火力发电厂的热力系统的讲义精选课件.ppt

1、燃料制备燃料制备（制粉系统）（制粉系统）燃烧传热燃烧传热（锅炉系统）（锅炉系统）热能输送热能输送（管道系统）（管道系统）热功转换热功转换（汽轮发电机组）（汽轮发电机组）冷端放热冷端放热（冷却系统）（冷却系统）变电送电变电送电（升压站）（升压站）简单朗肯循环简单朗肯循环给水回热朗肯循环给水回热朗肯循环回热再热朗肯循环回热再热朗肯循环双重循环（燃气双重循环（燃气-蒸汽循环）蒸汽循环）热电循环（热电联产）热电循环（热电联产）sTT0cchfwhh0hhcawcT特点：定压变温吸热，定压定温放热特点：定压变温吸热，定压定温放热hsp0pc0t0hhhcca循环膨胀hohcoThfwhwc系统hohco

2、ThfwhwcsTT0cchfwhh0hhcawcThsp0pc0t0hhhcca理想朗肯循环理想朗肯循环热效率：热效率：fwfwiafwwcfwcafwwccafwcacahhhHhhhhhhhhhhhhqqqqq 00000000t)()()()(1 理想焓降理想焓降水泵焓升水泵焓升循环膨胀系统)kJ/kg(1000)(fpfpinoutwcfwfwvpphhh 水泵焓升：水泵焓升：hohcoThfwhwcsTT0cchfwhh0hhcawcT系统循环 pout、pin水泵出、入口压力，水泵出、入口压力，Pa vfp 水泵中水的平均比容，水泵中水的平均比容，m3/kgfp水泵效率水泵效率实

3、际朗肯循环热效率（汽轮机绝实际朗肯循环热效率（汽轮机绝对内效率）：对内效率）：fwfwifwwcfwcfwwccfwcchhhHhhhhhhhhhhhhqqqqq 00000000i)()()()(1 hohcoThfwhwcsTT0cchfwhh0hhcawcT系统循环实际焓降实际焓降hsp0pc0t0hhhcca膨胀ti iaiHHfwhhchwcohoTc组成：简单朗肯循环组成：简单朗肯循环+给水回热系统给水回热系统TsT0chfwhh0hcawchcTscpchcahph0t00hppppp12345循环膨胀系统给水回热实际循环热效率（汽轮机绝给水回热实际循环热效率（汽轮机绝对内效率）

4、：对内效率）：wcccfwjcccccrihhqhhqqqqqq 0000011 fwhhchwcohoTc系统算法算法1（扣除了水泵焓升）：（扣除了水泵焓升）：fwjajcaciajjcciritiaiiairihhqhhhhHhhhhHHHqHqH 00000000)()()()(scpchcahph0t00hppppp12345膨胀算法算法2（不扣除水泵焓升）：（不扣除水泵焓升）：因为水泵焓升的处理不同，两种因为水泵焓升的处理不同，两种算法不相等。算法不相等。回热循环效率高于简单循环效率，回热循环效率高于简单循环效率，参见参见热力发电厂热力发电厂P18，这里也，这里也可以给出简单证明：可

5、以给出简单证明：fwhhchwcohoTc系统 )()(00jjccihhhhH fwhhchwcohoTc系统1kg蒸汽做功的有效焓降：蒸汽做功的有效焓降：)()()()(00000jjwccjjwccjcfwhhhhhhhhhq 1kg工质从锅炉吸热量：工质从锅炉吸热量：给水焓用凝结水焓给水焓用凝结水焓和抽汽焓表示，忽和抽汽焓表示，忽略加热器损失。略加热器损失。irricccccjjccjjcccjjcjjccjjwccjjcciriAAqHHHHHqHHqHHhhhhhhhhqH 1111)()()()(00000000给水回热实际循环热效率（汽轮机绝对内效率）：给水回热实际循环热效率（

6、汽轮机绝对内效率）：做功系数做功系数随系统而定随系统而定简单循环吸热简单循环吸热简单循环的功简单循环的功irii 1v回热级数越多，最佳给水回热级数越多，最佳给水温度越高；温度越高；v回热效率随着回热级数增回热效率随着回热级数增多而增加；多而增加；v回热级数越多，再增加一回热级数越多，再增加一级回热的效率增加越少；级回热的效率增加越少；fwhhhwcThhTrhrhccooTsTcchfwhhcawch0h0Tsh0hhcacp21ppt04p0prhpcp3p5h循环膨胀系统回热再热实际循环热效率（汽轮机绝对内效率）：回热再热实际循环热效率（汽轮机绝对内效率）：shtp00chcah1p2p

7、ppp453pcrhprh2rh1hh0h膨胀rhrhfwZRjrhccrhjjRjjjiqDhhDqhhDqhhDhhD )()()()(0010010 总回热级数总回热级数再热前回热级数再热前回热级数汽机排汽量汽机排汽量rhjrhrhjjrhrhiqhhhhhhhhhhH 0120210再热后的蒸汽做功量：再热后的蒸汽做功量：蒸汽从锅炉再蒸汽从锅炉再热器的吸热量热器的吸热量汽机得到的再汽机得到的再热量热量tp2p10p05cp3ppp4prhhhccahhrh1h0rh2hs循环TsTcchfwhhcawch0h0T循环fwhhhwcThhTrhrhccoo系统教材教材P3图图1-1、P4

8、图图1-2、P8图图1-6不对不对gmritpbmelimiaiiabLbLelelPPPPPPQPQQBQQBQP 00B燃煤量，燃煤量，t/sQL 燃料低位发热值，燃料低位发热值，kJ/kgPia、Pi、Pm、Pel 汽机理想内功率、汽机内功率、汽机输出功率、汽机理想内功率、汽机内功率、汽机输出功率、发电功率，发电功率，MWQb、Q0 锅炉热负荷、汽机耗热量，锅炉热负荷、汽机耗热量，MJ/s发电机效率发电机效率汽机机械效率汽机机械效率汽机相对内效率汽机相对内效率理想循环效率理想循环效率管道热效率管道热效率锅炉热效率锅炉热效率LfwblblrhrhfwbbLbbBQhhDqDhhDBQQ)(

9、)(蒸汽从锅炉再蒸汽从锅炉再热器的吸热量热器的吸热量排污量排污量fwhhhwcThhTrhrhccoo系统)()()()(000fwblblrhrhfwbbfwblsblsrhrhfwbphhDqDhhDhhDqDhhDQQ 蒸汽从锅炉再蒸汽从锅炉再热器的吸热量热器的吸热量汽机得到的再汽机得到的再热量热量汽机进汽热量汽机进汽热量fwhhhwcThhTrhrhccoo系统排污二次汽热量排污二次汽热量)()()()()()(010100101000rhccZRjrhjjRjjjirhcacZRjrhjajRjjajiaritiaiiaiiqhhDqhhDhhDPqhhDqhhDhhDPPPQPQP

10、 全称：汽轮机实际循环热效率、全称：汽轮机实际循环热效率、汽轮机绝对内效率汽轮机绝对内效率shtp00chcah1p2pppp453pcrhprh2rh1hh0h膨胀Z总回热级数；总回热级数；R 再热前回热级数再热前回热级数汽机内功率：汽机内功率：汽机理想内功率：汽机理想内功率：immPP 有效机械功率有效机械功率melgPP 提高。提高。实际上，提高初温度相当于增实际上，提高初温度相当于增加了一个高效率的附加循环。加了一个高效率的附加循环。avcktTT 1 初参数：初温度、初压力初参数：初温度、初压力结论结论：提高初温度使理想循：提高初温度使理想循环热效率提高：在初压力环热效率提高：在初压

11、力p0和排和排汽压力汽压力pc下，初温度提高使吸热下，初温度提高使吸热平均温度提高，使等效卡诺循平均温度提高，使等效卡诺循环热效率环热效率分析的理由：分析的理由：如图，初温度从如图，初温度从1升高到升高到1，吸热，吸热量量q0增大，放热量增大，放热量qc增大，做功增大，做功量量q0-qc也增大，效率也增大，效率t如何变化如何变化难于确定。难于确定。0001qqqqqcct 不用热效率定义式不用热效率定义式结论结论：在一定的初温：在一定的初温T0下，提高初压力也可以提高热下，提高初压力也可以提高热效率。但是，不总提高。因为：效率。但是，不总提高。因为：v汽化潜热随压力提高而减少汽化潜热随压力提高

12、而减少v低温加热量也逐渐增加低温加热量也逐渐增加结论结论：初温越高，理想循环热效率随初压力提高增加：初温越高，理想循环热效率随初压力提高增加越快越快同时提高初温度和初压力热效果最好。同时提高初温度和初压力热效果最好。结论结论：任何初温存在使效率最高的初压力：任何初温存在使效率最高的初压力实际循环热效率：实际循环热效率：汽机相对内效率汽机相对内效率理想循环热效率理想循环热效率初温度和初压力对初温度和初压力对ri的影响是不同的：的影响是不同的：v提高初温度，相对内效率提高：提高初温度，相对内效率提高：容积流量增加，漏汽损失减少容积流量增加，漏汽损失减少排汽湿度降低，湿汽损失减少排汽湿度降低，湿汽损

13、失减少v提高初压力，相对内效率降低：提高初压力，相对内效率降低：容积流量减少，漏汽损失增加容积流量减少，漏汽损失增加排汽湿度增加，湿汽损失增加排汽湿度增加，湿汽损失增加若采用部分进汽，还产生鼓风损失和弧端损失若采用部分进汽，还产生鼓风损失和弧端损失ritiaiiaiiPPQPQP 00图中曲线显示了以上分析：图中曲线显示了以上分析：v初压力一定，相对内效率初压力一定，相对内效率随温度提高而提高，随温度提高而提高，v初温度一定，相对内效率初温度一定，相对内效率随初压提高而降低。大容量随初压提高而降低。大容量机组降的慢；小容量机组降机组降的慢；小容量机组降得快（叶片高度小，漏汽间得快（叶片高度小，

14、漏汽间隙相对大，漏汽损失多。隙相对大，漏汽损失多。），），甚至超过理想循环热效率的甚至超过理想循环热效率的增加值。增加值。总之，大容量机组采用高参数才总之，大容量机组采用高参数才能提高机组热效率能提高机组热效率理论最有利初压力：实理论最有利初压力：实际循环热效率际循环热效率i最高点对最高点对应的初压力应的初压力初温度越高，理论最有初温度越高，理论最有利初压力值越高利初压力值越高机组容量越大，理论最机组容量越大，理论最有利初压力值越高有利初压力值越高大容量、高参数的经济大容量、高参数的经济性：性：34.3MPa435提高到提高到8.83MPa535节省燃料节省燃料1216%;再提高到再提高到12

15、.75MPa535/535又可以节省又可以节省88.5%;再提高到再提高到23.52MPa565/565还可节省还可节省810%蒸汽初参数最佳值，要通过复杂的技术经济比较才能确定。蒸汽初参数最佳值，要通过复杂的技术经济比较才能确定。提高初参数使投资增加的项目有：提高初参数使投资增加的项目有：v锅炉、汽轮机、蒸汽管道、回热设备锅炉、汽轮机、蒸汽管道、回热设备提高初参数使投资减少的项目有：提高初参数使投资减少的项目有：v燃料运输、煤粉制备燃料运输、煤粉制备v送引风机送引风机v除灰系统除灰系统v除尘设备除尘设备v凝汽设备和供水设备凝汽设备和供水设备我国部分600MW运行机组的蒸汽初参数 主蒸汽主蒸汽

16、再热蒸汽再热蒸汽热耗热耗MpaMpakJ/kW.h哈尔滨汽机厂哈尔滨汽机厂16.575373.365378005瑞士瑞士ABB24.205384.345667647.6日本东芝日本东芝16.565373.65377871.6法国法国Alsthom16.665373.625377790东方汽机厂东方汽机厂16.705383.615387888v材料的高温性能材料的高温性能v末级叶片的最大允许湿末级叶片的最大允许湿度。凝汽式机组最大允许度。凝汽式机组最大允许湿度湿度910%，抽汽机组，抽汽机组1415%（最大排汽工况（最大排汽工况比较少）。比较少）。v中间再热参数：再热压力、再热后温度中间再热参数

17、：再热压力、再热后温度v中间再热的目的是提高大容量高参数机组的热经济性：中间再热的目的是提高大容量高参数机组的热经济性：可以提高理想循环热效率可以提高理想循环热效率可以降低汽轮机排汽湿度，提高相对内效率可以降低汽轮机排汽湿度，提高相对内效率v中间再热参数的最佳选择方案可以使发电机组热经济中间再热参数的最佳选择方案可以使发电机组热经济性达到最大值性达到最大值中间再热循环的组成：中间再热循环的组成：v没有再热的基本循环没有再热的基本循环v采用再热所形成的附加循环采用再热所形成的附加循环提高再热后的温度，可以提高附加循环平均吸热温度，提高再热后的温度，可以提高附加循环平均吸热温度，提高理想循环热效率

18、；并且降低排汽湿度，使汽轮机相提高理想循环热效率；并且降低排汽湿度，使汽轮机相对内效率有所提高。对内效率有所提高。v再热后温度每提高再热后温度每提高10，热效率提高热效率提高0.20.3%v一般一般,选择等于或接近于选择等于或接近于新蒸汽温度新蒸汽温度热力学最佳中间再热压力：中间再热后温度确定后，中热力学最佳中间再热压力：中间再热后温度确定后，中间再热压力存在最佳选择使再热循环效率达到最高。间再热压力存在最佳选择使再热循环效率达到最高。热力学最佳中间再热压力算例热力学最佳中间再热压力算例实际循环热效率与再热压力0.3990.40.4010.4020.4030.4040.4050.4060123

19、4567再热压力（MPa）实际循环热效率确定最佳中间再热压力还需要考虑如下具体因素：确定最佳中间再热压力还需要考虑如下具体因素：v满足汽轮机末级容许湿度的要求满足汽轮机末级容许湿度的要求v与某级回热抽汽合并为相同压力，简化汽缸结与某级回热抽汽合并为相同压力，简化汽缸结构构v再热点往往作为分缸点，要考虑高、中压缸功再热点往往作为分缸点，要考虑高、中压缸功率分配和推力平衡问题。率分配和推力平衡问题。v再热压力选择过低，再热蒸汽系统的管道投资再热压力选择过低，再热蒸汽系统的管道投资增加较快。增加较快。机组容量越大，中间再热的经济效益越高。机组容量越大，中间再热的经济效益越高。在循环初终参数一定的情况

20、下，为使给水回热循环效率在循环初终参数一定的情况下，为使给水回热循环效率达到最大，必须合理确定给水回热系统的主要参数：达到最大，必须合理确定给水回热系统的主要参数：v给水温度给水温度tfwv回热加热量在各回热级之间的分配回热加热量在各回热级之间的分配hwv回热级数回热级数Z三者联系紧密，而且相互影响。三者联系紧密，而且相互影响。v热力学最佳给水温度：在给定条件下，使回热循环绝对内热力学最佳给水温度：在给定条件下，使回热循环绝对内效率达到最大值的给水温度，也是使回热加热系统不可逆热效率达到最大值的给水温度，也是使回热加热系统不可逆热交换引起的做功能力损失达到最小的给水温度。给水加热过交换引起的做

21、功能力损失达到最小的给水温度。给水加热过程的做功能力损失主要包括回热蒸汽加热和锅炉烟气加热两程的做功能力损失主要包括回热蒸汽加热和锅炉烟气加热两部分。部分。v热力学最佳给水温度与如何分配总加热量有关：分配方案热力学最佳给水温度与如何分配总加热量有关：分配方案不是唯一的，必有一个使回热循环绝对内效率达到最大值。不是唯一的，必有一个使回热循环绝对内效率达到最大值。v热力学最佳给水温度与回热级数有关：增加回热级数可以热力学最佳给水温度与回热级数有关：增加回热级数可以减少抽汽与给水之间的传热温差，减少做功能力的损失；还减少抽汽与给水之间的传热温差，减少做功能力的损失；还可以提高最佳给水温度。可以提高最

22、佳给水温度。v绝对内效率：蒸汽在汽轮机做的内功除以工质在锅炉的吸绝对内效率：蒸汽在汽轮机做的内功除以工质在锅炉的吸热热v用新蒸汽加热给水显然没有回热效果用新蒸汽加热给水显然没有回热效果（1）焓降分配法：每级给水的焓升取作前一级至本）焓降分配法：每级给水的焓升取作前一级至本级蒸汽在汽轮机中的焓降。级蒸汽在汽轮机中的焓降。zwcziiwwcopfwiiiwhhhhhhzihhh 01)()(1)()(,2,1,主蒸汽焓主蒸汽焓凝结水焓凝结水焓本级抽汽焓本级抽汽焓前一级抽汽焓前一级抽汽焓最佳给水焓：最佳给水焓：每级给水焓升：每级给水焓升：第第Z级抽汽焓级抽汽焓（2）平均分配法：每一级加热的给水焓升相

23、等）平均分配法：每一级加热的给水焓升相等wwcopfwwcbwhzhhzhhh 1凝结水焓凝结水焓最佳给水焓：最佳给水焓：每级给水焓升：每级给水焓升：锅炉汽包水焓锅炉汽包水焓（3）等焓降分配法：使汽轮机各回热抽汽之间蒸汽）等焓降分配法：使汽轮机各回热抽汽之间蒸汽焓降相等，每级回热给水的焓升等于蒸汽焓降。焓降相等，每级回热给水的焓升等于蒸汽焓降。wwcopfwcwhzhhzhhh 10凝结水焓凝结水焓最佳给水焓：最佳给水焓：每级给水焓升：每级给水焓升：主蒸汽焓主蒸汽焓（4）几何级数分配法）几何级数分配法:上述诸方法差不多。上述诸方法差不多。11)()()1()3()2()2()(mmhhhmhh

24、hhhhzzwwcopfwzwzwwwwfww凝结水焓凝结水焓最佳给水焓：最佳给水焓：几何级数比例：几何级数比例：第第1级焓升级焓升第第Z级焓升级焓升给水回热的基本规律：给水回热的基本规律：回热级数越多，热效率越高。回热级数越多，热效率越高。但其增长率递减，因为增加但其增长率递减，因为增加的给水加热量、抽汽量和其的给水加热量、抽汽量和其在汽轮机中的做功随级数增在汽轮机中的做功随级数增加而减少。加而减少。每一定的回热级数均有相应每一定的回热级数均有相应的最佳给水温度，且回热级的最佳给水温度，且回热级数越多，最佳给水温度越高。数越多，最佳给水温度越高。1)在一定的回热级数下，效率在一定的回热级数下

25、，效率曲线最高点较平缓，即使给曲线最高点较平缓，即使给水温度与最佳值有偏差，对水温度与最佳值有偏差，对热效率影响并不大。热效率影响并不大。再热机组的回热系统还应该考虑：再热机组的回热系统还应该考虑：v高压缸排汽作为一级回热抽汽高压缸排汽作为一级回热抽汽v若高压缸排汽不满足最佳给水温度的要求，高压缸若高压缸排汽不满足最佳给水温度的要求，高压缸应该再设一级回热抽汽应该再设一级回热抽汽v一般采取增加高压缸排汽的抽汽量，可以减少回热一般采取增加高压缸排汽的抽汽量，可以减少回热加热过程的做功能力损失。因为高压缸排汽的温度低，加热过程的做功能力损失。因为高压缸排汽的温度低，再热之后温度高。可以取正常抽汽量

26、的再热之后温度高。可以取正常抽汽量的1.51.8倍。倍。经济上最佳给水温度：按照国家的技术经济政策，通过技术经济上最佳给水温度：按照国家的技术经济政策，通过技术经济比较确定的最佳给水温度。经济比较确定的最佳给水温度。经济上最有利给水温度的确定涉及到汽轮机和锅炉设备的运经济上最有利给水温度的确定涉及到汽轮机和锅炉设备的运行工况；并且影响运行和投资费用的变化。例如：提高给水行工况；并且影响运行和投资费用的变化。例如：提高给水温度，可以节省燃料，但也增加了回热系统的设备。同时，温度，可以节省燃料，但也增加了回热系统的设备。同时，增加了锅炉的产汽量和汽轮机高压缸的进汽量，汽轮机低压增加了锅炉的产汽量和

27、汽轮机高压缸的进汽量，汽轮机低压缸和凝汽流量相应减少。所以不同程度地影响到许多系统的缸和凝汽流量相应减少。所以不同程度地影响到许多系统的投资和运行费用（锅炉、汽轮机、主蒸汽管道、主给水管道、投资和运行费用（锅炉、汽轮机、主蒸汽管道、主给水管道、回热加热装置、给水泵、凝汽设备和冷却系统、燃料系统、回热加热装置、给水泵、凝汽设备和冷却系统、燃料系统、送引凤系统、除尘和除灰系统、厂用电系统）。送引凤系统、除尘和除灰系统、厂用电系统）。燃料价格和设备利用率是主要经济因素之一：提高给燃料价格和设备利用率是主要经济因素之一：提高给水温度时，设备利用率越高燃料节省越多，燃料价格水温度时，设备利用率越高燃料节

28、省越多，燃料价格越高燃料费用的减少越明显。越高燃料费用的减少越明显。经济上最有利的回热级数和给水温度主要取决于钢煤经济上最有利的回热级数和给水温度主要取决于钢煤比价，即燃料价格和设备投资，并且与机组容量和设比价，即燃料价格和设备投资，并且与机组容量和设备利用率有关。煤价高，钢价低，设备利用率高，回备利用率有关。煤价高，钢价低，设备利用率高，回热级数可较多，给水温度可较高。高参数大容量机组热级数可较多，给水温度可较高。高参数大容量机组应该采用较多回热级数和较高的给水温度。应该采用较多回热级数和较高的给水温度。价格要有预见性价格要有预见性（一）疏水泵连接（一）疏水泵连接送到出口的经济性好：送到出口

29、的经济性好：疏水与凝结水混合，提疏水与凝结水混合，提高的是上一级的进水温高的是上一级的进水温度，减少的是上一级的度，减少的是上一级的抽汽量。抽汽量。（二）疏水逐级自流连接（二）疏水逐级自流连接热经济性最差，可靠性最高，投资少，不耗电，运行简热经济性最差，可靠性最高，投资少，不耗电，运行简单，维护方便，是普遍采用的疏水回收方式之一。单，维护方便，是普遍采用的疏水回收方式之一。回热系统设计是一个复杂的技术经济问题：回热系统设计是一个复杂的技术经济问题：v追求简单可靠和可控性追求简单可靠和可控性v追求尽量高的热经济性追求尽量高的热经济性v较小的过热度不宜采用蒸汽冷却器较小的过热度不宜采用蒸汽冷却器（

30、a）N200-12.75/535/535型机型机组（三缸二排汽）组（三缸二排汽）自然循环锅炉自然循环锅炉8级回热抽汽级回热抽汽3高、高、4低、低、1除氧除氧电动前置给水泵电动前置给水泵电动调速给水泵电动调速给水泵外置疏水冷却器外置疏水冷却器外置蒸汽冷却器提高水温外置蒸汽冷却器提高水温4疏水逐级自流疏水逐级自流（b）N300-16.18/550/550型机组型机组亚临界直流锅炉亚临界直流锅炉8级回热抽汽级回热抽汽3高、高、4低、低、1除氧除氧汽轮机拖动给水泵汽轮机拖动给水泵为直流锅炉配置除盐装置为直流锅炉配置除盐装置（c）引进法国）引进法国N600-17.75/540/540型机组型机组前置给水

31、泵和给水泵由一台汽前置给水泵和给水泵由一台汽轮机拖动轮机拖动7级回热抽汽级回热抽汽高加高加2外置蒸汽冷却器外置蒸汽冷却器（d）引进美国）引进美国N600-16.67/537/537型机组型机组强制循环锅炉强制循环锅炉8级回热抽汽级回热抽汽3高、高、4低、低、1除氧除氧汽轮机拖动给水泵汽轮机拖动给水泵高加全配内置蒸汽冷却器高加全配内置蒸汽冷却器和疏水冷却器和疏水冷却器低加全配内置疏水冷却器低加全配内置疏水冷却器（e）前苏联）前苏联1200MW超临超临界机组界机组单轴五缸六排汽冲动式单轴五缸六排汽冲动式180回转高压缸回转高压缸3950t/h直流锅炉直流锅炉中低压缸均为分流布置中低压缸均为分流布置

32、9级回热抽汽级回热抽汽3高、高、5低、低、1除氧除氧H3高加有内置和外置蒸汽高加有内置和外置蒸汽冷却器冷却器汽轮机拖动给水泵汽轮机拖动给水泵汽轮机拖动送风机汽轮机拖动送风机给水冷却器给水冷却器（f）美国坎伯兰等地安装）美国坎伯兰等地安装的的1300MW超临界机组超临界机组双轴六缸八排汽双轴六缸八排汽两轴功率相等两轴功率相等8级回热抽汽级回热抽汽4高、高、3低、低、1除氧除氧汽轮机拖动给水泵送风机汽轮机拖动给水泵送风机蒸发器产生蒸馏水补充蒸发器产生蒸馏水补充再热压损：从高压缸排汽口至中压缸入口的流动阻力引再热压损：从高压缸排汽口至中压缸入口的流动阻力引起的压力降低起的压力降低减少蒸汽的做功能力，

33、降低机组的经济性。再热压损每减少蒸汽的做功能力，降低机组的经济性。再热压损每增加增加98kPa，汽轮机热耗增加，汽轮机热耗增加0.20.3%。减少再热压损，一般要增加投资，主要技术措施有：减少再热压损，一般要增加投资，主要技术措施有：v采用大直径管采用大直径管v采用双管道，并采用一段较长的大直径管道采用双管道，并采用一段较长的大直径管道再热压损常控制为高压缸排汽压力的再热压损常控制为高压缸排汽压力的812%；机组容量；机组容量越大，取值应偏小。越大，取值应偏小。原则（材质已知）：选择直径、壁厚使年运行费用最低原则（材质已知）：选择直径、壁厚使年运行费用最低321MMMM 年平均投资年平均投资阻

34、力燃料费阻力燃料费散热燃料费散热燃料费年运行费用：年运行费用：直径增加使投资增加，阻力减少，散热增加直径增加使投资增加，阻力减少，散热增加年平均投资年平均投资M1：)/()(1年年元元nLDPMitstwst Dw _管道外直径，管道外直径，m_管道壁厚，管道壁厚，mPst_钢材单价，元钢材单价，元/吨吨st_钢材密度，钢材密度，t/m3it _安装费率安装费率L _管道长度，管道长度，m阻力燃料费阻力燃料费M2：42)/(22222 wnnfugmawDAADVPbhDhVDLM年年元元、_摩擦、局部阻力系数摩擦、局部阻力系数_管道内工质密度，管道内工质密度，kg/m3ha_年运行小时数年运

35、行小时数b_发电标准煤耗率，发电标准煤耗率，kg/kW.h h_焓降压力变化率，焓降压力变化率，h=0.000006kJ/(Pa.kg)D _管道内工质流量，管道内工质流量，kg/sPfu_标准煤单价，元标准煤单价，元/公斤公斤shtp00h01p2pppp453pcrhphrh2rh1hh算例024680200400600管道内直径（mm）年费用（万元）年投资阻力燃料费年费用一、蒸汽终参数对循环热效率的影响一、蒸汽终参数对循环热效率的影响汽机排汽压力的相关因素：汽机排汽压力的相关因素：v汽轮机负荷汽轮机负荷v冷却水温度冷却水温度v冷却水流量冷却水流量v凝汽器的冷却面积和凝汽器的冷却面积和构造

36、构造v汽机排汽口构造汽机排汽口构造v汽轮机末级叶片高度汽轮机末级叶片高度理想循环热效率排汽压力5050525254545656585860600 00.0050.0050.010.010.0150.0150.020.02排汽压力（MPa）排汽压力（MPa）理想循环热效率（%）理想循环热效率（%）4002702701 ctt 汽轮机排汽压力汽轮机排汽压力pc越低，排汽温度越低，排汽温度tc越低，理想循环热效越低，理想循环热效率越大。但是，降低排汽压力也有不利的影响：率越大。但是，降低排汽压力也有不利的影响：v汽轮机设计方面：排汽压力汽轮机设计方面：排汽压力pc越低，排汽比容越低，排汽比容vc越越

37、大，需要长叶片或多个排汽口，增加汽轮机的造价大，需要长叶片或多个排汽口，增加汽轮机的造价v汽轮机运行方面：末级排汽面积一定时，凝汽器压汽轮机运行方面：末级排汽面积一定时，凝汽器压力力pc越低，排汽比容越低，排汽比容vc越大，流速增大，排汽管阻力越大，流速增大，排汽管阻力增大，甚至使汽轮机排汽压力升高。增大，甚至使汽轮机排汽压力升高。汽轮机极限真空：实际内功汽轮机极限真空：实际内功Pi达到最大值的凝汽器真空达到最大值的凝汽器真空蒸汽比容饱和压力02040608010012014000.0020.0040.0060.0080.010.012饱和压力（MPa）蒸汽比容（立米/公斤）背压凝汽器压力（M

38、Pa）00.0020.0040.0060.0080.010.0120.01400.0020.0040.0060.0080.010.012凝汽器压力背压极限真空极限真空汽轮机功率凝汽器压力18600018800019000019200019400019600019800020000000.0020.0040.006 0.0080.010.012凝汽器压力（MPa）汽轮机功率（kW）极限真空极限真空二、最佳运行真空：最大净增加功率对应的凝汽器真空二、最佳运行真空：最大净增加功率对应的凝汽器真空v每台汽轮机应该试验确定在不同排汽量和不同冷却水温每台汽轮机应该试验确定在不同排汽量和不同冷却水温条件下的

39、最佳运行真空条件下的最佳运行真空W (pc)opt =constantD =constantcw1PopP -iPpuW(pc)puPiP极限真空三、降低蒸汽终参数的限制三、降低蒸汽终参数的限制自然限制：冷却水温度自然限制：冷却水温度tw1技术限制：冷却水量、凝汽器面积、排汽面积技术限制：冷却水量、凝汽器面积、排汽面积排汽压力：排汽压力：1520)(187.4w2ccw1w2cw2cw1w2w1w1ccc WkAettttWDttttttttttttttfp 排汽温度：排汽温度：循环水温升：循环水温升：凝汽器端差：凝汽器端差：随随W增加减少增加减少随随A增加减少增加减少W_循环水量循环水量A_

40、凝汽器面积凝汽器面积Dc_汽轮机排汽量汽轮机排汽量（任一项降低都使排汽温度降低）（任一项降低都使排汽温度降低）v额定工况下，维持额定蒸汽参数额定工况下，维持额定蒸汽参数v变工况下，维持最佳蒸汽参数变工况下，维持最佳蒸汽参数v保持凝汽器最佳真空保持凝汽器最佳真空v提高回热加热器投入率，尽量提高给水温度提高回热加热器投入率，尽量提高给水温度v在技术经济合理的条件下，尽量回收余热在技术经济合理的条件下，尽量回收余热v保持主设备的经济运行状态保持主设备的经济运行状态锅炉方面：锅炉方面：送引风量合理，保持最佳过剩空气量送引风量合理，保持最佳过剩空气量煤粉细度合理，保持各相关损失之和最小煤粉细度合理，保持

41、各相关损失之和最小燃烧调整，减少不完全燃烧损失燃烧调整，减少不完全燃烧损失汽轮机方面：汽轮机方面：合理分配负荷合理分配负荷尽量全开调节阀，减少节流损失尽量全开调节阀，减少节流损失保持流通部分清洁保持流通部分清洁回收疏水，减少工质损失和热量损失回收疏水，减少工质损失和热量损失减少凝结水过冷度减少凝结水过冷度保持轴封系统状态良好，减少漏汽量保持轴封系统状态良好，减少漏汽量v降低厂用电率降低厂用电率v投入自动装置：调节及时、精确，容易保证最佳状态。投入自动装置：调节及时、精确，容易保证最佳状态。v提高系统严密性提高系统严密性发电厂原则性热力系统图：用规定的符号表示热力循环发电厂原则性热力系统图：用规

42、定的符号表示热力循环中主要设备连接关系的线路图。同类型、同参数设备只中主要设备连接关系的线路图。同类型、同参数设备只表示一台，备用设备和配件不表示。既是火力发电厂可表示一台，备用设备和配件不表示。既是火力发电厂可行性研究及初步设计中热机部分的主要内容，又包括了行性研究及初步设计中热机部分的主要内容，又包括了电厂运行中组织经济运行的主要技术数据。电厂运行中组织经济运行的主要技术数据。拟定发电厂原则性热力系统的主要目的：拟定发电厂原则性热力系统的主要目的：v确定电厂的若干典型工况下，特别是设计工况的确定电厂的若干典型工况下，特别是设计工况的热经济指标热经济指标v提供全厂热力系统的基本构成提供全厂热

43、力系统的基本构成v提供全厂主要的主、辅热力设备规格提供全厂主要的主、辅热力设备规格拟定发电厂原则性热力系统的主要内容：拟定发电厂原则性热力系统的主要内容：v确定电厂的性质（电源、热电厂）及规划容量确定电厂的性质（电源、热电厂）及规划容量v主要设备（汽轮机、锅炉）选择主要设备（汽轮机、锅炉）选择v主要辅助热力设备（给水泵、凝结水泵、除氧器）主要辅助热力设备（给水泵、凝结水泵、除氧器）选择选择v确定正常情况下的热力系统，绘制发电厂原则性确定正常情况下的热力系统，绘制发电厂原则性热力系统图。热力系统图。v进行原则性热力系计算，获得几种典型工况（特进行原则性热力系计算，获得几种典型工况（特别是设计工况

44、）的热经济指标。别是设计工况）的热经济指标。拟定发电厂原则性热力系统的若干要求：拟定发电厂原则性热力系统的若干要求：v建厂地区只有电负荷时，可以建凝汽式发电厂。若建厂地区只有电负荷时，可以建凝汽式发电厂。若还有热负荷，经过技术经济论证确认合理时，可以建还有热负荷，经过技术经济论证确认合理时，可以建热电厂。热电厂。v尽量选择单机容量较大的汽轮发电机组，单机容量尽量选择单机容量较大的汽轮发电机组，单机容量不大于系统总容量不大于系统总容量810%，以维持电网的安全性。，以维持电网的安全性。v供热机组的选择必须遵循供热机组的选择必须遵循“以热定电以热定电”的原则。我的原则。我国推荐热化系数范围是国推荐

45、热化系数范围是0.50.7。v凝汽式发电厂，一般一机配一炉，锅炉不设备用。凝汽式发电厂，一般一机配一炉，锅炉不设备用。锅炉的最大连续蒸发量为汽轮机的最大进汽量的锅炉的最大连续蒸发量为汽轮机的最大进汽量的108110%。v锅炉出口蒸汽额定参数，压力为汽轮机进口压力锅炉出口蒸汽额定参数，压力为汽轮机进口压力105%，温度比汽轮机进口温度高，温度比汽轮机进口温度高3。v再热器出口额定温度宜比汽轮机中压缸额定进汽温度再热器出口额定温度宜比汽轮机中压缸额定进汽温度高高3v冷段再热管道、再热器、热段再热管道在额定工况的冷段再热管道、再热器、热段再热管道在额定工况的压力降，分别为高压缸额定排汽压力的压力降，

46、分别为高压缸额定排汽压力的1.52.0%、5%、3.03.5%。v对于热电厂锅炉台数，当一台最大容量锅炉停用时，对于热电厂锅炉台数，当一台最大容量锅炉停用时，其余锅炉应满足热力用户生产需要的全部用汽量；满足其余锅炉应满足热力用户生产需要的全部用汽量；满足采暖通风用热量的采暖通风用热量的6075%。允许降低发电出力。允许降低发电出力。)1()1(00BATTQWTTQW1.温差传热过程做功能力损失表达式温差传热过程做功能力损失表达式 热量热量Q从热源从热源TA转转移到热源移到热源TB，并且，并且TA TB T0（环境温度）。由卡诺定（环境温度）。由卡诺定理，热量理，热量Q的温度不同作功能力也不同。的温度不同作功能力也不同。在热源在热源TA在热源在热源TB)11()1()1(000ABBAlTTQTTTQTTQWWW 0 lBAWTT