economy of power plant)
本章教学目的：
本课程是在学过工程热力学、传热学、工程流体力学、泵 与风机、电站锅炉、电站汽轮机和生产实习的基础上进行的， 是本专业学生必修的一门综合性的专业课，是为将来同学进入 和电厂有关的单位工作打基础的。
1、正、反平衡法的绝对内效率表达式
Q0 Wi Qc
i
Wi Wa Wi t ri Q0 Q0 Wa
Qc Q0
或
i 1
§1.3 凝汽式发电厂的热经济性
若以进入汽轮机蒸汽量为1kg计，即用相对量时则比热耗 为
q0 wi qc
i
i 1
wi q0 qc q0
El .cp Ein.i Eout . j
i 1 j 1
n
m
e.cp
El .cp 3600 Pe Bq El .cp 1 BQnet . p BQnet . p BQnet . p
第一章 热力发电厂的评价及可持续发展
一、发电厂热经济性评价的理论基础【了解】
Ten
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
分析：
T s
dq const
T A TB
T Const
Ten
s
所以高压加热器比低压加 热器经济。
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
（2）有摩阻的膨胀或压缩过程：
s 蒸汽在汽轮机可逆膨胀时， 2 由于汽轮机内部存在各种不 可逆因素，引起工质的摩擦与扰动实际排汽 s 2 。
是作功能力法，是以热一和热二定律为基础的，从能量 的作功能力角度出发，把能量分为有作功能力和无作功能力 两部分，重在研究各个热力过程中作功能力的变化。
本章教学方法和手段：
采用多媒体教学，课堂中主要以讲课为主，但也加入和 同学互动情况，以发电厂中各种损失图示为例，对重点和难 点进行解释。
第一章 发电厂的热经济性 (heat economy of power plant)
§1.1 热力发电厂的安全生产与环境保护
火电厂可靠性指标有23个，其中最主要的是可用系数AF，非计 划停运系数UOF，等效可用系数EUF，强迫停用率FOR和非计 划停用次数----后两项是目前考核发电厂可靠性的指标。
AH SH PH AF 100 100 PH AH UOH UOF 100 PH
（三）寿命管理 二、发电厂的环保评价
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
一、评价热力发电厂热经济性的两种基本分析方法
对发电厂热经济性进行评价有两种方法：以热一定律为基 础的热量法和以热一、热二定律为基础的 火用 方法或熵方法。 1、热量法（效率法、热平衡阀、第一定律分析法） 从现象出发看问题，只以燃料产生的热能被利用的程度来 对电厂进行评价，具有直观、计算方便、简捷等优点，目前被 世界各国广泛应用于定量计算。 其指标为热力学第一定律效率：
Q1
tetc
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
二、 火用方法
（一） 火用 效率与火用 损 以相对量计， 火用 损的通式为：
e ein eq wa eout
Ten s
ein hin hen Ten sin sen
eq wmax Ten q q1 1 T1
EUF AH ( EUNDH ESDH ) 100 PH
FOH FOR 100 FOH SH
§1.1 热力发电厂的安全生产与环境保护
2、火电厂的可靠性指标 国外：用LOLP（缺电时间概率）用作电力系统的可靠性指标， 为一定时间内（通常为1年）系统发电容量不能满足负荷 需要的时间概率期望值的总和。
一、热力发电厂的安全可靠性 （一）安全管理
电非常重要就不用说了。 电力企业必须坚持“安全第一、预防为主”的方针。
§1.1 热力发电厂的安全生产与环境保护
（二）可靠性管理
1、火电厂可靠性管理的任务与作用
定义：是指在预定时间内和规定的技术条件下，保持系统、设备、 部件、元件发出额定电力的能力，并以量化的一系列可靠性指 标来体现。 可靠性的理论研究与开发利用，最早是用于空间技术和军工方面， 60年代中期一些工业发达国家相继发生特大停电事故，才将可 靠性管理用于电力工业。68年美国和加拿大联合成立了北美电 力可靠性协会；80年美国电气电子工程师学会制订了“统计、 评价发电设备可靠性、可用率和生产能力用的术语定义”试用 标准。我国70年代以后才开始起步，现建有中国电力可靠性管 理中心。
§1.2 热力发电厂的热经济性评价
其指标为热力学第二定律效率（ 火用 效率）：
te
Wa Esup Esup Aej
j
Esup
ej
1
A
j
Esup
1 j
j
两种基本分析方法效率之间的关系式为：