热力发电厂简介(PPT 86张)

若通过边界系统与外界有质量交换，则称为开口系（又
称控制体积，用CV表示）；
与外界无热量交换的系统称为绝热系； 本课程研究最多的是由可压缩物质组成的，无化学反应
、与外界有能量交换的有限物质系统，称为简单可压缩
系统。
理想气体与实际气体
理想气体：它的分子是不占有容积的质点，分子之间也不
存在相互作用的内聚力。 – 常见气体，其性质大致接近于理想气体。那些离液态 不远的气体（如：水蒸汽）除外。 实际气体。
汽水系统
锅炉给水由给水箱 省煤器 汽包 给水泵 下降管 高压回热加热器 下联箱 水冷壁管
汽包
主蒸汽管 凝汽器 凝结水泵 加热器 给水箱
过热器
汽轮机 热井 低压回热 除氧器
冷却水系统
江河（或冷却水池）中的水 吸水滤网 循环水泵
冷却水进水管
江河（或冷却水池）
凝汽器
冷却水出水管
工程热力学基础
工程热力学是研究热现象的学科。工程热力学是热力学的一 个分支，主要研究热能与机械能之间相互转换时的量与质的关
电厂位置
承担负荷 机炉配合
坑口、港口、路口电厂，负荷中心电厂，位于煤源与负荷中心间电厂
带基本负荷、带中间负荷、带尖峰负荷电厂 非单元机组、单元机组电厂
服务范围
系统中发电厂，区域性电厂，自备电厂，列车电站，孤立电厂
现代汽轮机发电厂的组成及生产过程
• 现代热力发电厂的主要组成部分包括热
力和电气两大部分，锅炉、汽轮机和发 电机为发电厂的三大核心设备。
为分析问题方便起见，把热力学分析的对象从周围物体中隔离出来。
1）热力系统的分割完全是“人为”的，因此对于不同的问题， 甚至对于同一问题可取不同的系统。
例如研究向容器充气，可以取容器为系统，也可取充入容器的
气体和原在容器内的气体一起为系统。
A
B
若没有质量越过边界，则系统称为闭口系 （又称控制质
量，用CM表示）；
热力发电厂简介
热力发电厂的分类
分类方法
一次能源 能量供应
热 力 发 电 厂 类 型
化石燃料电厂，原子能发电厂，地热发电厂，太阳能发电厂，磁流体发电厂 供应电能的凝汽式电厂，供应电能、热能的热电站
原动机 类型
电厂 总容量 蒸汽 初参数

汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂、蒸汽－燃气轮机发电厂
小容量发电厂、中容量发电厂、大容量发电厂 中、低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界发电厂，超临界、超超 临界发电厂
• 现代汽轮机发电厂的生产过程
– 从能量的观点看，热力发电厂的基本过程是： 燃料的化学能 热能 机械能 电能 （锅炉）（汽轮机）（发电机）
火力发电厂生产系统示意图
制粉及燃烧系统
• 制粉系统 煤 皮带运送机 给煤机 粗粉分离器 原煤仓
磨煤机 旋风分离器
煤粉仓
输粉管
给粉机
喷燃器 炉膛
• 燃烧系统 燃料在炉膛内燃烧，以辐射换热方式将热量传 递给炉墙内壁四周的水冷壁内的介质；燃烧 产物为高温烟气和灰渣。 高温烟气：依次经过过热 器、省煤器、空气预热器、 除尘器、引风机、烟囱， 排入大气。 灰渣、飞灰：用水冲入冲 渣沟和冲灰沟。
基本状态参数—可以直接测量得到的状态参数,如温度、压力、
比容。
温度：表示物体冷热程度的物理量。与物体内部大量分子的不
规则运动有关。温度越高，分子热运动就越剧烈，用符号T或t表
示。 热力学中，温度的量度采用热力学温标(T)，单位是开尔文(K)。
温度计：测量温度的仪表。
如：水银玻璃杆温度计；
热电偶和热电阻； 光学温度计等。
闭口系：与外界无物质交换的热力系。
绝热系：与外界无热量交换的热力系。 平衡状态：在外界条件不变的情况下，即使经历较长时间， 系统的宏观特性仍不发生变化，这种状态称为平衡状态。
热力系统、外界和边界
热力系统就是人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质系 统。热力系统简称系统、体系。与热力系统发生质、能交换的物系 称为外界。热力系统与外界的分界线（面）称为边界。
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–v —— 气体的比容（m3/kg）；
–T —— 气体的热力学温度（K）； –R —— 气体常数（N.m/kg.K）。
1 atm(标准大气压) = 760 mmHg = 1.013*105 Pa;
1at(工程大气压) =1kgf/cm2=735.6 mmHg = 0.98067*105 Pa; 1mmHg=133.321Pa; 1mmH2O=9.8067Pa.
绝对压力：气体的实际压力P
相对压力的测量： 当实际压力 P高于当地大气压 Pb时，压力测量表的读数为表压力 Pg ；当实际压力低于当地大气压时，压力测量表的读数为真空度 Pv 。
系，着重研究热能转变为机械能的基本规律，并寻求进行这种
转换的最有利的条件。 工程热力学为人们正确理解发电厂中的能量转换过程，正确 理解热力设备的原理等提供了必要的基础理论知识。
工质及其基本状态参数
工质是指参与热功转换的媒介物质。 如：汽轮机是以水蒸汽作为工质的。 状态参数—描述工质在某一给定瞬间的物理特性的各个宏观物 理量。
压力(P)：大量分子对容器壁面频繁撞击的平均结果。以单位面积
承受的垂直作用力的大小来表示。物理中的压强
压力的国际标准（SI）单位：Pa，kPa，MPa。(1 Pa = 1 N/m2， 1MPa = 106 Pa，1kPa=103 Pa) 非SI单位：bar、mmHg、mmH2O、kgf/cm2等。 1 bar = 105 Pa;
热力发动机中用来作为工 质的水蒸汽和制冷机中的 制冷剂距液态不远，而且 工作过程中有物质的集态 变化。因此，这些工质一 般不能作为理想气体看待。 饱和状态是这类工质的重 要性质对蒸汽动力循环、 制冷循环和湿空气过程的 理解和分析有重要作用。
理想气体状态方程
• 物理学告诉我们：
pv R pv RT T –P —— 气体的绝对压力（N/m or Pa）；
比容(v)：单位质量的工质所占有的容积。
V v m
单位：m3/kg
密度(ρ )：比容的倒数。单位容积内工质的质量。
m 1 V v
单位：kg/m3
热力学的几个概念
热力系统：工程热力学中把所要研究的，为一定界面所包 围的物质系统，称为热力系统。 外界：热力系统以外的其它物体统称外界。 开口系：与外界有物质交换的热力系。