热力发电厂复习思考题答案

1我国的能源分布、经济发展和消费结构各有哪些特点？这些特点带来的主要问题是什么？主要存在的问题①分布不均和消费不均→交通运输紧张、煤价上涨、企业能源消费成本很高。②大量消耗煤（我国2010年的煤炭消耗量全世界的30%，达到25亿吨）→污染严重(SO2、NOX、CO2、粉尘)→温室效应、酸雨，影响农作物、森林的生长，危害人类的健康，排放大量的灰渣占用大量的土地。③能源利用率低、平均能耗高→单位GDP能耗为发达国家的3－5倍，单位产品能耗要高50－100％，综合能源利用率为30％。2我国目前电力工业的现状、发展方向？热力发电厂的类型、主要任务、基本要求？我国电力发展的方向①研制900－1200MW的超超临界机组，新建600－900MW机组、淘汰中小机组。②大力发展炕口、路口、港口电站，变输煤为输电，缓解交通运输紧张。③大力发展洁净煤燃烧技术，大力发展大型循环流化床电站→利用劣质燃料（煤干石、洗煤泥，城市污水处理污泥，各种工业垃圾）和减少污染。④大力发展燃气－蒸汽联合循环，改变能源消费结构，减少污染，提高能源的利用率，同时起到调峰作用。⑤大力发展核电，在建核电达到2500万KW,2020年将到达8000万KW,风能到达6500万KW,每年增长1000-1500万KW,太阳能发电300万KW,2015到达1500万KW,太阳能热水器1.5亿M2，占世界的50%,产量3000万M2光伏发电产量1500万KW,占世界的60%以上，生物质能等，减少污染，延长煤炭的使用时间。⑥我国的能源政策是开源和节流并重，近期把节能放在首位。类型①按燃料→煤、油、天然气、核能、太阳能、风能、地热、生物质能、生活垃圾、工业废弃物②按功能→供电（P）、热电联供（h,P）、冷热电三联供(C,H,P)、多功能③按参数→中低参数（p3.43MPa）、高参数（p=8.83MPa）、超高（P=12.75）、亚临界(P16.18)、超临界（p22.05MPa，t374.5℃）、超超临界（P30MPa）。要求安全可靠（可用率达到90％以上）、经济（转换效率、煤耗率、劣质煤的使用、节水、电、物、运行费用等）环保（气、水、灰达标排放、总量控制）3电力生产有什么特点？可采取哪些措施保证其安全性和可靠性，怎样延长电力设备的寿命？电力生产特点①产、供、销瞬间完成←电能不能大量储存；②断电→巨大的经济损失引发各种事故和社会的安定；③涉及面广←大容量的电网，甚至全国联网，涉及到众多厂家、设备和工艺过程。安全措施①.实施全过程管理←电厂的选址、规划、设计、施工，设备的选型、制造、安装和调试，运行生产、组织管理等各个环节，抓安全、抓质量，预防为主；②.提高职工素质←增加各种专业知识，技能的培养，职业道德教育；③采用先进的计算机控延长寿命←定期维修，更换应力复杂变化的部件和弯管道，达到30-40年。制技术←采用DCS系统进行监控、操作和检测等。4火力发电厂产生气体污染物的机理、对生态环境的危害，降低和消除这些污染物的主要措施？生态环境的危害CO2排放→温室效应→全球气候变暖→影响人类的生活和生存问题；SO2形成酸雨→腐蚀各种金属与建筑材料、影响农作物的生长；NOX→是一种严重的致癌物质，危害人类的健康和生命；粉尘→影响农作物的生长和危害人类的生存环境和身体健康；废水→锅炉排污水，净化污水，再生水、循环污水、冲灰水和冲洗水；废渣→灰渣、污泥主要措施①高烟囱排放②高效除尘器③高效脱硫④节约水资源和废水的资源化⑤干灰和湿灰5电厂的水资源消耗主要有哪几种？怎样降低冷却水的耗量？电厂的主要废水有哪几种？怎样提高废水的利用率和降低对环境的污染？①循环冷却水↓←采用高效的冷却塔、空冷系统、减少排放量（加药中和沉淀）②锅炉补充水↓←减少各种内部损失（吹灰，排污、检修和事故排放水）提高凝结水回收率。③冲灰水↓←采用闭合循环，高浓度输送，加强中和，回收循环利用，灰渣分除，增加干出灰量。①冲灰水，排污水，循环排污水，采用酸性水进行中和后进行排放。②生活污水，冲洗水及其他污水采用常规处理后排放。③热水排污，进行综合利用（养殖业）。6电厂灰渣利用的主要有哪几种方式？电厂的主要的噪声源？降低和消除这些噪声的主要方法？利用方式：干灰水泥的添加剂，经济效益较好，湿灰路基混合料.混凝土.耐火材料。噪音源汽轮机、球磨机、送引风机、高压加热器、给水泵、发电机、高压蒸汽排空、冷却塔。噪声的防治①对水泵、汽轮机、风机采用隔板，阻尼隔声措施10-30DB（A）②对锅炉加热器和水，汽管道采用包覆隔振阻尼材料20-50DB（A）③建立隔音值班室，个人操作时进行带耳塞，头盔得以保护。7评价火电厂热经济性两种基本分析方法有何特点？说明两者的区别和联系？联系：热量法是以热力学第一定律为基础。用能量的基本特性提出热力循环能量转换的数量关系的指标，着眼于能量数量上的平衡分析，它主要通过计算各种设备及全厂的热效率来评价实际循环的优劣。这种评价方法的实质是能量的数量平衡。火用方法是以热力学第一，第二定律为依据，不仅考虑能量的数量平衡关系，也考虑循环中不可逆性引起作功能力的损失的程度。它是一种具有特定条件的能量平衡法，其评价的指标是火用效率，这种评价方法实质是作功能力的平衡。区别：热量着重法考虑热的数量平衡关系，而火用方法不仅考虑热的量，而且也研究其质的数量关系，即热的可用性与它的贬值问题。因此，两种方法所揭示出来的实际动力装置不完善性的部位、大小、原因是不同的。8火电厂的能量转换和传递？，不过逆损失主要发生在什么地方，可采用哪些措施来降低和消除这些不可逆性发生在：锅炉，汽轮机，凝汽器1锅炉内有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉内打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性。2主蒸汽中的散热和节流引起的不可逆性；可通过保温、减少节流部件等方式来减少不可逆性。3汽轮机中不可逆膨胀引起的不可逆损失；可通过优化汽轮机结构来减少不可逆性。4锅炉散热引起的不可逆损失；可通过保温等措施减少不可逆性。5凝汽器有温差的换热引起的不可逆损失；可通过清洗凝汽器减少热阻以减少不可逆性。10分析初参数对热经济性的影响和技术上的可行性？蒸汽的初参数系列（表2－3）？提高蒸汽初温，使排气干度提高，减少了低压缸排气湿汽损失。提高蒸汽温度使其比体积增大，当其他条件不变时，汽轮机高压端的叶片高度加大，相对减少了高压端漏气损失，因此可提高汽轮机的相对内效率从而提高绝对内效率。提高初温受金属材料的制约。提高初压使蒸汽干度减小，湿气损失增加；提高初压使进入汽轮机的湿气体积和容积流量减小，相对加大了高压端漏气损失，有可能要局部进气而导致鼓风损失、斥汽损失、使得汽机相对内效率下降。而排气湿度的增加不仅影响机组热经济性，还将危及机组的正常运行。提高初压受蒸汽膨胀终了时湿度的限制。11分析降低蒸汽终参数的热经济性和可行性？冷却水循环方式的种类、特点和应用场合？一般汽轮机的排汽压力（表2－8）？降低蒸汽终参数即降低蒸汽排气压力，降低排气压力总是可以提高循环热效率的。1直流供水←适用于地表水充足（大江、海、河、湖边）且靠近厂址，供水高度不大的场合，易受到环境的影响。主要用于江边、海边的大型火电厂和核电厂。2循环供水←循环水在冷凝器中吸热升温后，通过循环泵送入冷却塔冷却后再循环使用，在各类电厂中得到广泛应用。但用水量较大，不适合干旱地区。12试分析回热循环的热经济性和回热的基本参数（τ、tfw、z）对热经济性的影响？怎样选取最佳的回热热量分配、给水温度和回热级数（表2－14）？平均分配法.→q、τ为定值→11111()zzzzzzzzqqqqqccbopfwtttzzt)(01(0.850.9)opfwfwtt～111()1()11111111()(1)11(1)1zizezbcqfzqzMhhMqzqz实际上把锅炉的省煤器看成一级加热器，采用平均分配法得到最佳给水温度。最佳的给水温度要通过技术经济比较得到。13蒸汽再热的目的和热经济性？怎样确定最佳的再热参数，目前再热回热机组的再热参数是多少（2－15）？①Xc↑→ηir↑＋安全可靠运行②选择合理的参数可提高ηi↑热经济性最佳再热进口压力：最佳再热进口温度：需要进行多次叠代而得到，通常可下列公式计算：14热电联产的主要优点表现在哪几个方面？为什么能提高其热经济性？其节煤量怎样计算，热电联产的适用条件？我国热电联产发展中主要存在的问题？①节约能源←大型锅炉可烧劣质煤，热效率高，达到节能。②减少污染←大型锅炉可采用高效低污染的燃烧方式、高效的炉内,炉尾脱硫脱氮技术，达标排放。③提高供热质量,改善劳动强度←连续稳定的供热、高效的自动控制技术。④其他经济效益←减少运输量，减少煤场灰场面积，更有效的利用土地。\原因高品位的高温高压的蒸汽做功发电后，低品位的低压蒸气再供给各热用户，符合按质用能的原则，提高了能源利用率。条件：有较大的稳定的低温供热用户，适用特色工业园区（化工、石油、纺织、制药、造纸、食品）和大型的工矿企业。问题：利益分配问题，技术效率提高问题15热电冷三联供的主要优点？更适合于哪些地方？集中供热有何特点和适用性？1、能将高压蒸汽在汽轮机内作功后的低品位蒸汽进行制冷，产生7℃左右冷水供空调使用。2、夏季的供热负荷大为降低，制冷负荷可提高热电联产夏季的热经济性。3、减少城市的供电负荷，缓解供电压力，在夏季往往出现供电不足的现象。4、溴化锂机组运行可靠，维护方便，易实现全自动化；但制冷效率低，投资（主机、管道、阀门）较大。适用于轻纺、化工、医学、冶金、机械行业和宾馆、医院、大型超市。优点：效率较高，污染可控制，适用季节性负荷较大的场合（北方采暖地区）。缺点：不符合按质用能的原则，用损失仍较大，可作为调峰负荷。在我国北方地区的居民集中区有相当多的集中锅炉房用于冬季采暖，在城市可采用大型热电联产供热机组。16蒸汽-燃气联合循环的特点？目前更适合于哪些地方？为了提高其热经济性，在热力系统上可采取哪些措施？优点→体积小、重量轻、金属耗量少、造价较低、建设安装周期短、维修简单、用水少、启动快（30s~30min）缺点→需用的天然气或轻质油价格昂贵、压气机耗功率大，为Pe的60%，总机功率小（50MW）、排汽温度高达400~600℃热效率η使用场合：→调峰、备用、移动式电站、缺水地区、其他重要场合（军事、海上、油气田）＝25～30％。措施正确选择各项参数，及热力设备等，选择合适的锅炉循环17为什么说核电是一种安全、清洁、经济的能源?大型核电机组的主要热经济指标值？当前我国为什么要在经济发达的沿海地区大力发展核电？核电站一般有三道安全屏障（安全壳、压力壳和燃料外壳）。正常运行时，放射量可以控制到允许值以下，所以安全。没有气体污染，所以清洁。能量巨大，燃料成本低，效益高，所以经济。机组汽耗率：机组热耗率：18何谓热力发电厂的热力系统？原则性热力系统的作用、特点和组成部分？热力系统——由管道、阀门将主、辅热力设备有机地联合起来，能安全可靠、经济环保、连续地完成热工转换和传递过程。作用：反映火力发电厂热力系统的图称为热力系统图—用于可研、评估、设计、施工和管理。特点：非工况下的设备及管道、阀门都不画出组成：锅炉本体汽水系统，汽轮机本体热力系统，机炉间的连接管道系统，全厂公用汽水系统19表面式加热器和混合式加热器各有什么特点？为什么中小型机组回热系统中多采用表面式加热器，而在大型机组回热系统中的低压真空部分采用混合式加热器，而在高压段多采用表面式加热器？表面式加热器——有端差和压损、经济性较差、且结构复杂、制造成本高；但由它构成的系统比较简单，运行安全可靠以及系统投资较少，因此得到广泛的应用。中小的低压高压加热器，大型机组的高压加热器都采用型式。混合式回热器→汽水直接接触、无端差、经济性好、无金属传热面、结构简单、制造方便、能汇集各种汽水流；但多个混合式回热系统比较复杂（需配置水泵、储水箱）、投资大、安全可靠性差——仅用于除氧器。原因：在真空状