1热力发电厂的类型

1热力发电厂的类型:1)按能源:化石燃料发电厂,原子能发电厂,新能源发电厂; 2)按能量供应情况:只供电的凝气式发电厂,同时供应电能与热能的热电厂;3)按原动机类型:汽轮机发电厂,燃气轮机发电厂,内燃机发电厂,燃气-蒸汽联合循环发电厂;4)按机组或火电厂容量等级分单机容量6MW及以下,全厂容量25MW及以下的小型发电厂,单机容量6-50MW,全厂容量25-250MW的中型发电厂，单机容量100MW及以上,全场容量250MW及以上的大型发电厂;5)按进入汽轮机的蒸汽初参数分为中低压(3.43MPa及以下)电厂,高压(8.83MPa)电厂,超高压(12.75MPa)电厂,亚临界压力(16.18MPa)电厂,超临界压力(23.54MPa)电厂和超超临界压力(28MPa或主,再热蒸汽温度593℃)的电厂。2发电厂的热经济性是通过能量转换过程中能量的利用程度或损失大小来衡量或评价的。3评价发电厂热经济性的方法:热量法,熵方法和用方法。4热量法以热力学第一定律为理论基础,以热效率或热损失率的大小来衡量电厂或热力设备的热经济性.(反映了热力设备将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有效利用程度.)5热效率:?=(有效利用能量/输入总能量)X100％锅炉效率:锅炉设备的热负荷与输入燃料的热量之比(ζb=△Qb/Qcp=(Qcp-Qb)/ Qcp=1- Qb/Qcp=1- ?b)[ Qb锅炉热负荷, Qcp全厂热耗量][ ?b= Qb/Qcp=1-△Qb/Qcp]管道损失效率:汽轮机的热耗量与锅炉设备热负荷之比(ζp=△Qp/Qcp= Qb/Qcp(1- Q0/Qb)= ?b(1- ?p)[Q0汽轮机的热耗量,?p管道效率= Q0/ Qb=1-△Qp/Qb;△Qp管道热损失]汽轮机绝对内效率:汽轮机实际内功率与汽轮机热耗之比?i机械效率:汽轮机输出给发电机轴端的功率与汽轮机内功率之比[损失率ζm=△Qm/Qc= ?b?p?i(1- ?m)];?m=3600Pax/Wi=1-△Qm/Wi[Pax发电机输入功率; △Qm机械损失; Wi汽轮机气耗为D0时实际内功率]发电效率:发电机输出功率Pe与终端输入功率Pax 之比?g=Pe/Pax=1-△Qg/3600Pax[损失率ζg=△Qg/Qcp= ?b?p?i?m(1- ?g)] (△Qg发电机损失)凝汽式发电厂的总效率: ?cp= ?b?p?i?m?g6熵方法以热力学第二定律为理论基础,着重研究各种动力过程中功能力的变化.

发电厂能量转换三种典型不可逆过程:温差换热,工质节流,工质膨胀(或压缩).(1)有温差换热过程的做功能力损失:环境温度一定时,换热温差越大,熵增和做功能力损失也越大.放热量越大,因温差引起的做功能力损失也越大.若温差一定,工质B的平均温度越高,做功能力损失越小,即高温换热的做功能力损失较低温换热时小.(2)工质节流过程的做功能力损失-----阀门(3)工质膨胀做功过程的做功能力损失----汽轮机7锅炉的做功能力损失1)锅炉散热引起的做功能力损失 2)化学能转变为热能引起的做功能力损失 3)工质温差传热引起的做功能力损失 8从不同角度分析发电厂的热经济性:热量法以热力学第一定律为基础,从数量上计算各设备及全厂的热效率;熵方法和用方法均以热力学第一,第二定律为基础,揭示了热功转换过程中由于不可逆性而产生的做功能力的损失.热量法认为,发电厂中,凝汽器中的热损失最大,而锅炉的热损失却很小.熵方法认为,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.9发电厂主要经济性指标:能耗量(汽耗量,热耗量,煤耗量)能耗率(汽耗率,热耗率,煤耗率),效率10提高发电厂热经济效应的途径:根据热力学第一定律,提高发电厂热经济性的途径是减少冷源损失;根据热力学第二定律,提高发电厂热经济性的途径是减少锅炉传热温差,提高锅炉给水温度,从而降低温差传热而产生的不可逆传热损失.11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,与之相应得热力循环叫回热循环.12给水回热加热的意义(优点):1)回热使汽轮机进入凝汽器的凝气量减少了,由热量法可知,汽轮机冷源损失降低;2)回热提高了锅炉给水温度,使工质在锅炉内的平均吸热温度提高,使锅炉的传热温差降低。3)汽轮机抽汽加热给水的传热温差比水在锅炉中利用烟气所进行加热时温差小得多,因而由熵分析法可知,做功能力损失减小.由于给水温度的提高而使回热循环吸热过程平均温度提高,理想循环热效率也增加,提高了电厂的热经济性.13 Xr:用回热抽汽所做内功在总内功中的比例来表明回热循环对热经济性的影响程度，Xr称为”回热抽汽做功比”,Xr越大,汽轮机的绝对内效率越大.对于多级回热循环,压力较低的回热抽汽大于压力较高的回热抽汽做功.14影响回热过程热经济性的主要因素:多级回热给水总焓升在各加热器间的加热分配△Hwj ,锅

炉最佳给水温度tfwop

,回热加热级数z .15回热分配方法:等焓降分配法,几何级数分配法.16最佳给水温度:回热循环汽轮机绝对内效率为最大值时对应的给水温度.17单级回热汽轮机的绝对最佳给水温

度:多级抽汽回热循环的最佳给水温度与回热级数,回热加热在各级之间的分配有关.经济上最有利的给水温度的确定,应在保证系统简单,工作可靠,回热的收益足以补偿和超过设备费用的增加时,才是合理的.随着回热级数Z的增加,附加冷源热损失将减小,汽轮机绝对内效率将增大.由热量法可知,随着回热级数的增加,能更充分地利用较低压抽汽,从而使回热抽汽做功增加,动力系数Ar增加,回热循环的效率也提高了.18汽轮机绝对内效率与回热级数关系:1)当给水温度一定时,回热加热的级数越多,循环热效率越高.2)回热加热的级数越多,最佳给水温度和回热循环的效率越高.3)随着加热级数的增多,回热循环效率的增加值逐渐减少.4)在各曲线的最高点附近都有比较平坦的一段,它表面实际给水加热温度少许偏离与最佳给水温度,对系统经济性影响不大,所以,力求把给水精确地加热到理论上最佳给水温度并没有很大的实际意义.19提高初温,复合循环的热效率也必然高于原朗肯循环的热效率;提高初温,汽轮机的绝对内效率提高;随着初压的提高,若理想循环热效率的增加大于汽轮机相对内效率的降低,那么随着初压的提高,汽轮机绝对内效率是增加的.否则下

降.20理论上最有利初压pop

0:在to,pc和机组容量一定时,必然存在一个使 达最大值的初压.随着机组容量的增大,初温的提高,以及回热完善程度越好,所

对应的pop

0就越高.21提高蒸汽初温受动力设备材料强度的限制.提高蒸汽初压主要受到汽轮机末级叶片容许的最大湿度的限制.22理想循环热效率将随着排气压力pc 的降低而增加.降低排气压力pc,使汽轮机比内功Wi增加,理想循环热效率增加.在极限背压以上,随着排气压力pc的降低热经济性是提高的.23降低蒸汽终参数的极限:实际情况下,汽轮机排汽的饱和温度,必然大于理论极限—排气的饱和温度必须等于或大于自然水温;技术极限—冷却水在凝汽器内冷却汽轮机排气的过程中,由于冷却蒸汽的凝汽器冷却面积不可能无穷大的缘故,排气的饱和温度应在自然水水温基础上加上冷却水温升和传热端差.24最佳真空:在给定的凝汽器热负荷和冷却水的进口温度下,增加冷却水量,则凝汽器真空提高,使机组出力增加,但同时输送冷却水的循环水泵的功率也增加了,则△Pe-△Ppu之差为最大时的冷却水所对应的真空.25再热循环: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,送到锅炉的再热器再加热,提高温度后,又引回汽轮机,在以后的级中继续膨胀做功.26再热方法:烟气中间再热,新蒸汽中间再热,中间再热质中间再热.27再热对回热的热经济性影响:热量法认为,蒸汽中间再热使1KG蒸汽的做功增加,机组功率一定时,新蒸汽流量将减少,同时,再热使回热抽汽的温度和焓值都提高了,使回热抽汽量减少,回热抽汽做功减少,凝汽器做功相对增加,冷源损失增加,热效率较无在热机组稍低.28蒸汽再热:利用汽轮机的新气或抽汽来为热源加热再热蒸汽.29热电联产优点:1)节约燃料2)提高供热质量3)减轻环境污染4)减少了分散锅炉及其煤场,灰场所占用的土地,并减轻了城市运煤运灰的工作量.30混合式加热器及其系统的特点:1)可以将水加热到该级加热器压力下的饱和温度,充分利用了加热蒸汽的能位,热经济性比表面式加热器高2)由于汽、水直接接触,没有金属传热面,所以结构简单,金属耗量少,造价低,便于汇集各种不同的参数的汽、水流量3)可以兼作除氧设备使用4)全部由混合式加热器组成的系统,其系统复杂,导致回热系统运行安全性,可靠性低,系统投资大5)采用重力式回热系统布置方式的混合低压加热器组可以解决前面的问题,同时增加热经济性.31表面式加热器的特点:1)因为有端差存在,未能最大程度利用加热蒸汽的能位,热经济性混合式差2)由于有金属传热面,金属耗量大,内部结构复杂,制造困难,造价高3)不能除去水中的氧和其他气体,未能有效地保护高温金属部件的安全4)全部由表面式加热器组成的回热系统简单,运行安全可靠,布置方便,系统投资和土建费用少5)由于水被加热后要进入锅炉,水泵出口的压力比锅炉压力高,各加热器内水管能承比锅炉压力还高的水压,导致加热器的材料价格上升.32表面式加热器的端差(上端差,出口端差)指加热器汽测出口的疏水温度与水侧出口温度之差.(端差越小,热经济性就越好.)33抽汽管道压降△pj汽轮机抽汽口压力pj和j级回热加热器内气测压力pj`之差.34蒸汽冷却器有内置式(串联,顺序链接)和外置式(串,并)两种.内置式蒸汽冷却器与加热器本体合成一体.外置式蒸汽冷却器是一个独立的换热器,具有独立的加热器外壳,布置灵活.35外置蒸汽冷却器串联连接:优:进水温度高,换热温差小,(用)损小.缺:给水全部流经冷却器,给水系统阻力大,泵功消耗多.36并联链接:优:给水系统阻力小,泵功消耗少.缺:进水温度小,换热温差大,(用)损大,回热抽汽做工少,热经济性差.37疏水收集(将疏水收集并汇集于系统的主水流中)方式分为:疏水逐级自流方式,疏水泵方式. 38疏水冷却段意义:由于在普通加热器中疏水出口水温为汽侧压力下对应得饱和水温，若将该水温降低后在排至压力较低的j+1级加热器中,则会减少对低压抽汽的排挤,同时本级也因更多地利用了疏水热能而产生高压抽汽减少,低压抽汽增加效果,因此采用疏水段可以减少疏水逐级自流带来的负面效果.39给水除氧器的必要性:1)给水由主凝结水和补充水组成,水中溶解了氧气和二氧化碳等气体,这些气体易与金属发生化学反应,使金属表面遭到腐蚀,影响电厂的安全运行.2)不凝结性气体将使传热恶化,热阻增加,降低机组热经济性.40给水除氧方法:1)化学除氧2)物理除氧(热力除氧法)(理论依据:亨利定理,道尔顿定律)41除氧器类型(压力):1)真空式除氧器2)大气压式除氧器3)高压除氧器42除氧器的结构:1)大气式除氧器2)喷雾式除氧器3)卧式除氧器与给水箱4)内置式无头除氧器43自生沸腾:由除氧器的热力计算中若计算出的加热蒸汽量为零或负值,说明不需要回热抽汽加热,仅凭其他进入除氧器的蒸汽和疏水就可满足将水加热到除氧器工作压力下的饱和温度.44防止除氧器的自生沸腾方法:1)可将一些放热的物流,如排污扩容器来的蒸汽,轴封,阀杆漏汽或高压加热器疏水改引至他处.2)设置高压加热器疏水冷却器来降低疏水焓值后再引入除氧器.45除氧器的运行方式:定压运行,滑压运行.46定压运行:指保持除氧器工作压力为一定值,为此需在进气管上安装一压力调节阀,将压力较高的回热抽汽降低至定值,造成抽汽截流损失.同时,在低负荷时,切换到更高压力的回热抽汽上,节流损失更大.47滑压运行:指在滑压范围内运行时其压力随主机负荷与轴汽压力的变动而变化,启动除氧器时保持最低恒定压力,抽汽管上只有一止回阀防止蒸汽倒流入汽轮机,没有压力调节阀及其引起的额外节流损失.负荷骤升时,除氧器压力能够很快上升,然而水箱中的水因热惯性使水温滞后于压力变化,由原饱和状态变为未饱和状态,水面上已离析出的气体又重新返回水,即发生“返氧”现象,使除氧器出口的含氧量增大,恶化除氧效果.而此时处于除氧器压力下的给水泵却因压力上升,水温的滞后运行更安全.负荷骤降时,随着除氧器压力的下降,除氧水箱内的水由饱和状态变为过饱和状态而发生“闪蒸”现象,除氧效果由于水的再沸腾而更好,水温也因此而逐渐下降,但此时与水箱下水管相连的给水泵入口处的水温并没有立即跟着下降,而给水泵入口的压力却随着除氧器压力的骤降而下降,当给水泵入口水温所对应的汽化压力大于给水泵内最低压力时,则汽蚀发生,它会严重地影响给水泵的安全性.48水泵不会发生汽蚀的措施:1)提高除氧器安装高度Hd;2)采用低转速前置泵;3)降低泵吸入管道的压降△p;4)汽化压头曲线的滞后时间T缩短.49原则性热力系统计算:1)定功率计算2)定流量计算50热电厂以热电联产的方式,同时向外界供应电能和热能.51集中供热系统:由热电厂或集中锅炉房向城市的一个或几个较大的区域或工业企业供应热能的系统.52热用户:从集中供热系统或者热电厂获得热量的用热单位.53热负荷:由供热系统通过热网向热用户供应不同途径的热量.54热负荷按时间变化:1)季节性热符合(供暖设计热负荷,通风设计热负荷)2)全年性热负荷(生活热水设计热负荷,生产工艺设计热负荷)55热负荷图:是指热负荷随室外温度或时间的变化图,反映热负荷的变化规律.(热负荷时间图,热负荷随室外温度变化图,热负荷持续时间图)56供热载物质:在供热系统中,用来传送热能的媒介物质.(蒸汽-汽网,热水-水网)57热电联产:指电厂对热电用户供应电能和热能,并且生产的热能是取自汽轮机做过部分功或全部功的蒸汽,即同一股蒸汽先发电后供热.（热电厂）58热电联产总热耗量分配方法1)热量法(好处归电法)2)实际焓降法(好处归热法)3)做功能力法4)热经济学法59单位供热量的电能生产率影响因素:供热机组的初参数,抽汽参数,回热参数,回水温度,回水率,补充水温度,设备的技术完善程度,回水所流经的加热器级数.60热化系数:表示热化程度的比值,有小时热化系数,年热化系数61供热机组:背压式;抽汽式;凝气-采暖式62凝气-采暖式机组是一种新型供热机组,它是专门为季节性的采暖负荷而设计的.特点:设备利用率高;非采暖季节有较高的热效率;机组设计的工作量小;与凝汽式机组在电网中形成冬夏容量互补63蒸汽对外供热方式:直接和间接64热网加热器:基本和尖峰65热力系统:将热力设备按照热力循环的顺序用管道和附件连接起来的一个有机整体.(原则性，全面性)66锅炉连续排污利用系统:让高压的排污水通过压力较小的连续排污扩容器蒸发,产生品质较好的扩容蒸汽,回收部分工质和热量,扩容器内尚未蒸发的,含盐浓度更高的排污水,可通过表面式排污水冷却器再回收部分利用.