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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. 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做功能力被利用的程度来评
2、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.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.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.有再热的凝汽式发电厂循环系统
3、图有再热的凝汽式发电厂循环系统图G.（1）锅炉效率）锅炉效率 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QbbcpQbQb z z- -= = = =1cpQbQcpQbQBqbQb - -= = = =1net 0.90.94BQbQbQcp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.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 PQbTQ0BQp0.980.99.
4、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TWiQ0GQC010QcQQiWiD-=h0.450.450.470.47)1 (ipbcpQcQchhhz-=D=（3 3） 汽轮机汽轮机效率效率 i.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 mTWiPaxGQm0.965 0.965 0
5、.99 0.99.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0.95 0.95 0.98 0.98PaxGQgPe.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0.240.240.420.42QjcpQcpz zD=z zjcp0.580.580.760.76Qb b + + Qp p + + Qc c + + Qm m + + Qg g.火力发电厂的各项损失（火力发电
6、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.热流图热流图.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
7、：为：I = Tenen s .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 bTen放热量放热量 = 吸热量吸热量做功损失做功损失：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、冷凝器、加热器I.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：不可逆绝热膨胀不可逆绝热膨胀21spcp1Tenstu12aTp0p02.（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：不可逆绝热
8、压缩不可逆绝热压缩 21sp2p1Tens12T.（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：21Tsp1p2Tensh=const.（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回回热加热器热加热器、给水泵（忽略）给水泵（忽略）.en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锅炉温差锅炉温差传热做功传热做功损失损失管道做管道做功损失功损失汽轮机内
9、部汽轮机内部做功损失做功损失凝汽器做凝汽器做功损失功损失机械摩擦机械摩擦做功损失做功损失发电机做发电机做功损失功损失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. 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： en 全厂效率：全厂效率：.能流图能流图.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
10、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.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.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 = Bqnet
11、bpimg = Q0img = Q0e = D0wimg kJ/h.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；.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.
12、h)） 汽轮机汽耗率汽轮机汽耗率d（kg/(kW.h)） .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）（kg标准煤标准煤/(kW.h)）（kg标准煤标准煤/(kW.h)）.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汽轮机的绝对内效率汽轮机的绝对内效率t
13、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TWiQ0GQC.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qqc c ：内效率内效率i i ：.示例：计算图示系统中汽轮机的内效率示例：计算图示系统中汽轮机的内效率（忽略汽水损失）（忽略汽水损失）.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
14、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.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eeGTQ03600PeQ.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）厂用电率（平均为厂用电率（平均为8.2%8.2%）300300MWMW及以上机组电厂：及以上机组电厂： 4.7%5.5%4.7%5.5%； 125200125200MWMW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%
15、12%。 .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 4TC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 4.1 1 提高初温（提高初温（t t0 0) )的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 t t的影响的影响t t0 0， t 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， t t和和 r ri i，因此，因此， i i（2 2）提高初温对）提高初温对 r ri i的影响
16、的影响 t t0 0，排汽湿度，排汽湿度， r ri i t t0 0，漏汽损失，漏汽损失， r ri i 51234TsT0T11T02T1.2 2、提高初压（、提高初压（p p0 0) )的热经济性分析的热经济性分析（1 1）提高初压对）提高初压对 t 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 p*, p0 0， t 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.不同温度下的极限压力与不同温度下的极限压力与 t tT T, ,极限压力极限压力p*p*, , t t.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 r ri i 的影响的影响p p0 0，v v0 0，漏汽损失漏汽损失， r ri ip p0 0，湿度损失湿度损失， r ri i 结论：结论：提高提高p p0 0，对，对 i i的影响，视的影响，视 t t和和 r ri i的变化情况定的变化情况定P P0 0.3 3 蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响蒸汽初参数对
