《熱力發(fā)電廠》復(fù)習(xí)思考題

1、1.對發(fā)電廠熱功轉(zhuǎn)換效果做出全面正確的評價(jià),為什么必須建立在熱力學(xué)第一定律和第二定律基礎(chǔ)之上?答：熱力學(xué)第一定律是從能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系來評價(jià)循環(huán)的熱經(jīng)濟(jì)性；它可對各種理想循環(huán)進(jìn)行分析，而實(shí)際的各種熱力循環(huán)中都存在原因不同的不可逆損失，找出這些損失的部件、大小、原因、及其數(shù)量關(guān)系，提出減少這些不可逆損失的措施，以提高實(shí)際循環(huán)熱效率就應(yīng)采用以熱力學(xué)第二定律為基礎(chǔ)的方法來完成。因此對發(fā)電廠熱功轉(zhuǎn)換效果作出全面的評價(jià)，必須建立在熱力學(xué)第一定律和第二定律的基礎(chǔ)之上。1. 評價(jià)實(shí)際熱力循環(huán)的方法有幾種？它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系？答：評價(jià)實(shí)際熱力循環(huán)的方法有兩種：一種是熱量法（既熱效律法） ，另一種是 火用

2、 （ 或熵 ）方法 。熱量法是以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)。用能量的基本特性提出熱力循環(huán)能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系的指標(biāo)，著眼于能量數(shù)量上的平衡分析，它主要通過計(jì)算各種設(shè)備及全廠的熱效率來評價(jià)實(shí)際循環(huán)的優(yōu)劣。這種評價(jià)方法的實(shí)質(zhì)是能量的數(shù)量平衡。 火用方法是以熱力學(xué)第一， 第二定律為依據(jù)，不僅考慮能量的數(shù)量平衡關(guān)系，也考慮循環(huán)中不可逆性引起作功 能力的損失的程度 。它是一種具有特定條件的能量平衡法， 其評價(jià)的指標(biāo)是 火用效率，這種評價(jià)方法實(shí)質(zhì)是作功能力的平衡。兩種方法之間的區(qū)別：熱量著重法考慮熱的數(shù)量平衡關(guān)系， 而火用方法不僅考慮熱的量，而且也研究其質(zhì)的數(shù)量關(guān)系，即熱的可用性與它的貶值問題。因此，兩種方法所揭

3、示出來的實(shí)際動(dòng)力裝置不完善性的部位、大小、原因是不同的。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） 鍋爐有溫差換熱引起的不可逆損失；可通過爐打礁、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： p 0

4、=3.495Mpa, 溫度為 t0=435 ,排氣壓力 p c=4.99Mpa, 環(huán)境溫度為 ten =0 ，環(huán)境壓力為 p en =0.0998Mpa, 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.h 0=3310kj/kg hc =2110 kj/kghc=133.7kj/kgtkj/kgs =7.0kj/kg=32.90ccs1=0.4762 kj/kg.（ 1） 郎肯循環(huán)的熱效率為h0hc33102110tch0h c=0.3783310137,7

5、（ 2）同溫限卡諾循環(huán)熱效率為Tctc1=1-(32.9+273)/(435+273)=0.568T1（ 3）對卡諾循環(huán)：熵增為sh0h c3310137.7T4354.48kj / kg.k237火用損失為ETens237 4.481223.04kj / kg.k（ 4）對朗肯循環(huán)熵增為sscs17-0.4762=6.5238kj/kg.k火用損失為ETen s6.53282731780.99 kj / kg .k二1. 為什么純凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)的汽耗率小于回?zé)崾狡啺l(fā)電機(jī)的汽耗率 ,而熱耗率則大于回?zé)崾?？答：在機(jī)組功率相同的條件下，由于回?zé)岢槠淖鞴Σ蛔闶箼C(jī)組的發(fā)電功率減少 ,若保持功率不

6、變， 則必需增大機(jī)組的汽耗量 D0 和汽耗率 d 0。3600回?zé)崾狡啺l(fā)電機(jī)組的q0rimgkj/kw.h純凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組的3600qcokj/kw.himg因?yàn)閞i 所以 q 0q c0這說明在其i它條件相同的情況下，由于機(jī)組采用了回?zé)峒訜幔瑴p少了冷源損失，提高了給水溫度，與純凝汽機(jī)組相比熱耗率 q 0 降低，提高了熱經(jīng)濟(jì)性。2回?zé)崤c回?zé)嵩贌釋?shí)際循環(huán)熱效率及其它一些熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算有何異同之處？答：機(jī)組采用回?zé)嵩贌崤c只采用回?zé)釙r(shí)的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)計(jì)Word 資料算其不同點(diǎn)就是在機(jī)組的焓降中增加了中間再熱量qrh ，計(jì)算式的其它表達(dá)方式完全相同。3 用熱量法和 火用方法計(jì)算發(fā)電廠熱功轉(zhuǎn)換過程的

7、損失和熱經(jīng)濟(jì)性，結(jié)果有何不同？用熱量法和 火用方法計(jì)算電廠的總熱效率和總 火用效率值基本相同 ,但不同方法計(jì)算的各部位損失的大小和方向不同。用熱量法計(jì)算時(shí) ,汽輪機(jī)的冷源損失Qc,是所有熱損失中最大的 ,而鍋爐的換熱損失則較小 ,而用 火用方法計(jì)算時(shí)其 火用損失最大處是在鍋爐而不是在凝汽器中的 火用損失，這主要是因?yàn)殄仩t存在巨大的換熱溫差 Tb 所導(dǎo)致鍋爐的 Eb 遠(yuǎn)大于 Et 和 Ec . 因此要提高電廠的經(jīng)濟(jì)性，必須設(shè)法降低電廠能量轉(zhuǎn)換過程中各環(huán)節(jié)的不可逆性 ,特別是減少鍋爐的巨大的換熱溫差Tb 。4 簡述凝汽式電廠的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)中那幾個(gè)是主要的？它們之間的關(guān)系是什么？答： 凝汽式發(fā)電廠的熱

8、經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)主要的有: 汽耗(量、率 )、熱耗 (量、率 )、煤耗 (量、率 )和全廠毛、n凈效率等。其中汽輪發(fā)電機(jī)組的q0 發(fā)電廠的cp,cp,和 bs,bs n 為主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。它們之間具有互換計(jì)算的關(guān)系。5 為什么說標(biāo)準(zhǔn)煤耗率是一個(gè)較完善的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)？答：由煤耗率的表達(dá)式b=3600/Q b cpkg/(kw.h) 可看出煤耗率除與全廠熱效率cp 有關(guān)外 ,還與煤的低位發(fā)熱量 Qb 有關(guān) ,為使煤耗率能作為各電廠之間的比較指標(biāo)，采用了 ”標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 ”b s 作為通用的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo),即scp 反映了能量轉(zhuǎn)換的全過程,b =3600/29270 cp,由于故標(biāo)準(zhǔn)煤耗率是一個(gè)較完善的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)

9、。6 在什么條件下可用汽耗率來衡量電廠的熱經(jīng)濟(jì)性？什么條件下不能用汽耗率來衡量？答：汽耗率的表達(dá)式為d=3600/im=3600/q 0i m (I 為 1kg 新汽實(shí)際做的功量)由表式可看出 ,汽耗率不直接與熱效率有關(guān),而主要取決于1kg新汽實(shí)際做的工量,所以只有當(dāng)q一定時(shí) ,d 才能作I0為熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) ,否則不能。7試以汽輪機(jī)理想焓降H0，凝汽器熱損失 q ca=h ca-h wc和ri、m表示簡單凝汽式汽輪機(jī)組的熱耗率gq0，說明 q 0 與上面各因素的關(guān)系。答：簡單凝汽式汽輪機(jī)組的熱耗率為q0 =3600/ri m tgkj/kw.h理想循環(huán)的熱效率為t=H 0/H0+q ca 代入上

10、式可得.q03600(H 0qca ) 3600( H 0hcahwc )H 0 riH 0m gm rig由上式看出 ,理想焓降越大 ,則 q 0 越小 ,且 q 0 隨給水焓的提高及各熱效率的提高而減少。8.一 臺 200MW汽輪發(fā)電機(jī)組，若熱耗率下降4.1816kj/(kw.h)，年運(yùn)行小時(shí)數(shù)n=6000h ，試問一年節(jié)約多少標(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=(2001063600)/(36001000)=128600010 (kw.h)故一年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤B =(W4.1816)/Q l=121084.1816/29280=171.44噸9. 凝汽式發(fā)電廠的熱

11、效率由六項(xiàng)分效率連乘而得，每一部分將造成熱損失，這些熱損失占全廠熱損失的百分?jǐn)?shù)是否是各項(xiàng)分效率？各部分的百分?jǐn)?shù)和各項(xiàng)分效率的用處有和不同？答：熱損失占全廠熱耗量的百分?jǐn)?shù)不是各項(xiàng)分效率。各部分損失的百分?jǐn)?shù)用 于表明各部分熱量損失的大小，而各項(xiàng)分效率表明各部分能量轉(zhuǎn)換或傳遞能量的完善程度。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p b=13.83Mpa 、tb =540 、p0=12.75Mpa 、t0=535 、p c=0.0049Mpa 、b =0.88 、ri=0.86 、g=0.985 、m=0.985 、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

12、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/kgh 0=3430kj/kghca=2005kj/kgh wc=136.5 kj/kg(1) 汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)汽耗量D3600Pel=hca ) ri m g(h0Word 資料36002001000(34302005)0.860.9850.985=605545 （ kg/h ）汽耗率d 0=D 0/Pel =605545/200000=3

13、.03kg/(kw.h)熱耗量Q=D0(h -hwc)=60554500(3430-136.5 )=1994.6610 (kj/h)熱耗率q =d0(h-hwc)=3.0000(3430-136.5)=9971.8kj/kw.h(2)鍋爐設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)D0 (hbhwc )605545(3440 136.5)Qb=2273.20b0.88610 (kj/h)標(biāo)準(zhǔn)煤耗量6B=Q b/Q l =2273.2010 /2927010=77.6t/h(3)發(fā)電廠主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)管道效率h0hwcphbhwc=(3430-136.5)/(3440-136.5)=0.9969熱耗率q0=9971.8=11

14、366.83kj/kw.hqcp0.9969 0.88b o熱耗量Q=BQ=2273l.20610 (kj/h)cpl熱效率cp3600 pel=3600 pel =3600/qcp=3600/11366.8QcpBQl3=0.317發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗量bs0.123=0.123 103/0.317=388g 標(biāo)cp準(zhǔn)煤 /kw.h標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗率.bnsBbs=388/(1-0.07)=417g 標(biāo)準(zhǔn)煤PPab1ab/kw.h12. 已知某汽輪發(fā)電機(jī)組的有關(guān)參數(shù)：p 0=3.34Mpa 、t 0=435 、 d0=4.7kg/(kw.h) 、tfw =150 、 p fw =4.9Mpa ，若 b

15、p =0.88 ，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/kgh fw =634.9kj/kg汽輪發(fā)電機(jī)組的熱耗率為q 0=d 0(h 0-h fw )=4.7(3306-634.9)=12554.17kj/kw.h則發(fā)電廠的熱耗率為q0qcp=12554.17/0.88=14266.10kj/kw.hbo發(fā)電廠熱效率cp3600 pel=3600 pel =3600/q cp=3600/14266.10=0.2QcpBQl52發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗量bs0.123=0.123 1000/0.252=487.4g 標(biāo)準(zhǔn)cp煤 /kw.

16、h又cpbpe l故該機(jī)組的絕對電效率為cpel=0.252/0.88=0.286b p14 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(shí) 數(shù) n=6000h,機(jī)組的熱耗率q 0=7954.9kj/(kw.h),p=0.98,b=0.91 ，全年供電W=337680萬 kW.h ，試求：（）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4.1868kj/kW.h ，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Word 資料q0qcpbo電廠熱效率cp3600pel=3600 pel=3600/qcp=3600/8920.0

17、4=0.41QcpBQl4電廠供電熱效率n3600W360033768 104cpqcp 2Pel10360008920.04 2300 1036000=0.379ncp (1ab )cpn故 ab1cp=1-0.379/0.404=0.cp發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率bs0.123=0.123 1000/0.404=304.45g 標(biāo)準(zhǔn)煤 /kw.hcp標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗率bnsBbs=304.45/(1-0.)=325g標(biāo) 準(zhǔn) 煤PPab1ab/kw.h(2)全年能耗Qa3600Wncp33768010 436000.379故平均每天燒煤aQa337680 1043600B0.379221903651000c

18、p Ql 365=3960.2( 噸 / 天 )(3)全年共可節(jié)能Qa =Wq=33768010410kj4.1868=1.4110則共可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤.Ba310= Qa /(29270 10 )=1.4110 /(29270 1000)=482.85 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 8331.7kj/(kW.h) ，但由于各種原因 使的在實(shí)際運(yùn)行中熱耗率為 8345.55 kj/(kW.h) ，若年利用小時(shí)數(shù)為 6000h ， p=0.98, b=0.91 問全年多耗標(biāo)準(zhǔn)煤多少噸？解 設(shè)計(jì)電廠熱耗率q0=8331.7/(0.910.98)=9342.57k

19、j/kw.hqcpbo實(shí)際電廠熱耗率qcp,q0=8345.55/(0.910.98)=b o9358.10 kj/kw.h故電廠熱耗率值多耗qcp=q cp-q cp=9358.10-9342.57=15.53kj/kw.h機(jī)組的發(fā)電量為39W=300 106000=1.810 (kw.h)則全年多耗標(biāo)準(zhǔn)煤Wqc1.8 10915.53=955 噸m1032927000029270三提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(shí),可以使整個(gè)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

20、實(shí)際循環(huán)熱效率，即汽輪機(jī)絕對效率i t ri 。當(dāng)初參數(shù)提高時(shí)， 它有不同的變化方向； 對蒸汽流量較大的大容量汽輪機(jī)，t 提高，ri 降低很小；因此提高蒸汽的初參數(shù)可以提高汽輪機(jī)的i 。對于蒸汽流量較小的小容量汽輪機(jī)，ri 的降低可能大于熱效率t 的提高，此時(shí)提高蒸汽的初參數(shù)會(huì)降低汽輪機(jī)的i ，從而多耗燃料并使設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)提高。所以，只有當(dāng)汽輪機(jī)容量較大時(shí)，采用高參數(shù)才能提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。Word 資料2影響提高蒸汽初參數(shù)的主要技術(shù)因素有哪些？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(dòng)力設(shè)備鋼材性能的限制；當(dāng)溫度升高時(shí)，鋼的強(qiáng)度極限、屈服點(diǎn)、以及蠕變極限等都

21、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(huì)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(shí)，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(shí)，蒸汽水分對末級葉片不僅產(chǎn)生侵蝕作用、增加蒸汽流動(dòng)阻力，而且還可能發(fā)生沖擊現(xiàn)象，使汽輪機(jī)相對效率降低很多，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

22、，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(shí)， 由于附加循環(huán)平均吸熱溫度Tav, 低于基本循環(huán)的平均吸熱溫度Tav 使

23、整個(gè)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 Tav , 高于 Tav 的數(shù)值可能很大；但此時(shí)因附加循環(huán)熱量占整個(gè)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(gè)中間再熱后的溫度都相應(yīng)存在一個(gè)中間再熱最有利的再熱壓力值，此時(shí)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 Trh ，因此希望 Trh 越高越好；但它受再熱.方法和所采用鋼材的限制， 中間再熱后溫度 t rh 一般選擇等于蒸汽初溫度的值。降低

24、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(gè)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 p c 降低 ,取決于凝汽器中排汽凝結(jié)水的溫度 t c 的降低。已知t c=t c1+t +t其中t tc2 -t c1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 0 11 ； t c1,tc2為冷卻水進(jìn)、出口溫度，；t 為凝汽器的端差,t= t c-t c2,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，冷卻水進(jìn)口水溫度tc1 受

25、自然環(huán)境決定，是降低 p c 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p c 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(shí)，背壓只與凝汽器冷卻水量G 有關(guān)。當(dāng)G 增加時(shí)，汽輪機(jī)因背壓降低增加的功率Pe 與同時(shí)循環(huán)水泵耗功也增加的Ppu 差值最大時(shí)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

26、高了工質(zhì)在鍋爐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(shí)，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。Word 資料多級回?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(shí)，增

27、加級數(shù)可以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(shí)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 、 q 2q z隨 Z 的變化均認(rèn)為是常數(shù)，此時(shí)，q 1=0 ，這種分配方法是將每一級加=q2 =q z熱器水的焓升h wz 取做前一級蒸汽至本一級蒸汽在汽輪機(jī)中的焓降h z-1 ,簡稱為焓降分配法。（ 2） 若忽略各級加

28、熱蒸汽凝結(jié)放熱量的差異，即q 1=q 2=qz 這種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??實(shí)際動(dòng)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(huì)削弱給水回?zé)岬男Ч?；其主要原因?yàn)椋夯責(zé)嵫h(huán)與朗肯循環(huán)比其效率的相對增長為r1ii=1iAr回?zé)嵩贌嵫h(huán)與回?zé)嵫h(huán)相比其效率的相對增長rh1rii=1rAr rhi比較以上兩式可見： 由于 i ri和 Ar rhAr 所以回?zé)釞C(jī)組采用再熱后，絕對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

29、使回?zé)岢槠龉p少，凝汽汽rrh流做功相對增加， 所以ii ，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(dòng)力工程中，不能單純追求熱經(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(jià)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 . 某 200MW 汽輪發(fā)電機(jī)組，原設(shè)計(jì)參數(shù)為p 0=12.75Mpa 、t0 =535 、 p c=0.0049Mpa 、 ri=0.882 、 mg =0.985 。若將新汽壓力提高到 16.2MPa ，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/kgh0=3395kj/kg

30、h c=2006.kj/kghc=1957 kj/kg h fw =136.2 kj/kg在原設(shè)計(jì)參數(shù)下th0hc34392006=0.434h0h fw3439136.2將新汽壓力提高后,h0,h, c33951957th,hfw=0.44103395136.2則該機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)的熱耗率為q036003600=9547.9kj0.43408820.985t rim g/kw.h將新汽壓力提高后的熱耗率為q,036000.4413600=9396.3ktrimg08820.985j/kw.h則熱耗相對變化值為| q,0 q0| 9396.3 9547.9 |=1.59%q09547.911.當(dāng)夏

31、季水溫升高時(shí)，排汽壓力由0.0049MPa升高到0.0078MPa ，試分析凝汽器的真空變化對高參數(shù)和中參數(shù)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響。若中參數(shù)機(jī)組的參數(shù)為：p =3.43Mpa 、 t =435 、 p=0.0049MPa ；高參數(shù)機(jī)00c組的參數(shù)為： p0=8.83Mpa 、t0=535 、p c=0.0049MPa 。解：(1)對高參數(shù)機(jī)組根據(jù)機(jī)組參數(shù)查焓熵圖和水蒸氣表得h 0=3480kj/kghc=2070kj/kgh fw=136.2kj/kg凝汽器真空變化后kj/kgh =2115kj/kgh =34800c,h fw =171.80kj/kg則 th0hc34802070=0.423h

32、0h fw3480136 .2,h0,h, c34802115=0.41th,0hfw3480171.80則效率相對變化為|,t| 100%| 0.4130.423 |100% =2.4%tt0.423(2) 對中參數(shù)機(jī)組根據(jù)機(jī)組參數(shù)查焓熵圖和水蒸氣表得h 0=3310kj/kghc=2175kj/kgh fw=136.2kj/kg凝汽器真空變化后h0=3310kj/kgh c=2185kj/kg,h fw =171.80kj/kgWord 資料h0hc33102125th0h fw3310=0.373136 .2,h, c33102185,h0t,h0hfw3310171.80=0.358則

33、效率相對變化率為| ,tt | 0.358 0.373 |=3.9%100%0.373100%t通過比較可見 ,凝汽真空變化對中參數(shù)機(jī)組影響較大國產(chǎn) 31-25-2型汽輪機(jī)， p= 3.43Mpa 、 t =435 、20.00p c=0.0049Mpa 、 tfw =164 、 采用四級混合加熱器給水回?zé)?。?ri=0.80 。試采用：（ 1） 平均分配法；（ 2） 焓降分配法。確定各加熱器的焓升及各級抽汽壓力。解：平均分配法根據(jù)機(jī)組參數(shù)p0 、 t o 、pc 由水蒸氣圖表得有關(guān)數(shù)據(jù)分別為h，h=3305.1kj/kg=1044.2kj/kg00h =2361.3kj/kgc,h c=13

34、7.77kj/kg則hr,h,1044.2137.77h0c=181.29(kj/kg)z141h1h,0h, r1044.2181.29862.91( kj / kg)h2h1h r862.91181.29681.62(kj / kg)h3h2h r681.62181.29500.33(kj / kg)h4h3h r500.33181.29319.04(kj / kg )根據(jù)各混合式加熱器的出口焓值可得抽汽壓力為 :p 1 =1.163Mpap2=0.641Mpap3=0.1936Mpap 4=0.0406Mpa各級加熱器的焓升均為181.29kj/kg四1. 混合式加汽器（一般指除氧器）和

35、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(gè)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(shí)，會(huì)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

36、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，降低了電廠的熱經(jīng)濟(jì)性，端差越大，熱經(jīng)濟(jì)性降低越多。表面式加熱器與混合式加熱器相比，雖有端差，熱經(jīng)濟(jì)性降低，金屬耗量達(dá)、造價(jià)高、加熱器本身工作可靠性差等缺點(diǎn)，但就整個(gè)表面式加熱器組成的回?zé)嵯到y(tǒng)而言，卻比混合式加熱器系統(tǒng)簡單、運(yùn)行也較可靠。所以，在現(xiàn)代發(fā)電廠中，廣泛采用表面式加熱器。一般只配一臺混合式加熱器作為鍋爐給水除氧和匯集各種水流之用。擴(kuò)大混合式加熱器的應(yīng)用圍， 目前有的大型機(jī)組低壓加熱器采用了重力自流接觸式混合加熱器，其特點(diǎn)是將相鄰的兩個(gè)或三個(gè)混合式加熱器串聯(lián)

37、疊置布置，利用高差形成的壓頭將低壓水流能自動(dòng)落入壓力稍高的下一個(gè)加熱器，從而減少了水泵的臺數(shù)。2 表面式回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)的疏水方式有幾種？根據(jù)什么原則來定性分析它們的熱經(jīng)濟(jì)性？疏水泵設(shè)置的原則是什么？答：表面式加熱器的疏水方式有：（ 1） 采用疏水泵的連接系統(tǒng)。（ 2） 疏水逐級自流的連接系統(tǒng)。對這兩種連接方式， 熱經(jīng)濟(jì)性的分析一般采用定功率法。具體分析疏水對抽汽量的排擠引起的功率變化，亦可采用 火用法分析疏水和凝結(jié)水混合時(shí)溫差大小所引起的 火用損大小。采用疏水泵的連接系統(tǒng)時(shí)，需安裝疏水泵，投資增加、多耗廠用電，系統(tǒng)復(fù)雜；且疏水泵工作條件差，事故率大，維護(hù)費(fèi)用增加。因此這種連接方式，多在 12-2

38、00MW 機(jī)組的低壓加熱器組末級和次末級中采用，其它級采用疏水逐級自流的連接方式。300MW 以上容量的機(jī)組，因?qū)C(jī)組及系統(tǒng)的可靠性、可控制性要求較高，低加系統(tǒng)可不采用疏水泵，而是采用疏水冷卻器來提高低加系統(tǒng)的熱經(jīng)濟(jì)性。3 為什么有些表面式加熱器要裝過熱蒸汽冷卻器和疏水冷卻器？答：為減少疏水逐級自流排擠低壓抽汽所引起的附加冷源損失，又不擬裝疏水泵時(shí)，可采用疏水冷卻器。它是用裝在主凝結(jié)水管上的孔板造成壓差，使部分主凝結(jié)水進(jìn)入疏水冷卻器吸收疏水的熱量，疏水焓值由,h j 降為 hj 后在流入下一級加熱器中，從而減少對下一級回?zé)岢槠颗艛D所引起的附加冷源損失。再熱回?zé)嵫h(huán)中再熱后的各級回?zé)岢槠^熱度

39、大Word 資料pb 時(shí)，幅度提高，尤其是再熱后的第一、二級的抽汽口的蒸汽過熱度高達(dá) 150-200 ，甚至更高。導(dǎo)致再熱后各級回?zé)峒訜崞鞯膿Q熱溫差加大，而增大了火用損降低了熱經(jīng)濟(jì)性，為了減少 火用損失，故可采用蒸汽冷卻器；即具有高過熱度的回?zé)岢槠人椭琳羝鋮s器冷卻至飽和蒸汽溫度后，在引至加熱器本體，可減少總的不可逆換熱損失。4 表面式加熱器的上端差和下端差的圍是多少？它的取值對發(fā)電廠的熱經(jīng)濟(jì)性有什么影響？答：我國的加熱器端差一般當(dāng)無過熱蒸汽冷卻器時(shí)，端差為=3 6 ,有過熱蒸汽冷卻器時(shí)=-1 2；下端差一般推薦為=5 10機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性隨加熱器端差的降低而增加，其原因是：當(dāng)給水溫度一定而其

40、他條件不變時(shí)，若減少端差，回?zé)岢槠麎毫捌潇手刀枷鄳?yīng)降低，故抽汽在汽輪機(jī)中的做功量隨之增大，凝汽做功量減少；當(dāng)疏水引至下一級加熱器時(shí)， 排擠下一級抽汽程度相對減少，因而提高了機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。5回?zé)嵯到y(tǒng)常規(guī)熱平衡的計(jì)算方法和步驟是怎樣的？如何求加熱器出口主凝結(jié)水的混合焓（當(dāng)該級采用疏水泵時(shí)）？答：常規(guī)熱力計(jì)算方法可分為定功率計(jì)算和定流量計(jì)算兩種。前者以機(jī)組的額定電功率Pel 為定值，通過計(jì)算，求得所需的新蒸汽量。它在設(shè)計(jì)、運(yùn)行部門用的較為普遍。后者以進(jìn)入汽輪機(jī)的蒸汽量D0 為定值，計(jì)算能發(fā)出多少電功率，汽輪機(jī)制造廠多用此方法。常規(guī)計(jì)算法的核心，實(shí)際上是對z 個(gè)加熱器的熱平衡z方程和一個(gè)功率方程式

41、（如 D 0Dc 0D jYj ）或i 1求凝汽流量的物質(zhì)平衡式所組成的 （ z+1 ）個(gè)線性方程組求解；其最終求得 z 個(gè)抽汽量和一個(gè)新氣量（或凝汽量）。工程上為計(jì)算方便，通常是以汽輪機(jī)的汽耗量的相對量來表示各回?zé)岢槠蓊~和凝汽份額，即各回?zé)岢槠禂?shù) j 和凝汽系數(shù) c ,且jc =1kg ；再根據(jù)功率方程式求得汽輪機(jī)的汽耗量D0，算出各抽汽量D j 和凝汽流量Dc 的絕對值。也可用蒸汽的絕對量計(jì)算，此時(shí)先近似估計(jì)一個(gè) D0 值，根據(jù)各加熱器的熱平衡式求得各級抽汽量的絕對值，經(jīng)過迭代后，再計(jì)算機(jī)組的電功率及其熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。計(jì)算過程和步驟一般如下（ 1） 整理原始資料：當(dāng)原始資料不夠直接和完整

42、時(shí)，計(jì)算前必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼砗瓦x擇假定以滿足計(jì)算需要。a. 合理選擇及假定某些未給出的數(shù)據(jù)：新汽壓損一般取蒸汽初壓的 3%-7%，再熱壓損一般取低于高壓缸排汽壓力的 10%，各級回?zé)岢槠麎簱p取該級回?zé)岢槠麎毫Φ?3%-8%；加熱器出口端差j 及有疏水冷卻器的入口端差j ，可按前面的加熱器端差推薦值選取。.當(dāng)加熱器效率、 機(jī)械效率和發(fā)電效率未給出時(shí)，一般可在以下數(shù)據(jù)圍選?。篽0.980.99、m0.99左右、g0.98b. 將原始資料整理成計(jì)算所需的各處汽、水比焓值：如新汽、 抽汽、 凝汽比焓 （h 0、hj、hc ），加熱器出口水、疏水、及凝汽器出口水比焓（h,和,），再熱器、hhjwjc出口

43、比焓升 q rh 等。（2 ） 各級回?zé)岢槠緿j (或j)的計(jì)算。（3 ） 凝汽流量（或c ）新汽耗量 D0 的計(jì)算，或汽輪機(jī)功率的計(jì)算。（ 4 ） 對計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核。（ 5 ） 各處汽水流量和熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的計(jì)算。6 什么是外置式蒸汽冷卻器？它為什么能提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性？串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)區(qū)別在何處？外置式蒸汽冷卻器是指它具有獨(dú)立的加熱器外殼，可以根據(jù)設(shè)備的要求布置在不同位置。因?yàn)橥庵檬秸羝鋮s器既能降低加熱器的換熱溫差、減少不可逆損失、又能提高給水的溫度，故能提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。串聯(lián)和并聯(lián)系統(tǒng)的區(qū)別主要是外置式蒸汽冷卻器與主流水的聯(lián)接關(guān)系不同。8疏水冷卻器的作用是什么？一般在什么情況下裝設(shè)疏水

44、冷卻器？答：疏水冷卻器的作用主要是為了減少疏水逐級自流排擠低壓抽汽所引起的附加冷源損失。疏水冷卻器系統(tǒng)簡單、 無轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)備、 運(yùn)行可靠、 不耗廠用電，但使投資增加，用于對熱經(jīng)濟(jì)性要求較高的機(jī)組中；一般我國多數(shù)大型凝汽機(jī)組多裝在兩級加熱器壓差較大的部位，對于供熱機(jī)組一般裝在通過回?zé)峒訜崞鞯闹髂Y(jié)水量較大的加熱器入口處。9給水熱力除氧的原理是什么？根據(jù)熱力除氧原理對除氧器的結(jié)構(gòu)有那些主要要求？答：給水熱力除氧的原理：熱除氧的原理是以亨利定律和道爾頓定律為基礎(chǔ)。如果水面上某氣體的實(shí)際分壓力小于水中溶解氣體所對應(yīng)的平衡分壓力則該氣體就會(huì)在不平衡壓差 p 的作用下 ,自水中離析出來（質(zhì)量轉(zhuǎn)移），直至達(dá)到新的平衡狀態(tài)為止， 反之，將會(huì)發(fā)生該氣體繼續(xù)溶于水中的過程。如果能使某種氣體在液面上的實(shí)際分壓力等于零， 在不平衡壓差 p 的作用下就可把該氣體從液體中完全除去，這就是物理除氧的原理。除氧器的構(gòu)造首先必須滿熱除氧原理基本規(guī)律的要求，結(jié)構(gòu)上應(yīng)有利于傳熱、傳質(zhì)的加速進(jìn)