东南大学火电厂考点复习

1、第一章第2讲 能量转换的基本概念和基本定律1.工质概念：实现能量相互传递与转换的物质（介质）称为工质。蒸汽动力循环的工质：水蒸气、内燃机中工作的燃气、制冷剂、常用的气态物质状态参数焓的定义： H=U+pV 或h=u+pv单位： J, kJ或J/kg, kJ/kg状态参数焓的物理意义：随着工质移动的能量2.热力学第一定律概念：热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热现象中的应用。公式：进入系统的能量离开系统的能量系统能量的增加闭口系统的能量方程式：3.热力学第二定律实质：说明热力过程进行的方向、条件、和限度等间题的规律。其中热力过程的方向性最为重要。克劳修斯表述：热量不可能自发地、不付代价地从低温

2、物体传至高温物体。开尔文表述：不可能制造出单一热源吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。4.卡诺循环概念：工作于温度分别为 T1 和 T2 的两个热源之间的正向循，由两个可逆定温过程 和两个可逆绝热过程组成。公式：意义：（1）热效率只与T1与T2有关，与工质无关 （2）热效率只能小于1（第二类永动机不能实现） （3）当T1=T2时，热效率为零卡诺循环卡诺逆循环第3讲 热能转换物质的热力性和热力过程1.理想气体（1）宏观定义：若基本状态参数p、v、T满足pv/T=常数，这样的气体称为理想气体。（2）微观定义：假定a.气体分子是些弹性的、不占体积的质点； b.气体分子间没有相互作

3、用力理想气体是一种实际上不存在的假想气体，它是压力趋近于零，比体积趋近近于无穷大时的极限状态。但工程中很多气体远离液态时，接近于理想气体的假设条件。2.四个基本热力过程3.水蒸汽 一点：临界点两线：饱和水线，饱和蒸汽线三区域：未饱和水区，饱和区，过热蒸汽区五状态：未饱和水，饱和水，湿蒸汽，饱和蒸汽，过热蒸汽4.蒸汽动力循环-郎肯循环 工质在循环中从锅炉燃烧的烟气吸收热量，锅炉就是高温热源，它的热量由燃料燃烧产生。进入锅炉的水在吸热后变为水蒸气，然后高温、高压的蒸汽在汽轮机中膨胀做功，汽轮机带动发电机发电。做功后的蒸汽进入冷凝器中凝结变为水，同时向低温热源（冷却水）放出热量。第5讲 热量传递的基

4、本理论及导热1.热量传递的基本方式（概念、公式、特点、计算）自然界：热传导，热对流，热辐射工业设备：热传导，对流传热，辐射传热热传导：物体的各部分存在温度差或高温物体与低温物体相接触时，依靠微观的热运动产生的热传递现象。公式： :热导率(导热系数)的单位:W/(m.K)特点：依靠微观粒子的热运动；物体之间不发生宏观相对位移对流换热流动着的流体与固体壁面接触时，相互间的换热过程。公式： h 的单位:W/(m2.K)特点：流体有宏观运动；对流与导热相结合辐射传热物体对外发射电磁波的过程叫做辐射。热辐射是热射线的传播过程。热量通过辐射的方式由某一高温物体传向另一低温物体的过程，称为辐射传热。公式：=

5、5.67×10-8 W/(m2.K4)特点：辐射换热可以不借助任何介质；存在能量的转换2.对流换热（概念、公式、计算）牛顿冷却公式：=hAt q=ht3.强化传热第二章 锅炉原理第一讲1.锅炉的作用（1）燃料的化学能 烟气的热能（炉）（2）烟气的热能 工质的热能（锅）工质：过冷水 过热蒸汽（去汽轮机）2.锅炉的构成锅炉 = 锅 + 炉（也称锅炉本体）锅：工质侧（汽水侧）炉：空气、燃料、烟气侧辅助设备：送引风机、磨煤机、给水及除尘设备等锅炉系统 = 锅炉本体 + 辅助设备（系统）根据流体类型锅炉系统可分为：燃料系统、烟风系统、汽水系统3.锅炉的工作特性（蒸发量、参数、给水温度、效率）（

6、1）蒸发量：每小时生产的蒸汽量（t/h)（2）蒸汽参数：过热器出口处的P和T （6MPa 6-10MPa 10-14MPa 14-22.2MPa 大于22.2MPa）（3）给水温度：锅炉入口（省煤器）温度（4）锅炉效率：指锅炉生产蒸汽时有效吸收的热量与同时间进入锅炉的燃料携带的燃料之比值（ ）4.煤的成分分析5.煤的发热量（低位发热量）定义：单位质量的煤完全燃烧后所发出的热量（kJ/kg）（1）发热量：单位质量或容积（对气体而言）的燃料完全燃烧时释放的热量。（2）高位发热量：发热量中包含燃烧产物中的水蒸汽凝结的放热量。（3）低位发热量：发热量中不包含燃烧产物中的水蒸汽凝结的放热量。6.过量空气

7、系数定义：1kg收到基燃料完全燃烧，而又没有剩余氧时，所需的空气量。过量空气系数 1.燃烧过程中需要过量空气的原因在炉膛空间大、燃料燃烧时间短的情况下，让燃料得到燃烧所需的氧量。 2.的定义实际空气量与理论空气量之比：3.的最佳值使与有关的锅炉各项热损失之和最小的。第2讲1.炉膛（概念、炉膛的作用、要求）燃烧设备 = 燃烧器 + 炉膛概念：燃料燃烧的场所作用：保证燃料的完全燃烧 合理组织炉内的热交换 布置合适的受热面 保证炉膛一定的出口温度（不结渣、安全工作）要求：合理布置燃烧器，使燃料迅速燃烧 有足够的容积和高度 结构紧凑、金属耗量少2.燃烧器（燃烧器的作用、分类）作用：（1）向炉膛提供燃料

8、和空气 （2）使燃料迅速、稳定地着火、燃烧分类：（按射流形式）（1）直流燃烧器（2）旋流燃烧器3.受热面（省煤器、水冷壁、过热器、再热器、空气预热器）省煤器：加热未饱和段水的受热面水冷壁：实现饱和段加热的受热面再热器：实现再热后加热的受热面空气预热器：实现空气加热的受热面4.锅炉汽水系统（给水系统、过热蒸汽系统、再热蒸汽系统）给水系统：给水泵出口至省煤器过热器系统：省煤器至过热器出口再热器系统：再热器冷端至再热器热端第3讲1.锅炉烟气系统热空气与煤粉混合进入锅炉燃烧产生热烟气水冷壁（炉膛）过热器（水平烟道）再热器（水平烟道）省煤器（竖井烟道）空气预热器（竖井烟道）除尘器（炉外）脱硫脱硝（炉外）

9、引风机烟囱2.锅炉空气系统冷空气送风机空气预热器（竖井烟道）热空气（400）部分送入制粉系统，部分与煤粉混合送入锅炉燃烧3.磨煤机（低速、中速、高速）低速（1525r/min）中速（25100r/min）高速（4001000r/min）工作原理：撞击、压碎、研磨4.制粉系统（中间储藏式、直吹式）作用：向锅炉连续提供合格的煤粉中间储藏式：磨制的煤粉首先进入煤粉仓，然后根据需要量送往炉膛直吹式：磨制的煤粉直接送往炉膛5.脱硫（燃烧前脱硫、炉内脱硫）燃烧前脱硫：物理方法（洗煤）+ 化学方法炉内脱硫：烟气脱硫（石灰石）第三章 汽轮机原理第1讲1.汽轮机（概念、作用、分类）概念：汽轮机是火力发电厂和核电

10、站的原动机，是一种外燃回转式动力机械，通过它将蒸汽的热能转换成机械能，借以拖动发电机旋转发电。作用：将蒸汽的热能转换成机械能，借以拖动发电机旋转发电。分类：（1）工作原理：冲动式（动叶中蒸汽不膨胀做功） 反动式（动叶中蒸汽膨胀做功）（2）热力特性：凝汽式、背压式、抽气式、抽背式、多压式（级间进汽）（3）主汽压力：低压、中压、高压、超高压、亚临界、超临界2.汽轮机级（单级、多级、工作原理）级的定义：汽轮机的基本做功单元级的组成：动叶栅+静叶栅单级汽轮机：由一个级组成多级汽轮机：由若干个级组成级的功能：热能动能机械能工作原理：蒸汽在喷嘴叶栅前后压力差的作用下流过喷嘴流道，其压力和温度随即降低，蒸汽

11、膨胀加速，将部分热能转换为动能。从喷嘴叶栅喷出的高速气流，进入动叶流道，在流动过程中对动叶产生作用力，推动动叶作圆周运动，带动叶轮和主轴旋转，于是在汽轮机轴上得到可对外输出的机械功。3.汽轮机效率（级内损失、相对内效率）级内损失：因蒸汽流动和膨胀做功过程，引起理想比焓降不能转变成机械功的那部分热能，称为内部损失。1、叶型损失（喷嘴损失、动叶损失）、2、叶高损失（端部损失）3、余速损失4、扇形损失5、部分进汽损失6、摩擦损失7、漏气损失8、湿汽损失相对内效率（简称级效率）：将在汽轮机内膨胀的比焓降扣除级内损失4.凝汽器（作用、工作原理）作用：（1）在汽轮机的排汽口建立并保持高度真空，使进入汽轮机

12、的蒸汽能膨胀到尽可能低的压力，从而增大机组内蒸汽的理想比焓降，提高其热经济性。 （2）将排汽的凝结水作为锅炉的给水循环使用。工作原理：第四章 发电厂热力系统1.纯凝汽式电厂的热经济性指标各能量转换环节的热效率锅炉效率：bQb/(BQar) Qb是炉侧蒸汽吸热量管道效率：pQ0/Qb Q0是机侧蒸汽获热量汽机效率：iWi/Q0 Wi蒸汽机内作功量机械效率：mWm/ Wi Wm汽机轴端功量 el img电机效率：g3600Pe/ Wm Pe发电机电功率cp b p el凝汽式电厂发供电热效率全厂发电热效率：cp3600Pe/(BQar)=k 全厂供电热效率：cpcp (1) 式中：厂用电率: P厂

13、用/Pe2.提高火电厂热经济性的途径（1）提高初温（535600）提高平均吸热温度，改善循环效率提高汽轮机进口蒸汽容积流量，改善通流效率提高排汽干度，有利于低压缸的安全和经济性（2）提高初压力（17.524.5MPa） 提高平均吸热温度，改善循环效率减小汽轮机进口蒸汽容积流量，降低通流效率降低排汽干度，有害于低压缸的安全和经济性（3）降低终参数（排气压力，实质是降低排气温度）（4）回热（实质是提高初温）（5）再热（实质是提高初温，同时提高汽轮机排汽干度）（6）热电联产（能量综合利用）3.回热加热器（作用、表面式、混合式）定义：实现给水回热加热的热力系统作用：实现给水回热，提高给水温度，减少锅炉

14、不可逆损失，减少循环吸热量，相对增加了循环做功量提高循环效率。回热可以在单位做功条件下增加进汽流量，提高相对内效率。表面式加热器的结构特点表面式加热器(F型)：冷热工质经受热面传递热量管内流动着冷工质，管外是抽汽其凝水(称为疏水)依管内工质承受压力的高低分为高压、低压加热器高压加热器(给泵至省煤器之间)管内工质称为给水低压加热器(凝泵至除氧器之间)管内工质称为凝水表面式加热器结构复杂、造价高、系统复杂、不稳定表面式加热器存在端差和疏水排放，热量利用不充分表面式加热器的应用：热力系统中大量使用表面式加热器(原因：混合式加热器构成的系统不安全、耗电量大等)混合式加热器的结构特点混合式加热器(C型)：冷热工质混合传热，无受热面混合式加热器本身结构简单，造价低冷热工质以相同的参数离开，无端差混合式加热器本身传热效果好，热量利用充分混合式加热器的应用：混合式加热器在实际应用中只有除氧器部分表面式(F型)加热器的热平衡效果等价于混合式加热器(进口水流量不等于出口水流量)如带疏水泵的F 型或末级疏水排向热井的F 型4.除氧器（作用、特点、原理）作用：控制给水含氧量在允许范围内特点：（1）不仅能除去锅炉给水中的溶解氧，而且能除去水中游离的CO2、NH3、H2S等腐蚀性气体。（2）除氧后水中不会增加含盐量与