热力发电厂复习题附答案

热力发电厂复习思考题一、概念题机组绝对内效率：汽轮机的实际内功率与汽轮机热耗之比。回热作功比：汽轮机回热抽汽做内功量和所有蒸汽做内功量之比回热抽汽做功不足系数：回热抽汽做功量占1kg凝气做功量的比值除氧器自生沸腾现象：在除氧器的热量平衡计算时，如果计算出的除氧器所加热所需的抽气量为零或负值，则无需抽气，其它各项汽水流量的热量已经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的自生沸腾。热化发电率：热化发电率是指热化发电量与热化供热量的比值，也叫单位供热量的电能生产率。电厂供电热效率：扣除厂用电的全厂效率发电标准煤耗率：指发电企业每发一千瓦时的电能所消耗的标准煤量，是考核发电企业能源利用效率的主要指标。其计算公式为：发电标准煤耗(克/千瓦时)=一定时期内发电耗标准煤量/该段时间内的发电量热化发电比：热化发电量占整个机组发电量的比值最有利蒸气初压：当蒸汽初温与排气压力一定，必有一个使循环内效率达最大的蒸汽初压，与机组容量有关热电比：Rtp供热机组热化供热量与发电量之比。机组汽耗率：汽轮发电机组绝对电效率：机组热耗率：发电厂发电热耗率：发电厂生产单位电能所消耗的热量。二简答题2-1发电厂热经济性分析方法及特点热量法基于热力学第一定律，通过计算某一热力循环中装置或设备有效利用的能量占所消耗能量的百分数，并以此数值的高低作为评价动力设备在能量利用方面的完善程度的指标。其实质是能量的数量平衡，而不考虑能量的质量，不区分能量品位的高低，故汽轮机的热损失为最大。yong方法基于热力学第二定律，从能量的质和量两方面来评价其效果，即有效利用的可用能与供给的可用能之比，区分能量品质的高低以锅炉燃烧传热过程的不可逆最严重，故其可用能损失为最大。热量法便于定量计算，作功能力法便于定性分析。两种方法算得的总损失量和全厂效率相同2-2现代火力发电厂主要采取了哪些措施提高其热经济性提高蒸汽初参数、降低蒸汽终参数、采用给水回热循环、蒸汽再热循环、热电联产循环2-3提高蒸汽初参数的主要目的是什么？为何现代大容量汽轮发电机组向超临界、超超临界蒸汽参数发展？受那些主要条件制约？答：主要目的是提高发电厂的热经济性。蒸汽初参数对电厂热经济性的影响主要取决于对汽轮机绝对内效率的影响，随着蒸汽初参数的提高，汽轮机的绝对内效率即ηi=ηtηri可以有不同方向的变化。对于大容量汽轮机，当蒸汽初参数提高时，相对内效率可能降低的数值不是很大，这时提高蒸汽初参数可以保证设备热经济性提高。对于小容量汽轮机，由于蒸汽容积流量减小，当蒸汽初参数提高时，其相对内效率的下降会超过此时循环热效率的提高。在这种情况下，当蒸汽初参数提高时，设备的热经济性是降低的。所以这时提高蒸汽初参数反而有害，因为他不但使设备复杂，造价提高，而且还要消耗更多的燃料。综上所述，为了式汽轮机组有较高的绝对内效率，在汽轮机组进气参数与容量的配合上，必然是“高参数必须是大容量”。提高蒸汽初温受动力设备材料强度的限制，提高蒸汽初压主要受到汽轮机末级叶片容许的最大湿度的限制。2-4何谓火电厂的冷端优化？试定性说明它受那些主要因素影响？与凝汽器最佳真空、循环水泵经济调度和多压凝汽器有何关系？2-5试用T-s图分析说明单级回热加热时的抽气压损、换热温差与加热器端差导致的做功能力损失。2-6最佳蒸汽再热压力值与那些技术因素有关？在推导)1/(tcoprhTT式时，在理论上做了那些假设，为什么？答：与再热温度、有无回热抽汽有关。2-7再热后汽温超过规定值时，常用喷水减温至允许值，试定性说明对再热循环热效率的影响？2-8分析采用回热循环的热经济性。答：①利用了在汽轮机中部分作过功的蒸汽来加热给水，使给水温度提高，减少了由于较大温差传热带来的热损失；②因为抽出了在汽轮机作过功的蒸汽来加热给水，使得进入凝汽器的排汽量减少，从而减少了工质排向凝汽器中的热量损失，所以，节约了燃料，提高了电厂的热经济性。（用热量法分析，汽轮机回热抽汽做功没有冷源损失，使凝汽量减少；从而减少了整机的冷源损失，提高了循环热效率。）2-9为什么现代大容量机组的回热系统，以面式加热器为主？全由混合式加热器组成的系统，每级混合式加热器的水泵应有正的吸入水头，而且需要有备用泵，反而使系统复杂化，投资增加，又不安全；虽然面式加热器有端差，热经济性差，但面式加热器组成的系统却只有给水泵和凝结水泵较全为混合式的简单，运行安全可靠，系统投资小；所以现在电厂只设一个混合式的作为除氧器，其余的皆为表面式的。2-10混合式低压加热器的特点是什么？为何国外大机组有采用混和式低压加热器的？答：在混合式加热器中，汽和水两种介质直接接触，其传热效果比较好，传热端差近似等于零。构造简单，造价低，便于收集不同压力和温度的水流。缺点：在串联的混合加热系统中，每个加热器后需要加给水泵，导致系统复杂，运行可靠性降低，同时耗电量增加。随着机组蒸汽初参数的不断提高,特别是采用超临界参数以后,蒸汽中各种杂质的溶解度增加,沉积在锅炉受热面中的杂质相对减少,而汽轮机通流部分的沉积物则相对增加。这些杂质中以氧化铜最危险,它在汽轮机通流部分生成很难清除的铜垢,使汽机的经济性和出力降低。铜主要来自凝汽器和表面式低加中的铜管。对于表面式加热器产生的铜腐蚀物,目前还没有可靠的消除办法。由于混合式加热器没有铜管,可大大减少铜腐蚀的产生,这是采用混合式加热器的原因之一。另外,在传统的表面式加热器中,当抽汽压力低于大气压时,加热器实际运行端差往往很大,而漏入混合式加热器的空气对端差影响很小。混合式加热器中由于汽水直接混合,可以把凝结水加热到抽汽压力下的饱和温度,即实现“零端差”运行,提高了回热效果,而且还能除去部分不凝结气体,减少凝水溶氧。这是采用混合式加热器的又一原因。2-11回热系统的疏水方式有几种？大机组回热系统的疏水方式是怎样选择的？两种，①疏水逐级自流方式——利用汽侧压差，将压力较高的疏水自流到压力较低的加热器中，逐级自流直至与主水流汇合；②疏水泵方式——借助疏水泵将疏水与水侧的主水流汇合，汇入点常为该加热器的出口水流中。选择：不同疏水方式热经济性变化不大，主要比较技术经济。虽然疏水逐级自流方式热经济性最差，但系统简单可靠，投资小，无附加运行费，维护简单，故大型机组广泛采用。仅可能在最低一个低加采用疏水泵方式，以减少大量疏水直接流入凝汽器增加冷源热损失。2-12采用疏水冷却器、蒸汽的冷却器的作用是什么？在T-s图上说明其做功能力损失的变化。答：为减少疏水逐级自流排挤低压抽汽所引起的附加冷源损失，又不拟装疏水泵时，可采用疏水冷却器。它是用装在主凝结水管上的孔板造成压差，使部分主凝结水进入疏水冷却器吸收疏水的热量，疏水焓值由hj,降为hj,,后在流入下一级加热器中，从而减少对下一级回热抽汽量排挤所引起的附加冷源损失。再热回热循环中再热后的各级回热抽汽过热度大幅度提高，尤其是再热后的第一、二级的抽汽口的蒸汽过热度高达150--200℃，甚至更高。导致再热后各级回热加热器的换热温差加大，而增大了火用损降低了热经济性，为了减少火用损失，故可采用蒸汽冷却器；即具有高过热度的回热抽汽先送至蒸汽冷却器冷却至饱和蒸汽温度后，在引至加热器本体，可减少总的不可逆换热损失。2-13回热系统的常规热力计算的原理、方法是什么？为何其计算顺序是“从高到低”？答：常规热力计算方法可分为定功率计算和定流量计算两种。前者以机组的额定电功率Pel为定值，通过计算，求得所需的新蒸汽量。它在设计、运行部门用的较为普遍。后者以进入汽轮机的蒸汽量D0为定值，计算能发出多少电功率，汽轮机制造厂多用此方法。常规计算法的核心，实际上是对z个加热器的热平衡方程和一个功率方程式（如zijjcYDDD100）或求凝汽流量的物质平衡式所组成的（z+1）个线性方程组求解；其最终求得z个抽汽量和一个新气量（或凝汽量）。工程上为计算方便，通常是以汽轮机的汽耗量的相对量来表示各回热抽汽份额和凝汽份额，即各回热抽汽系数cjcj且和凝汽系数,=1kg；再根据功率方程式求得汽轮机的汽耗量D0，算出各抽汽量jD和凝汽流量Dc的绝对值。也可用蒸汽的绝对量计算，此时先近似估计一个D0值，根据各加热器的热平衡式求得各级抽汽量的绝对值，经过迭代后，再计算机组的电功率及其热经济性指标。2-14发电厂的汽水损失有那些？怎样减少这些损失？答：发电厂的汽水损失分为内部损失和外部损失两部分：（1）发电厂内部损失：①主机和辅机的自用蒸汽消耗，如锅炉受热面的吹灰、重油加热用汽、重油油轮的雾化蒸汽、汽轮机启动抽汽器、轴封外漏蒸汽等；②热力设备、管道及其附件连接处的不严所造成的汽水泄漏；③热力设备在检修和停运时的放汽和放水等；④经常性和暂时性的汽水损失，如锅炉连续排污、定排罐开口水箱的蒸发、除氧器的排汽、锅炉安全门动作，以及化学监督所需的汽水取样等；⑤热力设备启动时用汽或排汽，如锅炉启动时的排汽、主蒸汽管道和汽轮机启动时的暖管、暖机等。（2）发电厂的外部损失：发电厂外部损失的大小与热用户的工艺过程有关，它的数量取决于蒸汽凝结水是否可以返回电厂，以及使用汽水的热用户以汽水污染情况。降低汽水损失的措施：①提高检修质量，加强堵漏、消漏、压力管道的连续尽量采用焊接，以减少泄漏；②采用完善的疏水系统，按疏水品质分级回收；③减少主机、辅机的启停次数，减少启停中的汽水损失；④降低排污量，减少凝汽器的泄漏。2-15锅炉连续排污扩容器的压力应如何确定，有无最佳值？为何连排扩容蒸气一般引往除氧器？蒸汽回收率αf=DfDbl=hblηf?hblhf?hbl式中的分子是1kg排污水在扩容器内的放热量，它决定于汽包压力与扩容器的压力差。分母是扩容器工作压力下1kg排污水的汽化潜热。在压力变化范围不大时，它可看作一个常数。因此当锅炉压力一定时，扩容器的压力越低，回收工质的数量越多（一般为排污量的30%-50%）。即获得的扩容蒸汽量是靠排污水的能位贬值（压降）来实现的（能位贬值用来使部分排污水变成蒸汽），能位贬值愈厉害，得到的扩容蒸汽量越多，此时蒸汽的质量愈差，因此在排污水的利用上，可通过对回收工质的数量与质量方面的要求来选择扩容器的压力；此值即为最佳值。除氧器的压力较低，分离蒸汽送入除氧器可减少排挤较高压力的回热抽汽，故可提高热经济性。因除氧器又是一个回收各种汽水流的设备，所以扩容蒸汽送入除氧器是最佳去处。对于汽包锅炉，采用一级连续排污扩容蒸汽系统，将扩容蒸汽引入除氧器，因此扩容器的压力就取决于除氧器的压力，对于高压热电厂的汽包锅炉，采用两级连续排污扩容系统，根据扩容蒸汽的利用条件，应分别引入除氧器和大气式补水除氧器。2-16为什么现代发电厂多采用热除氧方法？化学除氧的应用情况是怎样的？答：因为热力除氧价格便宜，同时除氧器作为回热系统中的一个混合式加热器，而凸显了回热系统在热经济上的优势，所以现代发电厂多采用热除氧。化学除氧是向水中加入化学药剂，使水中溶解氧与它产生化学反应生成无腐蚀性的稳定化合物，达到除氧的目的，该方法能彻底除氧，但是不能除去其他气体，且价格较贵，还会生成盐类，故在电厂中较少单独采用这种方法。2-17为何亚临界和超临界参数的阿给水要彻底除氧，而凝结水要全部精处理？因为蒸汽溶盐能力强2-18热除氧的机理是什么？它的必要条件、充分条件是什么？⑴必须把给水加热到除氧器压力对应的饱和温度⑵必须及时排走水中分离逸出的气体3)保证水和蒸汽有足够的接触时间和接触面积4)有强化深度除氧的措施。2-19为什么大机组采用喷雾—填料式热除氧？并采用滑压运行方式？2-20除氧器滑压运行、给水泵不汽蚀的条件是什么？并据以说明可采取那些技术措施防止给水泵的汽蚀？（1）提高静压头（2）改善泵的结构，采用低转速前置泵（3）降低下降管道的压降（4）缩短滞后时间（5）减缓暂态过程除氧器压力下降。2-21发电厂原则性热力计算和机组原则性热力计算有何不同？共同点：(1)联立求解多元一次线性方程组；(2)计算原理和基本方程式是相同的；(3)均可用汽水流量的绝对量也均可用相对量来计算；(4)两者计算的步骤类似。区别：①