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第一章 热力发电厂动力循环及其热经济性; 第一节 热力发电厂热经济性的评价方法;一、评价发电厂热经济性的两种方法:;二、热量法;;简单凝汽式发电厂循环系统图;锅炉能量平衡关系:
输入燃料热量Qcp = 锅炉热负荷Qb +锅炉热损失△Qb
锅炉热损失△Qb :排烟损失、散热损失、未完全燃烧损失、 排污损失等
;
管道能量平衡关系:
锅炉热负荷Qb = 汽轮机热耗量Q0 +管道热损失△Qp;
汽轮机能量平衡关系:
汽轮机热耗Q0=汽轮机内功率Wi+汽轮机冷源损失△Qc
冷源热损失△Qc :凝汽器中汽轮机排汽的汽化潜热损失
膨胀过程中的节流、排汽、内部损失;
汽轮机机械能量平衡关系:
汽轮机内功率Wi=发电机轴端功率Pax +机械损失△Qm
3600Pax=Wi-△Qm
;
发电机能量平衡关系:
发电机输入功率Pax=发电机输出功率Pe+能量损失△Qg
;
全厂能量平衡关系:
发电机输出功率Pe=全厂热耗量Qcp-全厂能量损失Σ△Qj
;火力发电厂的各项损失(%);热流图;二、熵方法;典型不可逆过程的做功能力损失;过程熵增: △s火用损△E;(3)不可逆绝热压缩过程
——水泵
做功损失:
;(4)节流过程
—汽轮机进汽调节结构
做功损失:
;(二)凝汽式发电厂各种损失及全厂总效率;(2)化学能转化为热能
熵增:
做功损失:;(3)工质温差传热
熵增:
做功损失:
锅炉中做功总损失:;2 主蒸汽管道的做功能力损失
熵增:
做功损失:
;3 汽轮机内部做功能力损失
熵增:
做功损失:
;4 凝汽器中做功能力损失
熵增:
做功损失:
;5 汽轮机机械摩擦产生的做 功能力损失
做功损失:
;6 发电机的做功能力损失
做功损失:
;7 凝汽式发电厂做功能力损失
做功损失:
全厂效率:
;能流图;四、火用 方法;
火用 平衡方程的图解
;;凝汽式电厂纯凝汽工况运行时的火用 损分布;火用 流图 ;小结:;二? 凝汽式发电厂的主要热经济指标;1、能耗;
发电厂热耗量:
发电厂煤耗量:
汽轮发电机组热耗量:
汽轮发电机组汽耗量:
注意
能耗指标与产量有关,只能表明Pe为一定时的热经济性;
当q0不同时,即使Pe一定,D0也不能作为热经济指标。;2、能耗率;标准煤 q1=29270kJ/kg
发电标准煤耗率;3、热效率;以1kg新汽为基准
汽轮机能量能量平衡:
比热耗q0 :
比内功wi :
△qc比冷源热损失:
内效率ηi :;
;计算过程:;2、汽轮发电机组的绝对电效率ηe;3、管道效率ηp;4、凝汽式电厂热效率ηcp (全厂热效率);三? 发电厂的动力循环;
1 提高初温(t0)的热经济性分析
(1)提高初温对?t的影响
t0↑,?t↑
(2)提高初温对?ri的影响
t0↑,排汽湿度↓,?ri ↑
t0↑,漏汽损失↓,?ri ↑;;Pc=4kpa;不同温度下的极限压力p0与?t;;3 蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响;4、提高蒸汽初参数的限制 ;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/wa
2)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;
1、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 ↓;
1)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
;3、最佳蒸汽终参数;最佳运行真空;三、回热循环及其热经济性;(一)给水回热加热的意义
1)汽轮机进入凝汽器的凝汽量减少,冷源损失降低;
2)提高锅炉给水温度,工质的平均吸热温度提高;
3)抽汽加热给水的传热温差小,做功能力损失小。
不利:回热抽汽存在作功不足,wi减小,D0增大,削弱了Dc的减小;(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:
;多级无再
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