《熱力發(fā)電廠》復(fù)習(xí)習(xí)題計(jì)算題和簡答題華電經(jīng)管

1、計(jì)算題： 3 熱力發(fā)電廠主要有哪些不可逆損失怎樣減少這些過程的不可逆損失以提高熱經(jīng)濟(jì)性答：主要不可逆損失有1） 鍋爐內(nèi)有溫差換熱引起的不可逆損失；可通過爐內(nèi)打礁、吹灰等措施減少熱阻減少不可逆性。2） 主蒸汽中的散熱和節(jié)流引起的不可逆性；可通過保溫、減少節(jié)流部件等方式來減少不可逆性。3） 汽輪機(jī)中不可逆膨脹引起的不可逆損失；可通過優(yōu)化汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)來減少不可逆性。4） 鍋爐散熱引起的不可逆損失；可通過保溫等措施減少不可逆性。5） 凝汽器有溫差的換熱引起的不可逆損失；可通過清洗凝汽器減少熱阻以減少不可逆性。4 某一朗肯蒸汽循環(huán)，汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)為：p0=,溫度為t0=435,排氣壓力pc=,環(huán)境溫度為t

2、en=0，環(huán)境壓力為pen=,試求：（1） 朗肯循環(huán)的熱效率；（2） 同溫限的卡諾循環(huán)的熱效率；（3） 該朗肯循環(huán)與溫限、吸熱量相同的卡諾循環(huán)相比熵增及火用的損失 解：根據(jù)機(jī)組參數(shù)查焓熵圖和水蒸汽圖 表可得h0=3310 kj/kg hc=2110 kj/kg hc = kj/kg tc= kj/kg sc= kj/kg s1= kj/kg.（1） 郎肯循環(huán)的熱效率為=（2）同溫限卡諾循環(huán)熱效率為=1-+273)/(435+273)=（3）對卡諾循環(huán)：熵增為 火用損失為（4）對朗肯循環(huán) 熵增為= 火用損失為8. 一臺200MW汽輪發(fā)電機(jī)組，若熱耗率下降，年運(yùn)行小時數(shù)n=6000h，試問一年節(jié)約

3、多少標(biāo)準(zhǔn)煤 解: 一臺200MW汽輪發(fā)電機(jī)組一年的發(fā)電量為 W=(200)/()=12108 故一年內(nèi)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤10 若汽輪發(fā)電機(jī)組按朗肯循環(huán)工作，有關(guān)參數(shù)為pb=、tb=540、p0=、t0=535、 pc=、b=、ri=、g=、m=、ap不計(jì)泵效率。（1） 試求下列各經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：1） 汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗量、汽耗率、熱好量、和熱耗率；2） 鍋爐設(shè)備的熱耗量、煤耗量；3） 發(fā)電廠的熱耗量、熱耗率、熱效率、和標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗率； （2）討論這些指標(biāo)之間的關(guān)系，指出那些指標(biāo)是較完善的，為什么 解：根據(jù)鍋爐和汽輪機(jī)的參數(shù)，從水蒸汽表及焓熵圖中查得 hb=3440kj/kg h0=3430 kj/kg hc

4、a=2005 kj/kg hwc= kj/kg (1) 汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 汽耗量 = =605545（kg/h） 汽耗率 d0=D0/Pel=605545/200000=kg/ 熱耗量 Q0=D0(h0-hwc)=605545 )=(kj/h) 熱耗率 q0=d0(h0-hwc)= =kj/(2)鍋爐設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) = (kj/h)標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 B=Qb/Ql =2927010=h(3)發(fā)電廠主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)管道效率 =/= 熱耗率 =kj/ 熱耗量 Qcp=BQl= (kj/h) 熱效率 =3600/qcp=3600/= 發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 =388g標(biāo)準(zhǔn)煤/ 標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗率 =388/=4

5、17g標(biāo)準(zhǔn)煤/ 12.已知某汽輪發(fā)電機(jī)組的有關(guān)參數(shù)：p0=、t0=435、d0=、tfw=150、pfw=，若=，試求該機(jī)組的絕對電效率和電廠的煤耗率。 解： 根據(jù)鍋爐和汽輪機(jī)參數(shù)，從水蒸汽表和焓熵圖查得 h0=3306kj/kg hfw=kg 汽輪發(fā)電機(jī)組的熱耗率為 q0=d0(h0-hfw)=kj/ 則發(fā)電廠的熱耗率為 =kj/ 發(fā)電廠熱效率 =3600/qcp=3600/= 發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 =g標(biāo)準(zhǔn)煤/ 又 故該機(jī)組的絕對電效率為 =14某凝汽式發(fā)電廠裝有兩臺300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，年設(shè)備利用小時數(shù)n=6000h,機(jī)組的熱耗率q0=, p=,b=，全年供電W=337680萬，試求：（）

6、廠用電率和供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率；（） 平均每天燒的煤多少噸；（） 若某項(xiàng)革新使機(jī)組的熱耗率降低，全年節(jié)約多少標(biāo)準(zhǔn)煤 解 發(fā)電廠主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電廠熱耗率 = 電廠熱效率 =3600/qcp=3600/= 電廠供電熱效率 = = 發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 =g標(biāo)準(zhǔn)煤/ 標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗率 =325g標(biāo)準(zhǔn)煤/ (2) 全年能耗 故平均每天燒煤 =(噸/天) (3) 全年共可節(jié)能 =Wq= 則共可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 =/()=(0)=噸16. 某300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，制造廠提供的機(jī)組保證熱耗值為，但由于各種原因 使的在實(shí)際運(yùn)行中熱耗率為 kj/，若年利用小時數(shù)為6000h，p=,b=問全年多耗標(biāo)準(zhǔn)煤多少噸 解 設(shè)計(jì)電廠熱耗率

7、 = 實(shí)際電廠熱耗率 = kj/ 故電廠熱耗率值多耗 =qcp-qcp= 機(jī)組的發(fā)電量為W=00= 則全年多耗標(biāo)準(zhǔn)煤=955噸17. 某200MW汽輪發(fā)電機(jī)組，原設(shè)計(jì)參數(shù)為p0=、t0=535、pc=、ri=、mg=。若將新汽壓力提高到，其它條件不變，試求該機(jī)組熱耗率的相對變化。 解： 根據(jù)機(jī)組參數(shù)查焓熵圖和水蒸氣表得 h0=3439kj/kg h0=3395 kj/kg hc=2006 kj/kg hc=1957 kj/kg hfw= kj/kg 在原設(shè)計(jì)參數(shù)下= 將新汽壓力提高后=則該機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)的熱耗率為=kj/將新汽壓力提高后的熱耗率為=kj/則熱耗相對變化值為 =%簡答題： 1. 提

8、高蒸汽初溫度和初壓力對發(fā)電廠理想循環(huán)和實(shí)際循環(huán)的影響有什么不同 答：對于發(fā)電廠理想循環(huán),當(dāng)提高初溫和初壓時,可以使整個吸熱過程中平均溫度提高,從而使其等效的卡諾循環(huán)效率提高,即提高了蒸汽循環(huán)熱效率。 對于電廠實(shí)際循環(huán)熱效率，即汽輪機(jī)絕對內(nèi)效率。當(dāng)初參數(shù)提高時，它有不同的變化方向；對蒸汽流量較大的大容量汽輪機(jī)，提高，降低很?。灰虼颂岣哒羝某鯀?shù)可以提高汽輪機(jī)的。對于蒸汽流量較小的小容量汽輪機(jī)，的降低可能大于熱效率的提高，此時提高蒸汽的初參數(shù)會降低汽輪機(jī)的，從而多耗燃料并使設(shè)備復(fù)雜、造價提高。所以，只有當(dāng)汽輪機(jī)容量較大時，采用高參數(shù)才能提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。2 影響提高蒸汽初參數(shù)的主要技術(shù)因素有哪

9、些均適用于供熱機(jī)組嗎答：主要技術(shù)因素有：（1） 提高蒸汽初溫度，要受制造動力設(shè)備鋼材性能的限制；當(dāng)溫度升高時，鋼的強(qiáng)度極限、屈服點(diǎn)、以及蠕變極限等都降低得很快，而且在高溫下金屬要發(fā)生氧化，鋼的金相結(jié)構(gòu)也要發(fā)生各種變化，這同樣會降低金屬的強(qiáng)度。所以，用提高蒸汽初溫來提高熱力設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)性，完全取決于冶金工業(yè)生產(chǎn)新型耐熱合金鋼和降低生產(chǎn)成本的方面發(fā)展。（2） 提高蒸汽的初壓力，除使設(shè)備壁厚和零件強(qiáng)度增加外，主要受汽輪機(jī)末級葉片容許最大濕度的限制。在其它條件不變時，對無中間再熱機(jī)組隨初壓力的提高，蒸汽膨脹終端濕度是不斷增加的；當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽終端濕度超過容許值時，蒸汽水分對末級葉片不僅產(chǎn)生侵蝕作用、增加

10、蒸汽流動阻力，而且還可能發(fā)生沖擊現(xiàn)象，使汽輪機(jī)相對內(nèi)效率降低很多，并影響其安全性。對于供熱機(jī)組因抽汽供熱量較大、凝汽流較小，所以除對終端濕度要略放寬外，其它影響同凝汽機(jī)組。3 發(fā)電廠蒸汽初參數(shù)的配合選擇都受到那些因素的制約在實(shí)際工程中是如何選擇的答：發(fā)電廠蒸汽初參數(shù)的配合選擇主要受汽輪機(jī)蒸汽終端濕度和設(shè)備金屬材料熱力性能的制約。 在實(shí)際工程中，要通過很復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。因?yàn)樘岣叱鯀?shù)，一方面可以提高發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約燃料；但另一方面則增加了設(shè)備投資費(fèi)用。只有將節(jié)省燃料和投資增加因素進(jìn)行綜合比較，才可作出經(jīng)濟(jì)上最佳蒸汽初參數(shù)配合選擇的結(jié)論。4 為什么中間再熱壓力有一最佳值如何確定再

11、熱蒸汽壓力和再熱后溫度它與那些技術(shù)因素有關(guān)答：當(dāng)Prh選的過低時，由于附加循環(huán)平均吸熱溫度低于基本循環(huán)的平均吸熱溫度Tav使整個再熱循環(huán)效率下降。反之，如Prh選的過高，雖然附加循環(huán)的吸熱平均溫度高于的數(shù)值可能很大；但此時因附加循環(huán)熱量占整個循環(huán)的份額很小，而使中間再熱作用甚微，甚至失去中間再熱作用。由此可見，對于每一個中間再熱后的溫度都相應(yīng)存在一個中間再熱最有利的再熱壓力值，此時中間再熱循環(huán)效率最高，這一壓力值稱為熱力學(xué)上最佳中間再熱壓力。而實(shí)際的最佳中間再熱壓力值應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 提高再熱后的溫度trh有利于增加附加循環(huán)吸熱過程平均溫度，因此希望Trh越高越好；但它受再熱方法和所采

12、用鋼材的限制，中間再熱后溫度trh一般選擇等于蒸汽初溫度的值。降低凝汽式發(fā)電廠的蒸汽終參數(shù)在理論上和技術(shù)上受到什么限制凝汽器的最佳真空是如何確定的答：雖然降低蒸汽終參數(shù)是提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的一個很有效的手段,但它的降低卻受到理論上和技術(shù)上兩方面的限制。 汽輪機(jī)的pc降低,取決于凝汽器中排汽凝結(jié)水的溫度tc的降低。 已知tc=tc1+t + t 其中 ttc2-tc1 式中t是冷卻水進(jìn)、出口溫差，取決于冷卻水量G或循環(huán)被率m，一般合理的t為011 ； tc1,tc2為冷卻水進(jìn)、出口溫度，；t為凝汽器的端差,t = tc-tc2,它與凝汽器的面積、管材、冷卻水量等有關(guān)。t一般為3-10。由上式可見，

13、冷卻水進(jìn)口水溫度tc1受自然環(huán)境決定， 是降低pc的理論限制；而冷卻水量不可能無限多，凝汽器面積也不可能無限大，汽輪機(jī)末級葉片不能太長限制了末級通流能力，均是降低pc的技術(shù)限制。最佳真空，是在汽輪機(jī)末級尺寸，凝汽器面積一定的情況下，運(yùn)行中循環(huán)水泵的功耗與背壓降低機(jī)組功率增加間的最佳關(guān)系。當(dāng)tc1一定，汽輪機(jī)Dc不變時，背壓只與凝汽器冷卻水量G有關(guān)。當(dāng)G增加時，汽輪機(jī)因背壓降低增加的功率Pe與同時循環(huán)水泵耗功也增加的Ppu差值最大時的背壓即為最佳真空。6 給水回?zé)峒訜崮芴岣哐h(huán)熱效率的根本原因是什么給水回?zé)峒訜崮芴岣哐h(huán)熱效率的根本原因是減少冷源損失。 用做功能力法分析，回?zé)崾菇o水溫度提高，提高

14、了工質(zhì)在鍋爐內(nèi)吸熱過程的平均溫度，降低了換熱溫差引起的火用損。 用熱量法分析，汽輪機(jī)回?zé)岢槠龉]有冷源損失，使凝汽量減少；從而減少了整機(jī)的冷源損失，提高了循環(huán)熱效率。7 回?zé)峒墧?shù)、最佳給水溫度和回?zé)岱峙淙咧g的關(guān)系怎樣答：多級回?zé)峒訜岬淖罴呀o水溫度與給水總加熱量（即給水焓減去凝結(jié)水焓）在各級如何分配有密切關(guān)系。因?yàn)榻o水總加熱量一定時，各級加熱量可以有不同的分配方案。其中必有一種最佳分配方案，使循環(huán)絕對內(nèi)效率為最高。所以最佳給水溫度是建立在各級最佳分配基礎(chǔ)上的值；換言之，最佳給水溫度是各級最佳分配的必然結(jié)果。 多級回?zé)峒訜岬淖罴呀o水溫度還與加熱級數(shù)的多少有關(guān)；當(dāng)給水溫度為一定時，增加級數(shù)可以

15、降低各級抽汽與給水之間的溫差，從而減少給水加熱過程的不可逆性，提高循環(huán)效率；增加級數(shù)的同時又能提高最佳給水溫度，這樣可使循環(huán)熱效率達(dá)到最大值，即加熱級數(shù)越多，最佳給水溫度愈高。8. 給水回?zé)峒訜岱峙涞撵式捣峙浞ê推骄峙浞ㄊ窃谑裁醇俣l件下得到的 答:它們共同的假設(shè)條件為不考慮新蒸汽、抽氣壓損和泵功，忽略散熱損失。（1） 若忽略各級回?zé)岢槠哪Y(jié)放熱量q1、q2qz隨Z的變化均認(rèn)為是常數(shù)，此時，q1=q2=qz =0，這種分配方法是將每一級加熱器水的焓升hwz取做前一級蒸汽至本一級蒸汽在汽輪機(jī)中的焓降hz-1,簡稱為焓降分配法。（2） 若忽略各級加熱蒸汽凝結(jié)放熱量的差異，即q1=q2=qz這種

16、分配方法的原則是每一級加熱器水的焓升相等，簡稱為平均分配法。9. 中間再熱對回?zé)嵝Ч泻斡绊憣?shí)際動力工程中應(yīng)如何選擇再熱機(jī)組的最佳回?zé)釁?shù) 答:采用蒸汽中間再熱會削弱給水回?zé)岬男Ч?；其主要原因?yàn)椋?回?zé)嵫h(huán)與朗肯循環(huán)比其效率的相對增長為= 回?zé)嵩贌嵫h(huán)與回?zé)嵫h(huán)相比其效率的相對增長= 比較以上兩式可見：由于所以回?zé)釞C(jī)組采用再熱后，絕對內(nèi)效率的提高比無中間再熱采用回?zé)崽岣叩囊?。這是因?yàn)橹虚g再熱后抽汽焓值和溫度都提高了，在給水加熱溫度不變的情況下，再熱后各級抽汽量減少從而使回?zé)岢槠龉p少，凝汽汽流做功相對增加，所以，這說明，回?zé)釞C(jī)組采用中間再熱后 削弱了給水效果。 實(shí)際動力工程中，不能單純追求

17、熱經(jīng)濟(jì)性，還必須考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)上最佳回?zé)釁?shù)的選擇，主要取決于煤鋼的比價和設(shè)備的投資，并與機(jī)組容量和設(shè)備利用率有關(guān)。10、 混合式加汽器（一般指除氧器）和表面式加熱器各有何特點(diǎn)，在回?zé)嵯到y(tǒng)中的應(yīng)用如何怎樣擴(kuò)大混合式加熱器的應(yīng)用范圍 答：混合式加熱器可將水加熱至加熱蒸汽壓力下的飽和溫度,即無端差加熱，熱經(jīng)濟(jì)性高。它沒有金屬受熱面，構(gòu)造簡單，投資少；便于匯集不同溫度的水流，并能除去水中所含的氣體。但是混合式加熱器組成的系統(tǒng)有嚴(yán)重的缺點(diǎn)，每個加熱器的出口必須配置水泵；有的水泵還是在高溫水條件下工作，特別是汽輪機(jī)變工況條件運(yùn)行時，會嚴(yán)重影響水泵工作的可靠性。為此要裝備用水泵，為防止水泵入口產(chǎn)生汽蝕，混合式加熱器及其水箱應(yīng)裝在每臺水泵之上的一定高度，從而使混合式加熱器的熱力系統(tǒng)和廠房布置復(fù)雜化，既增加了設(shè)備和廠房的費(fèi)用又危及電廠的安全運(yùn)行。 表面式加熱器的特點(diǎn)是，通過金屬壁換熱因有熱阻；所以加熱蒸汽凝結(jié)水的飽和溫度與加熱器出口被加熱水溫存在傳熱端差，從而增大了抽汽做功能力的損失，降低了電廠的