热力发电厂第二章

热力发电厂第二章热力发电厂的蒸汽参数及其循环一、提高火力发电厂热经济性的主要途径1、提高蒸汽初参数（提高初温、初压）2、降低蒸汽终参数（降低背压）3、采用蒸汽中间再过热4、采用给水回热ηi￪5、热电联产——提高热能有效利用程度提高初温可以提高平均吸热温度，并提高乏汽干度，但受到材料耐温性能的限制。发展方向：不容易提高540-555℃1、提高初温To热力发电厂二、提高蒸汽初参数（一）提高初参数对ηt、ηri的影响o'oc提高初压，可以提高平均吸热温度，从而提高循环热效率，但却使乏汽干度降低，对汽轮机相对内效率、安全运行不利(x>0.85~0.88)发展方向：越来越高中压

高压

超高压

亚临界

超临界

超超临界2、提高初压Po热力发电厂o'oc热力发电厂

从上表可以看出，随着Po的提高，ηt将不断增加。当Po达到20MPa时ηt为最大。再提高Po的值，ηt将会下降。

提高蒸汽初压力使循环热效率开始下降的极限压力，在工程上没有实际意义。Po与ηt关系（注：to=400℃，Pc=0.004MPa，hc'=120kJ/kg）热力发电厂3蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响大容量机组

初参数↑，

i↑小容量机组初参数↑，

i↓高参数必须是大容量讨论：讨论：热力发电厂4、提高蒸汽初参数的限制1）提高初温的限制

金属材料性能限制2）提高初压的限制

安全性、热经济性措施：（1）提高P0的同时采用蒸汽再热（2）提高P0的同时增大单机容量Pe=300MW200150100450500550600650P0OPt0热力发电厂（二）初参数的选择高参数必须是大容量！热力发电厂1）理论上的初参数选择

——配合参数（排汽湿度不超过最大允许值所对应初参数）初温由选用钢材确定初压在初温、排汽压力、排汽湿度、容量确定下选择

ri=wi/wa2）技术经济上的初参数选择

热经济性的提高

投资和维修增加、安全性降低回报>投资降低终压可以降低平均放热温度，从而提高热效率。(凝汽器中的乏汽压力，即汽轮机背压)热力发电厂三、降低蒸汽终参数（一）降低蒸汽终参数对热经济性的影响降低蒸汽终参数pc对热经济性的影响（1）有利影响

t↑（

t=1-Tc/T1，wa↑）凝汽器火用损

Ec↓（2）不利影响Pc↓→叶片寿命↓→湿气损失↑→

ri↓Pc↓→vc↑→余速损失↑→

i↓结论：在极限背压以上，降低pc对热经济性有利1‘2‘2345TsT01p0P0’pc1）自然条件（理论限制）自然水温tc1；2）技术水平冷却水量和凝汽器面积都不可能无限大末级长叶片的设计和制造水平汽轮机背压pc由排汽饱和温度tc决定

tc=tc1

t

t

t—冷却水温升

t—凝汽器传热端差，

t=tc

tc2，tc决定因素：冷却水温、冷却水量、换热面积、换热面清洁度降低蒸汽终参数的限制最佳蒸汽终参数1）设计最佳终参数以年计算费用最小时所对应的pc为最佳终参数。 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。2）运行最佳终参数汽轮机功率增加值与循环水泵耗功之差取得最大值时的pc最佳运行真空热力发电厂冷却塔的作用是将挟带废热的冷却水在塔内与空气进行热交换，使废热传输给空气并散入大气。2电厂冷却塔1、冷却塔的作用热力发电厂2、自然通风逆流湿式冷却塔2-热水由管道通过竖管送入热水分配系统，然后通过喷溅设备，将水洒到填料上；经填料后成雨状落入蓄水池，冷却后的水抽走重新使用。

空气从进风口进入塔体，穿过填料下的雨区，和热水流动成相反方向流过填料，通过收水器回收空气中的水滴后再从塔顶出口排出。热力发电厂2-32-43、辅助通风冷却塔

自然通风和机械通风共同作用的冷却塔，在冷却塔底部，加装鼓风机以辅助塔体通风。1000MW机组的辅助通风冷却塔，此塔冷效相当于3个同尺寸的自然通风冷却塔。热力发电厂环境温度(真空如何形成?)

循环泵电耗

全厂经济性（二）限制：热力发电厂热力发电厂干式冷却塔

干式冷却塔的热水在散热翅管内流动，靠与管外空气的温差，形成接触传热而冷却。所以干式冷却塔的特点是：①没有水的蒸发损失，也无风吹和排污损失，所以干式冷却塔适合于缺水地区，如我国的北方地区。。②水的冷却靠接触传热，冷却极限为空气的干球温度效率低，冷却水温高。③需要大量的金属管（铝管或钢管），因此造价为同容量湿式塔的4～6倍。热力发电厂干湿式冷却塔

这种塔为湿式塔和干式塔的结合，干部在上，湿部在下。也有的塔四面进风，相对两边为湿部；另外两边为干部。采用这种塔的目的，部分是为了省水，但大多数是为了消除从塔出口排出的饱和空气的凝结，因而造成塔周围的污染。朗肯循环—现代蒸汽动力装置的基本循环实际中对朗肯循环做改进回热循环+再热循环热力发电厂

四、再热循环（一）再热循环的提出

如上所述，提高蒸汽的初压力，可以提高朗肯循环的热效率，但如果蒸汽的初温度不能同时提高，则蒸汽在汽轮机内膨胀终了时的干度降低，影响汽轮机的安全运行。因此，为了提高蒸汽的初压又不致使乏气的干度过低，常采用蒸汽中间再过热的方法。热力发电厂如图所示,新蒸汽在高压汽轮机中膨胀作功到某一中间压力以后,全部抽出导入锅炉中的再热器，吸收烟气放出的热量，然后再导入低压汽轮机继续膨胀作功到终压力

，这种循环称为蒸汽再热循环，简称再热循环。热力发电厂一次再热循环在T-s图中的表示如图所示。可以看出，蒸汽经中间再过热以后，其乏汽的干度明显地提高了。再热循环的吸热平均温度将高于基本的朗肯循环，使整个再热循环的热效率有所提高。热力发电厂热力发电厂（二）中间再热对热经济性的影响再热参数对ηtrh的影响1、Prh不变，Trh￪再热的目的主要在于增加蒸汽的干度，以便在初温限制下可以采用更高的初压力，从而提高循环热效率。中间再热最佳压力的确定需要根据给定的条件进行全面的经济技术分析确定，一般在蒸汽初压力的20％～30％之间。2、Trh

不变，改变Prh

随着高参数、大容量机组的发展，在再热参数选择合适时，采用再热除能减少排汽的终湿度外，还可以提高大容量机组的热经济性。如采用一次中间再热后，可以提高发电厂热经济性5％左右。所以，采用高参数大容量再热机组，已成为现代化火力发电厂的主要标志之一。热力发电厂热力发电厂（三）实际焓降及加入热量的计算PotohoPrhtrhhrhqrhPchs热力发电厂123456hohrh.ihrhh4=h5hcqrh采用再热循环后，汽耗率降低，可减轻凝结水泵、给水泵、循环水泵以及凝汽器的负担。

热力发电厂（四）再热的效果和应用直接效果:1、效果间接效果:2、应用：由于实现再热循环的实际设备和管路都比较复杂，投资费用也很大，一般只有大型火力发电厂且蒸汽压力在13MPa以上时才采用。热力发电厂（五）再热方法优点：trh≥to，再热循环的效果好。1、烟气再热缺点：高压缸排汽量大，系统管路长，压损￪，经济损失￪，且投资大，安全性差，保护、调节系统复杂。热力发电厂2、新蒸汽再热3、中间载热质再热优点：压损小，管路短，钢材耗量少，结构简单。缺点：trh<to，热经济性提高少。可综合上述两种系统的优点，即：管路短，trh也高。

五、给水回热循环（一）回热的热经济性

1、回热的意义(1)热力发电厂Wij无冷源损失，当Wi不变时，可减少Wic部分的冷源损失，从而使整个装置的冷源损失￬，

。热力发电厂（2）回热使给水温度￪，工质在锅炉内的平均吸热温度￪，使。

（3）抽汽与给水的温差<锅炉中烟气与水的温差，使不可逆因素￬，。热力发电厂2、热力学分析（1）有利因素（2）不利因素3、采用回热对热经济指标的影响（2）（3）（4）（1）热力发电厂回热循环热经济指标小结:由于抽汽量在汽轮机中少作了功，若汽轮机要发出同样的功率，必须增加进汽量，故采用回热加热后机组的汽耗量将增加。但并不意味着经济性的下降。热力发电厂（二）回热基本参数对回热经济性的影响回热基本参数:1、回热加热（抽汽）级数Z2、回热加热分配（回热加热在各级中焓升的分配τ）3、给水温度tfw热力发电厂1、回热加热（抽汽）级数ZZ￪，不可逆因素￬，即不利影响将削弱，当时，回热的不可逆影响因素为0，回热效果达到最大。采用一次回热，经济性的提高最明显，采用二次回热，经济性提高的较少，采用三次回热，经济性提高的就更少了。增加回热级数意味着回热系统设备投资费用大为增加，因此回热级数不宜过多，否则反而会提高发电成本。一般中小机组采用4～6级，大机组6～8级。热力发电厂热力发电厂热力发电厂2、最佳回热分配

在给定总给水温升（tfw-tc）和加热器级数Z以后，怎样把总的加热温升分配到各个加热器中去，在众多的分配方案中，有一种最佳分配，它的热效率最高，经济性最高。热力发电厂实质:在给水温度tfw和加热级数Z一定时,寻求一种热交换不可逆损失总和为最小的分配方式。目的:最终目的是确定汽轮机的抽汽口位置。总原则：给水应加热到最有利的给水温度，使凝汽器中热量损失为最小，蒸汽在汽轮机内的可用焓降达到最大。方法：（三种）热力发电厂3、最佳给水温度

当p1￪，tfw￪，可使qo=（ho-hfw）￬，但抽汽作功（ho-hj）￬，do￪；Z不变当p1￬，tfw￬

，使qo=（ho-hfw）￪，但抽汽作功（ho-hj）￪，do￬；∴必然存在一最佳值Z￪时，，这是因为Z￪，不可逆因素￬，故热力发电厂不同级数的抽汽回热循环，其最有利的给水温度是不同的，回热级数愈多时理论上最有利的给水温度愈高。一般说来，实际最有利的给水温度，大致为锅炉压力下饱和温度的68～77％。（三）抽汽回热的其它效果锅炉受热面可以减少一些汽轮机前面几级的流量增大，后面几级的流量减少，对汽轮机有利。凝汽器换热面积可以减少应用回热，对机组有利无弊。现代电厂无一例外都采用回热循环热力发电厂热力发电厂（四）再热对回热经济性影响

（P73~76）两点:

一是会使回热的热经济效果减弱,二是影响回热的最佳分配。热力发电厂

显然，抽汽的过热度愈高，不可逆传热损失愈大。所以，再热增加了蒸汽过热度，增加了不可逆传热损失，从而削弱了回热的热经济性。T1．再热对回热热经济性的影响热力发电厂

再热对回热分配的影响主要反映在锅炉给水温度和再热后第一级抽汽压力的选择上。目前在各级回热加热分配上，由于高