热力发电厂-2

1、第一章第一章 热力发电厂的热经济性热力发电厂的热经济性1/1/20221分析热经济性的意义及目的分析热经济性的意义及目的 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提高发电厂热经济性的途径提高发电厂热经济性的途径主要内容：主要内容：v热量法（效率法、热平衡法）热量法（效率法、热平衡法）v方法方法（可用能法、做功能力法）（可用能法、做功能力法）分析热经济性的意义及目的 发电成本中，燃料费用所占发电成本中，燃料费用所占份额通常在份额通常在70左右，发左右，发电煤耗的大小、对电厂经电煤耗的大小、对电厂经济效益起着决定性的作用。济效益起着决定性的作用。 减少电厂能量转换过程中的减少电厂能

2、量转换过程中的各种能量损失、提高电厂各种能量损失、提高电厂热经济性具有特别重要的热经济性具有特别重要的意义。意义。1/1/20222通过分析比较热力发电厂中通过分析比较热力发电厂中不同热力循环型式、不同循不同热力循环型式、不同循环参数、不同热力系统连接环参数、不同热力系统连接方式的热经济性，在热力设方式的热经济性，在热力设备及热力系统的制造、安装、备及热力系统的制造、安装、设计、运行和检修等工作中设计、运行和检修等工作中采取有效措施，减少燃料消采取有效措施，减少燃料消耗，推进节能工作。耗，推进节能工作。意意 义义目目 的的1/1/202231.1 热力发电厂热经济性的评价方法热力发电厂热经济性

3、的评价方法热力发电厂能量转化流程图热力发电厂能量转化流程图 发电厂热经济性是通过能量转换过程中能量的利发电厂热经济性是通过能量转换过程中能量的利用程度或损失的大小来衡量或评价的。用程度或损失的大小来衡量或评价的。 研究发电厂热量转换及利用过程中各项损失产生研究发电厂热量转换及利用过程中各项损失产生的部位、大小、原因及相互关系，以减少这些热损失。的部位、大小、原因及相互关系，以减少这些热损失。燃燃料料化化学学能能燃烧燃烧锅炉锅炉烟烟气气热热能能传热传热锅炉锅炉蒸蒸汽汽热热能能蒸汽冲转蒸汽冲转汽轮机汽轮机轴轴的的机机械械能能转子旋转转子旋转发电机发电机电电能能1/1/202241.1 热力发电厂热

4、经济性的评价方法热力发电厂热经济性的评价方法热量法热量法 热量热量法（效率法、热平衡法法（效率法、热平衡法）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。来衡量电厂或热力设备的热经济性。热力学第一定律：热力学第一定律：意义：意义：反映热力系统将输入能量转换成输出有效能量的程度反映热力系统将输入能量转换成输出有效能量的程度实质：实质：能量的数量平衡能量的数量平衡能量守恒与转换定律在热现象中的应用。能量守恒与转换定律在热现象中的应用。在一个热力系统内，能量可以转换，即可从一种形式转变为在一个热力系统内，能量可

5、以转换，即可从一种形式转变为另一种形式，但不能自行产生，也不能消失。另一种形式，但不能自行产生，也不能消失。1/1/202251001100%有有效效利利用用能能量量损损失失能能量量输输入入总总能能量量输输入入总总能能量量输入总能量输入总能量热力设备热力设备损失能量损失能量有效利用能量有效利用能量1.1 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热量法热量法热效率：热效率：1/1/202261.1 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热量法热量法凝汽式发电厂各种效率的分析及计算凝汽式发电厂各种效率的分析及计算 （一）锅炉设备的热损失（一）锅炉设备的热损失（ Q

6、b）与锅炉效率（）与锅炉效率（ ）锅炉设备的热损失：锅炉设备的热损失：排烟热损失排烟热损失（40%-50%）、化学不完全、化学不完全燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失、散热损失以及灰渣带燃烧热损失、机械不完全燃烧热损失、散热损失以及灰渣带走的物理热等。走的物理热等。锅炉效率：锅炉效率：等于锅炉的热负荷与输入燃料的热量之比，等于锅炉的热负荷与输入燃料的热量之比， 对不计连续排污热损失的非再热式锅炉对不计连续排污热损失的非再热式锅炉v现代大型电站锅炉的效率一般在现代大型电站锅炉的效率一般在90909494。 bbbcpnet pQQQBQ,b1/1/202271.1 热力发电厂热经济性的评价方法热力

7、发电厂热经济性的评价方法热量法热量法（二）管道热损失（二）管道热损失（ Qp）与管道效率）与管道效率 （ ）管道热损失：管道热损失：工质通过汽水管道时的散热损失及工质排放和工质通过汽水管道时的散热损失及工质排放和泄露造成的热损失。泄露造成的热损失。管道效率：管道效率：汽轮机设备的热耗量与锅炉热负荷之比。汽轮机设备的热耗量与锅炉热负荷之比。 表征了管道表征了管道的完善程度。的完善程度。 v 管道效率一般为管道效率一般为9999；若考虑工质损失，则为；若考虑工质损失，则为9697。 p0b=1-pbQQQQp1/1/202281.1 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热量法热

8、量法（三）汽轮机设备冷源损失（三）汽轮机设备冷源损失( (Qc) )及汽轮机绝对内效率及汽轮机绝对内效率( ( ) )冷源损失：冷源损失：汽轮机排汽在凝汽器内的放热量，即排汽焓与凝汽轮机排汽在凝汽器内的放热量，即排汽焓与凝结水焓之差。结水焓之差。固有冷源损失固有冷源损失 ：汽轮机排汽在凝汽器中的放热量，是汽轮机排汽在凝汽器中的放热量，是不可不可避免的冷源损失，大小决定于热力循环的型式和参数。避免的冷源损失，大小决定于热力循环的型式和参数。附加冷源损失：附加冷源损失：蒸汽在汽轮机中膨胀做功时产生的损失，如蒸汽在汽轮机中膨胀做功时产生的损失，如进汽调节机构的节流损失、喷嘴损失、动叶损失、叶高损失、

9、进汽调节机构的节流损失、喷嘴损失、动叶损失、叶高损失、漏汽损失、湿汽损失、叶轮摩擦损失及余速损失等。漏汽损失、湿汽损失、叶轮摩擦损失及余速损失等。i1/1/202291.1 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热量法热量法汽轮机的相对内效率：汽轮机的相对内效率： 说明汽轮机内部构造的完善程度，等于说明汽轮机内部构造的完善程度，等于蒸汽在汽轮机中的实际做功与理想做功之比。蒸汽在汽轮机中的实际做功与理想做功之比。汽轮机的绝对内效率：汽轮机的绝对内效率：等于汽轮机的实际做功（也称内功）与等于汽轮机的实际做功（也称内功）与汽轮机设备的热耗量之比。汽轮机设备的热耗量之比。003600

10、1iciritPQQQ iriiaPp03600iatPQ（理想循环效率）（理想循环效率）1/1/2022101.1 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热量法热量法（四）汽轮机的机械损失（四）汽轮机的机械损失( (Qm) )及机械效率及机械效率( )( ) 机械损失：机械损失：汽轮机汽轮机支持轴承、推力轴承与轴和推力盘之间的支持轴承、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、调速系统的耗功量。机械摩擦耗功，以及拖动主油泵、调速系统的耗功量。机械效率：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汽轮机输出给发电机轴端的功率与汽轮机内功率之比。之比。 现

11、代大型汽轮机的机械效率一般大于现代大型汽轮机的机械效率一般大于9999。 axmiPPm1/1/2022111.1 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热量法热量法（五五）发电机的能量损失）发电机的能量损失( (Qg) )与发电机效率（与发电机效率（ ）发电机的能量损失：发电机的能量损失：发电机轴与支持轴承摩擦耗功，以及发发电机轴与支持轴承摩擦耗功，以及发电机内冷却介质的摩擦和铜损造成的功率消耗。电机内冷却介质的摩擦和铜损造成的功率消耗。发电机效率：发电机效率：发电机输出的电功率与轴端输入功率之比，发电机输出的电功率与轴端输入功率之比，即：即： 现代大型发电机效率，采用氢冷

12、时为现代大型发电机效率，采用氢冷时为9899，采用空气采用空气冷时为冷时为97%-98%，采用双水内冷时采用双水内冷时为为96%-98.7%。13600gegaxaxQPPP g1/1/2022121.1 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热量法热量法（六）全厂总能量损失（六）全厂总能量损失（Qcp）与总效率（与总效率（ ）整个热力发电厂能量损失：上述能量损失的总和上述能量损失的总和。发电总效率cp： 发电厂输出的有效能量（电能）与输入能量发电厂输出的有效能量（电能）与输入能量（燃料的化学能）之比（燃料的化学能）之比。 36003600eecpbptrimgbpimgne

13、t pcpPPBQQ ,cp1/1/202213GQgbQpQmmg3600PeQcWi icppQbQoQbBQnet,p1.1 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热量法热量法凝汽式电厂各个热力设备的热损失和热效率凝汽式电厂各个热力设备的热损失和热效率1/1/2022141.1 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热量法热量法Qb 9%Qp 0.0637% Qc58.60312%Qm 0.32334%Qg 0.48016%Qcp3600Pe31.53%超高压凝汽式发电厂热流简图超高压凝汽式发电厂热流简图1/1/2022151.1 热力发电厂热经济性的

14、评价方法热力发电厂热经济性的评价方法热量法热量法项目项目电厂初参数电厂初参数中参数中参数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热损失锅炉热损失111098管道热损失管道热损失110.50.5汽轮机冷源热损失汽轮机冷源热损失61.557.552.550.5汽轮机机械损失汽轮机机械损失10.50.50.5发电机损失发电机损失10.50.50.5总热损失总热损失75.569.56360全厂效率全厂效率24.530.53740火电厂的各项损失火电厂的各项损失1/1/202216例：某凝汽式电厂，锅炉出口的过热蒸汽参数为例：某凝汽式电厂，锅炉出口的过热蒸汽参数为13MPa、540，锅炉效率

15、为，锅炉效率为91%，汽轮机进口蒸汽参，汽轮机进口蒸汽参数为数为13MPa、535，排汽压力为，排汽压力为5kPa，汽轮机相对内，汽轮机相对内效率为效率为82%，机械效率为，机械效率为99%；发电机效率为；发电机效率为98.5%。计算各级损失及全厂总效率计算各级损失及全厂总效率。1.1 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热量法热量法1/1/202217方法方法（做功能力法）：（做功能力法）：基于基于热力学第二定律，从能量的质量（品位）来评价其热力学第二定律，从能量的质量（品位）来评价其效效果果，对揭示用能薄弱环节有重要的作用。，对揭示用能薄弱环节有重要的作用。010010

16、0ewe%有有效效利利用用的的可可用用能能供供给给的的可可用用能能1.1 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方法方法热力发电厂的全部能量转换过程是由一系列不可逆的过程热力发电厂的全部能量转换过程是由一系列不可逆的过程组成的，各过程的做功能力损失之和即为发电厂的损。组成的，各过程的做功能力损失之和即为发电厂的损。热力学第二定律：热力学第二定律：热量不可能自发的从低温物体传到高温热量不可能自发的从低温物体传到高温物体。物体。效率：效率：有效利用的可用能与供给的可用能之比。有效利用的可用能与供给的可用能之比。1/1/2022181.1 热力发电厂热经济性的评价方法热力发电厂热经

17、济性的评价方法方法方法典型不可逆过程典型不可逆过程一定一定数量的功可以无条件的转换为热。数量的功可以无条件的转换为热。摩擦生热、电流通过带有电阻的器件摩擦生热、电流通过带有电阻的器件或线路时发生的热或线路时发生的热耗散。耗散。热不能无条件的转换为热不能无条件的转换为功。功。不同不同温度的两个物体接触，热一定温度的两个物体接触，热一定自发的从高温物体传向低温自发的从高温物体传向低温物体；物体；但热从低温物体传回高温物体，系但热从低温物体传回高温物体，系统恢复原状，却不会自动进行。统恢复原状，却不会自动进行。温差传热温差传热功热转换功热转换1/1/2022191.1 热力发电厂热经济性的评价方法热

18、力发电厂热经济性的评价方法方法方法一一隔板将刚性绝热容器分为两部分，一隔板将刚性绝热容器分为两部分，一侧充有气体，另一侧为真空。若抽掉侧充有气体，另一侧为真空。若抽掉隔板，气体必自动向真空一侧膨胀，直隔板，气体必自动向真空一侧膨胀，直至充满整个容器。至充满整个容器。容器容器两侧分别装有两侧分别装有不同的不同的流体，若抽掉流体，若抽掉隔板，两种流体必定自动相互扩散隔板，两种流体必定自动相互扩散混合；混合；但混合物中各组分却不会自动分离但混合物中各组分却不会自动分离自由膨胀自由膨胀流体混合流体混合1/1/2022201.1 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方法方法 （一（一）火电厂典型）火电厂典型不可逆过程不可逆过程的损的损 温差换热、工质节流、工质膨胀（压缩）温差换热、工质节流、工质膨胀（压缩） 热力发电厂典型不可逆过程热力发电厂典型不可逆过程设备设备特点特点锅炉、回热加热器、凝汽器锅炉、回热加热器、凝汽器有温差的换热有温差的换热汽轮机汽轮机有摩阻的膨胀有摩阻的膨胀给水泵给水泵有摩阻的压缩有摩阻的压缩热力管道热力管道有摩阻的流动及散热有摩阻的流动及散热绝热节流绝热节流1/1/2022211.1 热力发电厂热经济性的评价方法热力发电厂热经济