热力循热经济性

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1、绪论一.电力工业的发展与现状1.装机容量与发电量装机总容量300GW以上,单机容量300MW以上为主发电量世界第2位,秦山,大亚湾核电站投入运行单机容量900MW2.电力工业存在的问题设备利用率低,年均4811小时;人均用电量低,919KW,不到世界平均水平的1/2;耗煤量高,378g/kwh设备落后多为亚临界或超高压机组二.热力发电的发展方向1.发展高参数大容量机组2.加快烟气脱硫脱硝技术进步3.洁净煤发电技术4.大型燃气轮机,联合循环发电技术三.热力发电厂的类型和基本要求1.按能源分:化石类能源,原子能发电,地热发电,太阳能发电2.按原动机分:气轮机,燃气

2、轮机,内燃机,燃气蒸汽联合循环发电3.按装机容量分:25MW以下小型,25_250MW中,250MW以上大型4.按蒸汽初压分:中低压3.43Mpa以下,高压8.83Mpa,超高压12.75Mpa,亚临界16.18Mpa,超临界23.54Mpa5.按电厂位置分:坑口电厂,负荷中心电厂等基本要求:节能环保低成本四.预备知识1.热力学第一定律2.热力学第二定律3.热力学基本概念:熵,焓,,熵:是工质与外界交换热量的标志量;ΔS>0吸热,ΔS<0放热.SKJ/K比熵skj/kg.k焓:工质流过系统时将热力学能和推动功带入或带出系统,二者同时出现;将热力学能和推动功之和

3、称焓.H=U+PVJ,KJ比焓hJ/kgkj/kg:EKJ比ekj/kg第一章　热力发电厂动力循环及其热经济性热力发电厂热经济性的评价方法凝汽式发电厂的主要热经济性指标发电厂的动力循环第一节热力发电厂热经济性的评价方法发电厂中能量的转换过程（存在各种损失）化学能—热能—机械能—电能（煤）（锅炉）（汽轮机）（发电机）发电厂热经济性的评价——通过能量转换过程中能量的利用程度或损失大小来衡量目的：研究损失产生的部位、大小、原因及其相互关系，找出减少这些热损失的方法和相应措施一、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

4、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，常用于定性分析二、热量法热量法以热效率或热损失率的大小衡量电厂的热经济性热效率反映热力设备将能量转换或输出有效能量的程度，不同阶段热效率不同。能量平衡关系：供给热量=有效利用热量+损失热量有再热的凝汽式发电厂循环系统图简单凝汽式发电厂循环系统图GBTCηbηiηcp=ηbηpηiηmηgηgηmηpQbQ0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、

5、散热损失、未完全燃烧损失、排污损失等（1）锅炉bcpQbQbhz-=D=1cpQbQcpQbQBqbQbD-===1neth0.9~0.94锅炉热效率锅炉热损失率管道能量平衡关系：锅炉热负荷Qb=汽轮机热耗量Q0+管道热损失△Qp（2）管道GBTC0.98~0.99QbQ0ηp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（3）汽轮机010QcQQiWiD-==h)1(ipbcpQcQchhhz-=D=0.45~0.47GTηiQ0Wi△Qc汽轮机机械

6、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△Qm3600Pax=Wi-△Qm（4）机械效率0.965~0.99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（5）发电机0.95~0.98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（6）全厂总效率0.38~0.42全厂总能量损失Σ△Qj=△Qb+△Qp+△Qc+△Qm+△Qg火力发电厂的各项损失（%）项目高参数超高参数超临界参数△Qb1098△Qp10.50.5△Qc57.552.550.5△Qm0.50.50.5△Qg0.50.

7、50.5总能量损失69.56360全厂总效率30.53740热流图二、熵方法实际的动力过程是不可逆的，必然引起熵增熵方法——通过熵增（熵产）的计算来确定做功的损失环境温度Ten，则熵增△s引起的做功损失I为：I=Ten△s典型不可逆过程的做功能力损失（1）有温差的换热过程——冷凝器、加热器放热过程：熵减△sa吸热过程：熵增△sb吸热量=放热量换热过程熵增：做功损失：△T↑、↓，I↑Ten过程熵增:△s火用损△E（2）不可逆绝热膨胀过程——汽轮机做功损失：不可逆绝热膨胀tuen（3）不可逆绝热压缩过程——水泵做功损失：不可逆绝热压缩en（4）节流过程—汽轮机进汽

8、调节结构做功损失：有摩阻的流动en（二