1、第一章热力发电厂动力循环第一章热力发电厂动力循环及其热经济性及其热经济性 热力发电厂热经济性的评价方法热力发电厂热经济性的评价方法 凝汽式发电厂的主要热经济性指标凝汽式发电厂的主要热经济性指标 发电厂的动力循环发电厂的动力循环热力发电厂动力循环及其热经济性 第一节第一节 热力发电厂热经济性的评价方法热力发电厂热经济性的评价方法n热量法（热效率法）热量法（热效率法）以燃料化学能从以燃料化学能从数量数量上被利用的程度来评价电上被利用的程度来评价电厂的热经济性，常用于厂的热经济性，常用于定量定量分析分析n做功能力法（做功能力法（熵方法、熵方法、火用方法）火用方法）以燃料化学能的以燃料化学能的做功能力
2、做功能力被利用的程度来评价被利用的程度来评价电厂的热经济性，常用于电厂的热经济性，常用于定性定性分析分析热力发电厂动力循环及其热经济性一、热量法一、热量法通过热量的利用程度（热效率）或损失大小（热量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损失、热量损失率）来评价电厂和热力设备的热经济性损失能量损失能量有效利用能量有效利用能量供给总能量供给总能量热力设备热力设备1001100供给热量损失热量供给热量有效利用热量热效率热损失率热损失率z z热量守衡：热量守衡：供给热量供给热量=有效利用热量有效利用热量+损失热量损失热量热力发电厂动力循环及其热经济
3、性简单凝汽式发电厂循环系统图简单凝汽式发电厂循环系统图GBCbicp=bpimggmpTQbQ0热力发电厂动力循环及其热经济性有再热的凝汽式发电厂循环系统图有再热的凝汽式发电厂循环系统图G热力发电厂动力循环及其热经济性（1）锅炉效率）锅炉效率h h b 锅炉能量平衡关系：锅炉能量平衡关系：输入燃料热量输入燃料热量Qcp=锅炉热负荷锅炉热负荷Qb+锅炉热损失锅炉热损失QbbcpQbQbh hz z D D 1cpQbQcpQbQBqbQbD D 1neth h0.90.94BQbQbQcp排烟损失、散热损失、排烟损失、散热损失、未完全燃烧损失、排污损失未完全燃烧损失、排污损失热力发电厂动力循环及
4、其热经济性管道能量平衡关系：管道能量平衡关系：锅炉热负荷锅炉热负荷Qb=汽轮机热耗量汽轮机热耗量Q0+管道热损失管道热损失Qp（2）管道效率）管道效率h h PQbTQ0BQp)1(pbcpQpQphhzD0.980.99bQpQbQQpD10h热力发电厂动力循环及其热经济性汽轮机能量平衡关系：汽轮机能量平衡关系：汽轮机热耗汽轮机热耗Q0=汽轮机内功率汽轮机内功率Wi+汽轮机冷源损失汽轮机冷源损失Qc汽轮机排汽的汽化潜热损失、汽轮机排汽的汽化潜热损失、膨胀节流、排汽、内部损失膨胀节流、排汽、内部损失TWiQ0GQC010QcQQiWiDh0.450.450.470.47)1(ipbcpQcQc
5、hhhzD（3 3）汽轮机汽轮机效率效率h h i热力发电厂动力循环及其热经济性汽轮机机械能量平衡关系：汽轮机机械能量平衡关系：汽轮机内功率汽轮机内功率Wi=发电机轴端功率发电机轴端功率Pax+机械损失机械损失Qm（4）机械效率）机械效率h h mTWiPaxGQm0.965 0.965 0.99 0.9936001PQaxmmWWiihD(1)mQmmbp iQcpzh hhhD热力发电厂动力循环及其热经济性发电机能量平衡关系：发电机能量平衡关系：发电机输入功率发电机输入功率Pax=发电机输出功率发电机输出功率Pe+能量损失能量损失Qg（5）发电机）发电机(1)gQggbp imQcpzh
6、hh hhD0.95 0.95 0.98 0.9813600QPgegPPaxaxhDPaxGQgPe热力发电厂动力循环及其热经济性全厂能量平衡关系：全厂能量平衡关系：全厂热耗量全厂热耗量Qcp=发电机输出功率发电机输出功率Pe+全厂能量损失全厂能量损失Qj（6）全厂总效率）全厂总效率DcpjcpQcpjQgmipbcpQePcpzhhhhhh113600DcpjcpQcpjQgmipbcpQePcpzhhhhhh1136000.240.240.420.42QjcpQcpz zDz zjcp0.580.580.760.76Qb b+Qp p+Qc c+Qm m+Qg g热力发电厂动力循环及其热
7、经济性火力发电厂的各项损失（火力发电厂的各项损失（%）项目项目高参数高参数超高参数超高参数超临界参数超临界参数锅炉锅炉Qb1098管道管道Qp10.50.5汽轮机冷源汽轮机冷源Qc57.552.550.5汽轮机机械汽轮机机械Qm0.50.50.5发电机发电机Qg0.50.50.5总能量损失总能量损失69.56360全厂总效率全厂总效率30.53740热力发电厂动力循环及其热经济性热流图热流图DDcpjcpcpjeQQQBqP13600热力发电厂动力循环及其热经济性二、熵方法二、熵方法实际的动力过程是不可逆的，必然引起熵增实际的动力过程是不可逆的，必然引起熵增熵方法熵方法通过通过熵增（熵产）的计
8、算来确定做功的损失熵增（熵产）的计算来确定做功的损失环境温度环境温度Tenen，则熵增，则熵增 s 引起的做功损失引起的做功损失 I 为：为：I=Tenen s 热力发电厂动力循环及其热经济性典型不可逆过程的做功能力损失典型不可逆过程的做功能力损失（1）有温差的换热过程有温差的换热过程放热过程：放热过程：熵减熵减s a吸热过程：吸热过程：熵增熵增s bTenaabbdqTsTsDD放热量放热量=吸热量吸热量enenaaTdqITsTTTTDD D做功损失做功损失：babaaadqdqTdqsssTTTTTDD D D D换热过程换热过程熵增：熵增：分析：分析：T ，I 锅炉、冷凝器、加热器锅炉
9、、冷凝器、加热器I热力发电厂动力循环及其热经济性n过程熵增:s火用损E（2）不可逆绝热膨胀过程不可逆绝热膨胀过程 汽轮机汽轮机做功损失：做功损失：tentuITsD不可逆绝热膨胀不可逆绝热膨胀21spcp1Tenstu12aTp0p02热力发电厂动力循环及其热经济性（3）不可逆绝热压缩过程不可逆绝热压缩过程 水泵水泵做功损失：做功损失：tenITsD不可逆绝热压缩不可逆绝热压缩 21sp2p1Tens12T热力发电厂动力循环及其热经济性（4）节流过程节流过程 汽轮机进汽调节结构汽轮机进汽调节结构 做功损失：做功损失：penpITsD21Tsp1p2Tensh=const热力发电厂动力循环及其热
10、经济性（二）凝汽式发电厂各种损失及全厂总效率（二）凝汽式发电厂各种损失及全厂总效率做功能力损失部位做功能力损失部位n锅炉锅炉 Ib管道管道 Ip汽轮机内部做功汽轮机内部做功 It凝汽器凝汽器 Ic传动装置传动装置 Im发电机发电机 Ig回热加热器、给水泵（忽略）回热加热器、给水泵（忽略）热力发电厂动力循环及其热经济性enIbI锅炉散热锅炉散热做功损失做功损失锅炉能量锅炉能量转换做功转换做功损失损失IIbIIIIbI锅炉温差锅炉温差传热做功传热做功损失损失pI管道做管道做功损失功损失汽轮机内部汽轮机内部做功损失做功损失tI凝汽器做凝汽器做功损失功损失cI机械摩擦机械摩擦做功损失做功损失mI发电机
11、做发电机做功损失功损失gI凝汽式发电厂做功能力损失分布图凝汽式发电厂做功能力损失分布图热力发电厂动力循环及其热经济性 凝汽式发电厂做功能力损失凝汽式发电厂做功能力损失 做功损失做功损失 ICP：cpbptcmgIIIIIIIIbIIIbIIIIbIenpItIcImIgIcpenetIPBq3600 全厂效率：全厂效率：cpcpcpBqI1h热力发电厂动力循环及其热经济性能流图能流图cpbptcmgIIIIIIIIbI()PItDmIgItIIIIIIbbII()PIpDrcII热力发电厂动力循环及其热经济性小小 结结1 总体：总体：热量法与作功能力法的全厂总效率相同热量法与作功能力法的全厂总
12、效率相同2 局部：局部：损失分析不同损失分析不同 热量法：从热损失的角度分析热量法：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作功能力法：从做功能力损失的角度分析3 用途用途 热量法：定量分析，指导工程实际热量法：定量分析，指导工程实际 作功能力法：作功能力法：定性分析，指导技术革新定性分析，指导技术革新13600BqPecph热力发电厂动力循环及其热经济性二二 凝汽式发电厂的主要热经济指凝汽式发电厂的主要热经济指标标n能耗能耗 （汽耗量、热耗量、煤耗量）（汽耗量、热耗量、煤耗量）n能耗率能耗率（汽耗率、热耗率、煤耗率）（汽耗率、热耗率、煤耗率）n热效率热效率热力发电厂动力循环及
13、其热经济性1、能耗、能耗反映发电机组每小时生产所消耗的能量反映发电机组每小时生产所消耗的能量全厂煤耗全厂煤耗 Bcp 全厂热耗全厂热耗 Qcp 汽轮机热耗汽轮机热耗 Q0 汽轮机汽耗汽轮机汽耗 D0 热平衡方程式：热平衡方程式：3600Pe =Bqnetcp =Qcpcp =Bqnetbpimg =Q0img =Q0e =D0wimg kJ/h热力发电厂动力循环及其热经济性发电厂热耗量发电厂热耗量（kJ/h）：发电厂煤耗量发电厂煤耗量（kg/h）：汽轮发电机组汽耗量汽轮发电机组汽耗量（kg/h）：汽轮发电机组热耗量汽轮发电机组热耗量（kJ/h）：注意注意 能耗指标与产量有关，只能表明能耗指标与
14、产量有关，只能表明Pe为一定时的热经济性；为一定时的热经济性；3 6 0 0ecpn etcpPBqh3 6 0 0ecpn etcpPQB qheePQh36000gmiewPDhh36000热力发电厂动力循环及其热经济性2、能耗率、能耗率反映每生产反映每生产1kW.h电能所消耗的能量电能所消耗的能量全厂热耗率全厂热耗率q qcp（kJ/(kW.h)）全厂发电煤耗率全厂发电煤耗率bcp（kg/(kW.h)）汽轮机热耗率汽轮机热耗率q q（kJ/(kW.h)）汽轮机汽耗率汽轮机汽耗率d（kg/(kW.h)）cpcpeBbPcpcpeQqP0eQqP0eDdP热力发电厂动力循环及其热经济性cpc
15、psbhh123.0292703600标准煤标准煤 q1=29270kJ/kg发电标准煤耗率发电标准煤耗率供电标准煤耗率（扣除厂用电）供电标准煤耗率（扣除厂用电）ncpsnbh123.0)1(apsb（kg标准煤标准煤/(kW.h)）（kg标准煤标准煤/(kW.h)）热力发电厂动力循环及其热经济性3、热效率、热效率（1 1）凝汽式汽轮机的绝对内效率）凝汽式汽轮机的绝对内效率i i 汽轮机能量平衡式：汽轮机能量平衡式：绝对内效率绝对内效率i i：W Wi i汽轮机汽耗为汽轮机汽耗为D D0 0时实际内功率时实际内功率 W Wa a汽轮机汽耗为汽轮机汽耗为D D0 0时理想内功率时理想内功率i i
16、汽轮机的绝对内效率汽轮机的绝对内效率t t汽轮机的理想热效率汽轮机的理想热效率riri汽轮机的相对内效率汽轮机的相对内效率0icQWQ DTWiQ0GQC00iaiitriaWWWQQWhh h热力发电厂动力循环及其热经济性1kg1kg新汽的热耗新汽的热耗汽轮机能量能量平衡：汽轮机能量能量平衡：比热耗比热耗q q0 0（kJ/kg）：比内功比内功w wi i（kJ/kg）：比冷源热损失比冷源热损失q qc c ：内效率内效率i i：ciqwqD0001qqqwciiDh000DQq0DWwii0DQqccDD热力发电厂动力循环及其热经济性示例：计算图示系统中汽轮机的内效率示例：计算图示系统中汽
17、轮机的内效率（忽略汽水损失）（忽略汽水损失）0QWiihrhrhfwfwrhrhqDhhDhDqDhD)(00000cczjjrhrhhDhDqDhD100热力发电厂动力循环及其热经济性汽轮机实际做功汽轮机实际做功 W Wi 的计算：的计算：（1 1）Wi 汽轮机凝汽流内功各级回热汽轮机凝汽流内功各级回热汽汽流流内功内功（2 2）Wi 汽轮机输入能量输出能量汽轮机输入能量输出能量（3）Wi 汽轮机热耗汽轮机热耗Q0 汽轮机冷源损失汽轮机冷源损失Qc)()()()(02021010rhzzrhcciqhhDhhDhhDqhhDWcczjjrhrhihDhDqDhDW100iW00,hD11,hD
18、cchD,22,hDrhq热力发电厂动力循环及其热经济性2 2、汽轮发电机组的绝对电效率、汽轮发电机组的绝对电效率eegmieeQPhhhh03600汽轮发电机组热耗汽轮发电机组输出功率eh)3600(gmieWPhhGTQ03600PeQ热力发电厂动力循环及其热经济性3 3、凝汽式电厂热效率、凝汽式电厂热效率cpcp （全厂热效率）（全厂热效率）全厂净热效率（扣除厂用电功率的电厂效率）全厂净热效率（扣除厂用电功率的电厂效率）cpeecpQPBqP360036001hepbgmipbhhhhhhhh)1()(36001apcpapencpBqPPhh厂用电率（平均为厂用电率（平均为8.2%8.
19、2%）300MW300MW及以上机组电厂：及以上机组电厂：4.7%5.5%4.7%5.5%；125200MW125200MW机组电厂：机组电厂：8.5%8.5%；中小容量机组电厂：中小容量机组电厂：9%12%9%12%。热力发电厂动力循环及其热经济性三三 发电厂的动力循环发电厂的动力循环（一）朗肯循环及其热经济性（一）朗肯循环及其热经济性TS1-2-3-4-11-2-3-4-1郎肯郎肯循环循环 1 2 3 4TC00111acctwqTqqTh 1T平均放热温度平均放热温度平均吸热温度平均吸热温度GBCT 1 2 3 4热力发电厂动力循环及其热经济性1 1 提高初温（提高初温（t t0 0)的
20、热经济性分析的热经济性分析（1 1）提高初温对）提高初温对h ht t的影响的影响t t0 0，h ht t（二）蒸汽初参数对电厂热经济性的影响（二）蒸汽初参数对电厂热经济性的影响结论：结论：t t0 0，h ht t和和h hr ri i，因此，因此，h hi iitrihhh00111acctwqTqqTh （2 2）提高初温对）提高初温对h hr ri i的影响的影响 t t0 0，排汽湿度，排汽湿度，h hr ri i t t0 0，漏汽损失，漏汽损失，h hr ri i 51234TsT0T11T02T1热力发电厂动力循环及其热经济性2 2、提高初压（、提高初压（p p0 0)的热经
21、济性分析的热经济性分析（1 1）提高初压对）提高初压对h ht t 的影响的影响极限压力极限压力p p*1)p1)p0 0 p p p*,p,p0 0，h ht tP0=22MPasPc=4kPahwa工程压力小于极限压力工程压力小于极限压力t t0 0热力发电厂动力循环及其热经济性不同温度下的极限压力与不同温度下的极限压力与h ht tT T,极限压力极限压力p p*,h ht t热力发电厂动力循环及其热经济性s s1 12 22 23 34 45 5T TT T0 01 1P P0 0 （2 2）提高初压对提高初压对h hr ri i 的影响的影响 p p0 0，v v0 0，漏汽损失，漏
22、汽损失，h hr ri i p p0 0，湿度损失，湿度损失，h hr ri i 结论：结论：提高提高p p0 0，对，对h hi i的影响，视的影响，视h ht t和和h hr ri i的变化情况定的变化情况定P P0 0热力发电厂动力循环及其热经济性3 3 蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响 大容量机组大容量机组 初参数初参数，h hi i 小容量机组小容量机组 初参数初参数，h hi i高参数必须是大容量高参数必须是大容量热力发电厂动力循环及其热经济性4 4、提高蒸汽初参数的限制、提高蒸汽初参数的限制 1 1）提高初温的限制）提高初温的限制 金属材料性能限制
23、金属材料性能限制2 2）提高初压的限制）提高初压的限制 安全性、热经济性安全性、热经济性措施：措施：（1 1）提高）提高P P0 0的同时采用蒸汽再热的同时采用蒸汽再热（2 2）提高）提高P P0 0的同时增大单机容量的同时增大单机容量Pe=300MWPe=300MW200200150150100100450 500 550 600 650450 500 550 600 650P P0 0OPOPt t0 0热力发电厂动力循环及其热经济性1 1）理论上的初参数选择）理论上的初参数选择 n初温由选用钢材确定初温由选用钢材确定n初压由最大允许排汽湿度确定初压由最大允许排汽湿度确定2 2）技术经济上
24、的初参数选择）技术经济上的初参数选择 热经济性的提高热经济性的提高 投资和维修增加、安全性降低投资和维修增加、安全性降低 回报回报 投资投资5 5、蒸汽初参数的选择、蒸汽初参数的选择 热力发电厂动力循环及其热经济性1 1、降低蒸汽终参数、降低蒸汽终参数p pc c对热经济性的影响对热经济性的影响(最大最大)（1 1）有利影响）有利影响nh ht t（h ht t=1-T=1-Tc c/T/T1 1，w wa a）n凝汽器做功损凝汽器做功损I I （2 2）不利影响）不利影响nPcPc湿气损失湿气损失叶片寿命叶片寿命 h hr ri inPcPcvvc c余速损失余速损失 h hi i（三）蒸汽
25、终参数对电厂热经济性的影响（三）蒸汽终参数对电厂热经济性的影响结论：结论：在极限背压以上，降低在极限背压以上，降低p pc c对热经济性有利对热经济性有利2 22 23 34 45 5T Ts s1 1P Pc cP Pc c热力发电厂动力循环及其热经济性排汽压力与理想循环热效率关系曲线排汽压力与理想循环热效率关系曲线 热力发电厂动力循环及其热经济性汽轮机排气压力（背压）汽轮机排气压力（背压）pc由排汽饱和温度由排汽饱和温度tc决定决定tc=tc1 D Dt t D Dt冷却水温升冷却水温升 t凝汽器传热端差凝汽器传热端差t tc c决定因素：冷却水温、冷却水量、换热面积、换热面清洁度决定因素
26、：冷却水温、冷却水量、换热面积、换热面清洁度1 1）自然条件（理论限制）自然条件（理论限制）n自然水温自然水温t tc1c1；2 2）技术水平）技术水平n冷却水量和凝汽器面积都不可能无限大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末级长叶片的设计和制造水平2 2、降低蒸汽终参数的限制、降低蒸汽终参数的限制热力发电厂动力循环及其热经济性3 3、最佳蒸汽终参数、最佳蒸汽终参数n以以年计算费用最小年计算费用最小时所对应的时所对应的pc为最佳终参数为最佳终参数汽轮机汽轮机功率增加值与循环水泵耗功之差取得最大值时的功率增加值与循环水泵耗功之差取得最大值时的p pc cn根据该终参数确
27、定凝汽器面积、冷却水量及循环水泵、冷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。却塔（循环供水时）的选型和配置等。热力发电厂动力循环及其热经济性三、回热循环及其热经济性三、回热循环及其热经济性给水回热加热给水回热加热 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目的：减少冷源热损失，提高电厂的热经济性TS123546897S81234567ABa aA A a aB B 热力发电厂动力循环及其热经济性（一）给水回热加热的意义
28、（一）给水回热加热的意义1）汽轮机进入凝汽器的凝汽量）汽轮机进入凝汽器的凝汽量减少，冷源损失降低；减少，冷源损失降低；2）提高锅炉给水温度，工质的）提高锅炉给水温度，工质的平均吸热温度提高；平均吸热温度提高；3）抽汽加热给水的传热温差小，）抽汽加热给水的传热温差小，做功能力损失小。做功能力损失小。不利：不利：回热抽汽存在作功不足，回热抽汽存在作功不足，w wi i减减小，小，D D0 0增大，削弱了增大，削弱了D Dc c的减小的减小S81234567ABa aA A a aB B 热力发电厂动力循环及其热经济性（二）给水回热加热的热经济性（二）给水回热加热的热经济性单级回热汽轮机的绝对内效率
29、：单级回热汽轮机的绝对内效率：单级回热循环的汽流分配单级回热循环的汽流分配1kg0h1jcjhjcchhc回热式汽轮机的回热式汽轮机的动力系数动力系数（抽汽做功（抽汽做功/凝汽做功）凝汽做功）00000()()1()()1jjccrRiriiRjjccrihhhhwAqhhhhAhhh同参数朗肯循环的汽同参数朗肯循环的汽轮机的绝对内效率轮机的绝对内效率00()()Rccicchhhhh00()()jjrcchhAhh0RriiAhh分析：分析：riAhciriww热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：多级无再热的回热循环，汽轮机的绝对内效率：总内功：总内功：0
30、010001()()11()()zjjccRiriizRrijjcchhhhwAqAhhhhhhh00()()Rccicchhhhh010()()zjjrcchhAhh回热抽汽做内回热抽汽做内功之和功之和 凝汽流做内功凝汽流做内功 回热抽汽做功比：回热抽汽做功比：，分析分析：回热抽汽在汽轮机中的做功量回热抽汽在汽轮机中的做功量 ，ririwXwriwrXihciriiwwwciriwwihrA热力发电厂动力循环及其热经济性（三）影响回热过程热经济性的因素（三）影响回热过程热经济性的因素 1 多级回热给水总焓值（温升）在各加热器间的分配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
31、度；锅炉给水温度；3 回热加热级数回热加热级数热力发电厂动力循环及其热经济性非再热机组全混合式加热器回热系统非再热机组全混合式加热器回热系统热力发电厂动力循环及其热经济性1 1号加热器：号加热器：1 1q q1 1=(1-=(1-1 1)h hw1w11 1=h hw1w1/(q/(q1 1+h hw1w1),1-),1-1 1=q=q1 1/(q/(q1 1+h hw1w1)2 2号加热器：号加热器：2 2q q2 2=(1-=(1-1 1-2 2)h hw2w22 2=(1-=(1-1 1)h hw2w2/(q/(q2 2+h hw2w2)1-1-1 1-2 2=q1/(q=q1/(q1
32、1+h hw1w1)*q2/(qq2/(q2 2+h hw2w2)1多级回热给水总焓值（温升）在各加热器间的分配多级回热给水总焓值（温升）在各加热器间的分配h1h2h3hw1hw2hw3hw41kg123)1(21)1(321高高低低1#2#3#)1(1hw1热力发电厂动力循环及其热经济性同理：同理：DDDDDDDDDDDDDzwjjjzjccwwwwwwwwwwwwhqqhqqhqqhqhhqqhqhhqhqqhqhhq112221112122211122212221221111111111111)(1)()1()1(2#1,)1(依此类推可得凝汽系数加热器热平衡式fwcccciihhqqq
33、qqqqwDD0000011hDDzwjjjwbchqqhqq1001(1)(1)(1)(1)1()jw jjwjjjw jjqhqhqqhq DD D最佳回热分配：最佳回热分配：热力发电厂动力循环及其热经济性焓降分配法焓降分配法(每一级加热器焓升每一级加热器焓升=前一级至本级汽轮机中的焓降前一级至本级汽轮机中的焓降)(1)(1)11wjjw jjjjjhqhqhhhD D Dhw2=h1-h2=h1 h01234c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平均分配法平均分配法(各级加热器中的焓升相等各级加热器中的焓升相等)(1)01bcwzw zwhhhhhzD D D等焓
34、降分配法等焓降分配法(每级加热器焓升每级加热器焓升=汽轮机各级组的焓降汽轮机各级组的焓降)11zzhhhD D D几何级数分配法几何级数分配法(每级加热器绝对温度按几何级数分配每级加热器绝对温度按几何级数分配)mTTTTTTczzzfw12热力发电厂动力循环及其热经济性 2最佳给水温度最佳给水温度 回热循环汽轮机绝对内效率为最大值时对应的给水温度回热循环汽轮机绝对内效率为最大值时对应的给水温度最小，最小，最大最大 做功不足系数做功不足系数：再热前：再热前：再热后：再热后：03 6 0 0()ifwmgdhhhhh0()fwdhhih0jcrhjcrhhhqYhhqfwo pt0hjhchqrh
35、rhccjjqhhhhY0111jh热力发电厂动力循环及其热经济性提高给水温度提高给水温度t tfwfw的影响：的影响：n抽汽压力抽汽压力，抽汽做功，抽汽做功，做功不足系数，做功不足系数Y Yj j，汽耗量汽耗量D D0 0=D=D0 0R R +Y+Yj jD Dj j，汽耗率，汽耗率d d =D=D0 0/P/Pe e；n工质吸热量工质吸热量q q0 0=h=h0 0-h-hfwfw，发电机组热耗率发电机组热耗率q=dqq=dq0 0、汽轮机内效率、汽轮机内效率h hi i受双重影响；受双重影响；n锅炉内的换热温差锅炉内的换热温差，相应的做功损失，相应的做功损失；n回热加热器内换热温差回热
36、加热器内换热温差，相应的做功损失，相应的做功损失；n存在最佳给水温度存在最佳给水温度t tfwfwopop；n通常给水温度通常给水温度 t tfwfw=（0.650.750.650.75）t tfwfwopop热力发电厂动力循环及其热经济性回热级数、给水温度与回热经济性回热级数、给水温度与回热经济性 单级回热单级回热多级回热多级回热2csoopfwttt热力发电厂动力循环及其热经济性 3 给水加热级数给水加热级数Z（1 1）t tfwfw一定，回热级数一定，回热级数z z增加，可利用低压抽汽代替部增加，可利用低压抽汽代替部分高压抽汽，使回热抽汽做功分高压抽汽，使回热抽汽做功，h hi i；（2
37、 2）回热级数）回热级数z z，各加热器中的换热温差，各加热器中的换热温差，I I；（3 3）回热级数）回热级数z z，最佳给水温度，最佳给水温度；（4 4）z z，h hi i增长率增长率h hi i ；（5 5）实际给水温度稍偏离最佳给水温度，对）实际给水温度稍偏离最佳给水温度，对h hi i影响不大影响不大热力发电厂动力循环及其热经济性 表表3 3-3 3 国国产产凝凝汽汽式式机机组组的的初初参参数数、容容量量、回回热热级级数数、给给水水温温度度 初 参 数 容 量 回 热 级 数 给 水 温 度 热 效 率 相 对 增 长 p0 t0/trh Pe tfw MPa ata MW z h
38、i RiRiihhh%2.35 24 390 0.75，1.5，3.0 13 105 67 3.43 35 435 6，12，25 35 145175 89 8.83 90 535 50，100 67 205225 1113 12.75 130 535/535 200 8 220250 1415 13.24 135 550/550 125 7 220250 16.18 165 535/535 300，600 8 250280 1516 24.22 247 538/566 600 8 280290 该行系由美国引进机组的参数 热力发电厂动力循环及其热经济性四、蒸汽中间再热循环及其热经济性四、蒸汽
39、中间再热循环及其热经济性蒸汽中间再热蒸汽中间再热 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，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：目的：提高电厂的热经济性，适应大机组发展提高电厂的热经济性，适应大机组发展4123再再 热热 器器baST1243651b2热力发电厂动力循环及其热经济性1、再热对汽轮机相对内效率、再热对汽轮机相对内效率h hriri的影响的影响 再热使排汽湿度再热使排汽湿度，湿度损失，湿度损失，h hri ri 2、再热对汽轮机理想热效率、再热对汽轮机理想
40、热效率h ht t的影响的影响 当：当：T Trh rh T T0 0，h ht t3、采用中间再热，采用中间再热，汽轮机总汽耗量；汽轮机总汽耗量；蒸汽初压，增大单机容量蒸汽初压，增大单机容量（一）蒸汽中间再热的热经济性（一）蒸汽中间再热的热经济性ST1243651b2基本循环吸热过程基本循环吸热过程平均温度平均温度附加循环吸热过程附加循环吸热过程平均温度平均温度热力发电厂动力循环及其热经济性1、再热后蒸汽温度、再热后蒸汽温度t trhrht trh rh，h hr ，但受材料限制，常取，但受材料限制，常取 t trhrh=t=t0 02、再热后蒸汽压力、再热后蒸汽压力p prhrhp prh
41、 rh，h hr，附加循环热量，附加循环热量q 最佳再热压力最佳再热压力当当 t trhrh=t t0 0，p prhrh=（18%26%18%26%）p p0 0再热前有抽汽再热前有抽汽，p prhrh=（18%22%18%22%）p p0 0再热前无抽汽再热前无抽汽，p prhrh=（22%26%22%26%）p p0 0（二）再热参数的合理选择（二）再热参数的合理选择ST124365ba热力发电厂动力循环及其热经济性1、烟气再热、烟气再热利用锅炉烟道中烟气加热蒸汽利用锅炉烟道中烟气加热蒸汽可加热蒸汽到可加热蒸汽到5006000C热经济性提高热经济性提高6%8%不利：安全、成本不利：安全、
42、成本用途：热电厂用途：热电厂（三）再热的方法（三）再热的方法 (a)烟气再热烟气再热 热力发电厂动力循环及其热经济性2、蒸汽再热、蒸汽再热利用新汽或抽汽加热再热蒸汽利用新汽或抽汽加热再热蒸汽热经济性提高热经济性提高3%4%结构简单结构简单不利：再热后汽温较低、压力低不利：再热后汽温较低、压力低用途：核电站用途：核电站 再热温度调节再热温度调节 (b)蒸汽再热蒸汽再热 热力发电厂动力循环及其热经济性3、中间载热质再热、中间载热质再热载热质再热载热质再热 热经济性高热经济性高结构简单结构简单中间载热质要求：中间载热质要求：稳定、比热大、比容小稳定、比热大、比容小热力发电厂动力循环及其热经济性（四）
43、再热对回热经济性的影响（四）再热对回热经济性的影响1、再热对回热热经济性的影响、再热对回热热经济性的影响再热使做功增加再热使做功增加，新蒸汽流量，新蒸汽流量，回热抽汽温度和焓值回热抽汽温度和焓值，抽汽量，抽汽量，抽汽做功抽汽做功，凝汽汽流做功，凝汽汽流做功，冷源，冷源损失损失，热效率，热效率抽汽点过热度抽汽点过热度，加热器传热温差，加热器传热温差，不可逆损失增大，不可逆损失增大1kg0h1jcjhjcchq qrhrh热力发电厂动力循环及其热经济性2、再热对回热分配的影响、再热对回热分配的影响影响：再热后第一级抽汽压力的选择影响：再热后第一级抽汽压力的选择 各级回热加热分配各级回热加热分配措施
44、：减少再热后一级加热器给水焓升措施：减少再热后一级加热器给水焓升 增加蒸汽冷却器增加蒸汽冷却器热力发电厂动力循环及其热经济性五、热电联产循环五、热电联产循环利用在汽轮机中做过功的蒸汽的热量供给热用户利用在汽轮机中做过功的蒸汽的热量供给热用户，即在同一动力设备中同时生产电能和热能即在同一动力设备中同时生产电能和热能目的：充分利用低位热能，提高热效率目的：充分利用低位热能，提高热效率BG热用户热用户热力发电厂动力循环及其热经济性n传统火力发电，燃煤能源利用率传统火力发电，燃煤能源利用率3535左右；左右；n热电联产，燃煤能源利用率热电联产，燃煤能源利用率4545左右；左右；n传统小锅炉分散供热效率
45、传统小锅炉分散供热效率6060左右；左右；n热电厂锅炉集中供热效率可达到热电厂锅炉集中供热效率可达到9090 生产方式：生产方式：背压式汽轮机背压式汽轮机 调节抽汽式汽轮机调节抽汽式汽轮机热力发电厂动力循环及其热经济性BG热用户热用户背压式热电联产循环（与凝汽式汽轮机并列运行）背压式热电联产循环（与凝汽式汽轮机并列运行）热力发电厂动力循环及其热经济性BTCG热用户热用户调节抽汽式热电联产循环调节抽汽式热电联产循环热力发电厂动力循环及其热经济性吸热量：吸热量：实际循环的做功量：实际循环的做功量：实际循环的放热量：实际循环的放热量：理想循环热效率：理想循环热效率：实际循环热效率：实际循环热效率：热
46、电联产的热经济性热电联产的热经济性Tcdaw0TcaqcqD0acaqwqiacwwqDccacqqq D0acatwqqh0001icaccacacaiwqwqqqwqqqqhDD=1热力发电厂动力循环及其热经济性热电联产循环优点热电联产循环优点1、节约燃料、节约燃料2、提高供热质量、提高供热质量3、减轻环境污染、减轻环境污染4、减少工业用地、减少工业用地热力发电厂动力循环及其热经济性1、根据做功能力法的分析，为了提高发电、根据做功能力法的分析，为了提高发电厂的热经济性，应该从哪些方面采取措施？厂的热经济性，应该从哪些方面采取措施？2、请阐述煤耗率的物理意义。、请阐述煤耗率的物理意义。作业：
47、作业：热力发电厂动力循环及其热经济性作业：作业：3、火力发电厂的蒸汽动力循环火力发电厂的蒸汽动力循环朗肯朗肯循环需要哪些基本设备？说明设备功能。循环需要哪些基本设备？说明设备功能。4、在郎肯循环的基础上，可以对火力发、在郎肯循环的基础上，可以对火力发电厂的蒸汽动力循环采取哪些措施来提电厂的蒸汽动力循环采取哪些措施来提高热经济性？简述原因。高热经济性？简述原因。热力发电厂动力循环及其热经济性作业：作业：5、试分析采用回热循环、再热循环的意义。、试分析采用回热循环、再热循环的意义。6、试分析再热对回热热经济性的影响。、试分析再热对回热热经济性的影响。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2022-10-5
