火力发电厂复习.ppt
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第一章第一章热力发电厂动力循环及其热经济性热力发电厂动力循环及其热经济性一、评价发电厂热经济性的两种方法:
1热量法、热效率法基于热力学第一定律以燃料化学能从数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性,常用于定量分析2熵方法、火用方法、做功能力法基于热力学第一、二定律以燃料化学能的做功能力被利用的程度来评价电厂的热经济性,常用于定性分析简单凝汽式发电厂循环系统图GBTCbicp=bpimggmpQbQ0第二节第二节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一、汽轮发电机组的汽耗量和汽耗率二、汽轮发电机组的热耗量和热耗率三、发电厂的热耗量和热耗率四、发电厂的煤耗量和煤耗率及标准煤耗率第三节第三节发电厂的动力循环发电厂的动力循环(Powercycle)一、朗肯循环一、朗肯循环(Rankinecycle)及其热经济性及其热经济性(Thermaleconomy)Ts4P0,T03ab2Tc561hca12346hcahfwhch0朗肯循环热效率:
朗肯循环热效率:
利用平均吸热温度和平均放利用平均吸热温度和平均放热温度表示热温度表示(等效卡诺循环等效卡诺循环)二、回热循环二、回热循环(Regenerativecycle)及其热经济性及其热经济性从从汽汽轮轮机机的的某某些些中中间间级级抽抽出出部部分分蒸蒸汽汽,送送入入回回热热加加热热器器加加热热给给水水的热力循环。
的热力循环。
Ts43ab2Tc561hc7891hchfwhch0cj,hj给水回热的意义给水回热的意义回热使进入凝汽器的凝汽量减少,汽轮机的冷源损失减少;回热使进入凝汽器的凝汽量减少,汽轮机的冷源损失减少;回热提高了锅炉的给水温度,使工质的平均吸热温度提高,回热提高了锅炉的给水温度,使工质的平均吸热温度提高,锅炉内的换热温差降低,做功能力损失减小;锅炉内的换热温差降低,做功能力损失减小;吸热过程的平均温度提高,理想循环的热效率提高。
吸热过程的平均温度提高,理想循环的热效率提高。
回热抽汽做功比回热抽汽做功比XrXr:
回热循环对热经济性影响的程度,即回热:
回热循环对热经济性影响的程度,即回热抽汽所做内功在总内功中的比例,表示为抽汽所做内功在总内功中的比例,表示为对于多级回热循环,压力低的回热抽汽做功大于压力较高的对于多级回热循环,压力低的回热抽汽做功大于压力较高的回热抽汽做功。
因此应尽可能地回热抽汽做功。
因此应尽可能地利用低压回热抽汽,将得到利用低压回热抽汽,将得到更好的效益。
更好的效益。
影响回热过程热经济性的因素影响回热过程热经济性的因素1.多级回热给水总焓升多级回热给水总焓升(温升温升)在各加热器间的分配在各加热器间的分配2.最佳给水温度最佳给水温度3.给水回热级数给水回热级数三、蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响三、蒸汽初参数对发电厂热经济性的影响(一一)提高初温对理想循环热效率的影响提高初温对理想循环热效率的影响提高初温总是可以提高热经济性的。
提高初温总是可以提高热经济性的。
(二二)提高初温对汽轮机绝对内效率的影响提高初温对汽轮机绝对内效率的影响l汽轮机的相对内效率汽轮机的相对内效率ri提高,提高,绝对内效率绝对内效率i=tri提高。
提高。
(三三)提高初压对理想循环热效率的影响提高初压对理想循环热效率的影响(四四)提高初压对汽轮机绝对内效率的影响提高初压对汽轮机绝对内效率的影响提高初压力汽轮机的相对内效率是降低的。
提高初压力汽轮机的相对内效率是降低的。
蒸汽初压蒸汽初压p0的提高对汽轮机绝对内效率的影响取决于的提高对汽轮机绝对内效率的影响取决于t和ri。
为使汽轮机绝对内效率提高,蒸汽初参数与容量的配合必须是为使汽轮机绝对内效率提高,蒸汽初参数与容量的配合必须是“高参数,大容量高参数,大容量”。
提高蒸汽初参数受到的限制提高蒸汽初参数受到的限制
(1)提高蒸汽初温受到的限制提高初温受动力设备材料强度的限制。
提高初温受动力设备材料强度的限制。
(2)提高蒸汽初压受到的限制提高初压受蒸汽膨胀终了时湿度的限制。
提高初压受蒸汽膨胀终了时湿度的限制。
四、蒸汽终参数对电厂热经济性的影响四、蒸汽终参数对电厂热经济性的影响
(一)降低蒸汽终参数对机组热经济性的影响在蒸汽初参数一定的情况下,降低蒸汽终参数在蒸汽初参数一定的情况下,降低蒸汽终参数pc使循环放热过使循环放热过程的平均温度降低,理想循环热效率程的平均温度降低,理想循环热效率增加增加。
排汽压力降低,汽轮机低压部分蒸汽湿度增大,湿汽损失增加,排汽压力降低,汽轮机低压部分蒸汽湿度增大,湿汽损失增加,汽轮机相对内效率汽轮机相对内效率下降下降;同时影响叶片的寿命;同时影响叶片的寿命。
排汽压力降低,排汽比容增大;余速损失一定时,则需使用更长排汽压力降低,排汽比容增大;余速损失一定时,则需使用更长的末级叶片或增加排汽口,且凝汽器尺寸增大,投资增加的末级叶片或增加排汽口,且凝汽器尺寸增大,投资增加。
如果排如果排汽面积不变,则排汽余速损失增大。
汽面积不变,则排汽余速损失增大。
五、蒸汽中间再热循环五、蒸汽中间再热循环(ReheatCycle)及其热经济性及其热经济性蒸汽中间再热就是将汽轮机中做过功的高压缸排汽,送到锅炉的再蒸汽中间再热就是将汽轮机中做过功的高压缸排汽,送到锅炉的再热器加热,提高温度后,送回汽轮机在以后的级中继续膨胀做功。
热器加热,提高温度后,送回汽轮机在以后的级中继续膨胀做功。
蒸汽中间再热的经济性u采用再热,排汽湿度减小,湿汽损失降低,汽轮机相对内效率采用再热,排汽湿度减小,湿汽损失降低,汽轮机相对内效率提高提高u当附加循环的热效率当附加循环的热效率朗肯循环热效率朗肯循环热效率t时,采用中间再热可时,采用中间再热可提高热经济性,且基本循环效率愈低,再热收益愈大。
提高热经济性,且基本循环效率愈低,再热收益愈大。
再热对回热热经济性的影响u机机组组功功率率一一定定时时,采采用用再再热热使使1kg蒸蒸汽汽的的做做功功增增大大(qrh),则则蒸蒸汽汽流流量量减减少少(约约15-18%),同同时时再再热热后后面面的的回回热热抽抽汽汽的的温温度度和和焓焓值值提提高高,使使回回热热抽抽汽汽量量减减少少,回回热热抽抽汽汽做做功功减减少少,凝凝汽汽流流做做功功相相对对增加,冷源损失增加,增加,冷源损失增加,减弱了回热效果减弱了回热效果,使得使得热经济性降低。
热经济性降低。
六、热电联产循环六、热电联产循环(CogenerationCycle)发电厂中利用在汽轮机中发电厂中利用在汽轮机中做过功的做过功的蒸汽蒸汽(可调节抽汽或背压排可调节抽汽或背压排汽汽)的热量供给热用户,这种在的热量供给热用户,这种在同一动力设备中同一动力设备中同时同时生产电能生产电能和热能的生产过程称为热电联产。
和热能的生产过程称为热电联产。
热电联产的生产方式分为热电联产的生产方式分为背压式背压式和和调节抽汽式调节抽汽式。
12846hfw3527146352第二章第二章发电厂的回热加热系统发电厂的回热加热系统第一节第一节回热加热器的类型回热加热器的类型按内部汽、水接触方式:
混合式加热器:
汽水直接接触表面式加热器:
汽水不接触,通过金属壁面换热1.混合式加热器及其系统的特点混合式加热器及其系统的特点可将水加热到该级加热器蒸汽压力下所对应的饱和水温度,充分利用了蒸汽的能位,经济性高;汽水直接接触,没有金属传热面,因而加热器结构简单,金属耗量少,造价低,便于汇集各种参数的汽、水;可兼做除氧设备,避免高温金属受热面腐蚀;回热系统如果全部由混合式加热器组成,则系统复杂,安全性、可靠性低,系统投资大;2.表面式加热器的特点表面式加热器的特点因有端差存在,未能最大程度里面蒸汽能位,热经济性差;有金属换热面,金属耗量大,内部结构复杂,制造困难,造价高;不能除去水中的氧和其他气体,未能有效保护高温金属部件的安全;全部由表面式加热器组成的回热系统简单,运行安全可靠,布置方便,系统投资和土建费用少;加热器内承受的压力高,导致材料价格上升。
第二节第二节表面式加热器及系统的热经济性表面式加热器及系统的热经济性一、表面式加热器的端差一、表面式加热器的端差表面式加热器的端差(上端差,出口端差),通常指加热器汽侧出口疏水温度(饱和温度)与水侧出口温度之差。
t,tabA,m212abtwj+1twjtsj12端差越小经济性越好加热器出口水温twj不变,端差小tsj抽汽压力pj回热抽汽做功比Xr,热经济性变好;加热器压力不变,tsj不变,端差小twj压力较高的回热抽汽做功比,压力较低的回热抽汽做功比,热经济性提高。
abtwj+1twjtsj12二、抽汽管道压降及热经济性二、抽汽管道压降及热经济性抽汽管道压降:
汽轮机抽汽口压力和该级回热加热器汽侧压力之差。
分析:
分析:
pjpj、tsj,则twj,压力较高的抽气量,本级抽气量,Xr,热经济性。
twj+1twjtsjjj+1三、蒸汽冷却器及其热经济性三、蒸汽冷却器及其热经济性随着机组高参数及再热的采用,高压抽汽过热度增大,导致回热加热器传热温差增加,火用损失增加,不可逆损失加大。
解决方法:
使高温蒸汽首先经过过热蒸汽冷却段降温,再进入回热加热器回热加热器内汽水温差;加热器出口水温,加热器端差,经济性。
四、表面式加热器疏水方式及热经济性分析四、表面式加热器疏水方式及热经济性分析疏水逐级自流方式疏水泵方式1.不同疏水收集方式的热经济性不同疏水收集方式的热经济性疏水泵方式的热经济性仅次于没有疏水的混合式加热器。
疏水与主水流混合后,端差,热经济性。
热量法角度:
热量法角度:
疏水逐级自流j级疏水热量进入j+1级加热器,使压力较高的j-1级加热器进口水温比疏水泵方式低。
增加了高压抽汽降低了低压抽汽,Xr,热经济性。
做功能力角度:
做功能力角度:
疏水逐级自流方式,j-1级加热器水侧进水温度比疏水泵方式稍低,汽侧压力不变时导致换热温差增大,火用损失增大。
j级加热器疏水进入j+1级时,压力降低产生压损,热能贬值利用,火用损失增大。
2.疏水冷却段(器)及其热经济性疏水冷却段(器)及其热经济性疏水冷却段(器):
疏水冷却段(器):
减少疏水逐级自流排挤低压抽汽带来的能量损失;避免采用疏水泵方式带来的问题。
pjhjhwjpj+1hj+1hjhj+1hwj+1hwj+2减少对低压抽汽的排挤,更多地利用了本级疏水热量;使高压抽汽减小低压抽汽增大,减弱疏水逐级自流带来的负面影响。
j级加热器内换热温差降低,火用损失减小。
pjhjhwjpj+1hj+1hjhj+1hwj+1hwj+2外置式外置式内置式内置式下端差:
下端差:
疏水温度与本级加热器进口水温进口水温之差称为下端差(入口端差);上端差上端差第三节给水除氧及除氧器腐蚀热力设备及其管道;造成传热恶化,降低机组的热经济性;通过汽轮机通流部分,会在叶片上沉积,不仅降低汽轮机的出力,还会使轴向推力,危及机组安全。
给水除氧的必要性给水除氧的必要性给水除氧方法给水除氧方法1.化学除氧化学除氧2.物理除氧亨利定律亨利定律亨利定律亨利定律:
气体在水中的溶解度,与该气体在水面上的分压力成正比。
即单位体积水中溶解某气体量b与水面上该气体的分压力Pb成正比。
热力除氧原理热力除氧原理道尔顿定律:
道尔顿定律:
混合气体的全压力等于各组成气(汽)体分压力之和:
1)在除氧器中ppjps总压各气体分压水蒸汽压力对热除氧的要求:
(1)水应加热到除氧器工作压力下的饱和温度;
(2)及时排走水中逸出气体;(3)除氧水与加热蒸汽有足够的接触面积,蒸汽与水逆向流动,确保有较大的不平衡压差。
除氧器的热平衡及自生沸腾除氧器的热平衡及自生沸腾除氧器的自生沸腾除氧器的自生沸腾现象:
无须回热抽汽加热,其它各项汽水流量的热量已能将水加热至除氧器工作压力下的饱和温度,这种情况称为除氧器自生沸腾。
危害:
危害:
回热抽汽管上的逆止阀关闭,破坏了汽水逆向流动;排气工质损失加大,热量损失也加大;除氧效果恶化;威胁除氧器的安全第四节第四节除氧器的运行及其热经济性分析除氧器的运行及其热经济性分析除氧器的运行方式除氧器的运行方式定压运行滑压运行除氧器的滑压运行除氧器
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- 火力发电厂 复习