《火力发电厂生产过程》教材.

发电厂生产过程

粗粉分离器把不合格的过粗煤粉分离出来， 经回粉管又返回到磨煤机重新磨制合格的 煤粉由干燥剂携带被排粉机送入一次风管， 并通过燃烧器喷入炉膛燃烧．
汽轮机设备结构

汽轮机设备结构 转动部分：主轴、叶轮、动叶片、联轴器 及装在轴上的其他部件；

静止部分：包括汽缸、隔板、喷嘴、进排 汽管、抽汽管道及装在汽缸上 的其他部件。
五、纯凝汽式发电厂主要经济指标
（一）汽轮发电机组的热经济指标

3600Pe 汽耗量：汽轮发电机组 D 0＝ kg / h 每小时所消耗的蒸汽量。 （h 0－h c）mg 汽耗率：每生产1kW· h D0 3600 kg / kW h 电能所消耗的蒸汽量。 d 0＝ P ＝ （h －h ）
wt T2av q1－q 2 q2 t＝ ＝ ＝ 1 － ＝ 1 － q1 q1 q1 T1av
三、凝汽式发电厂各种热损失和效率
1、锅炉效率：锅炉设备的输出的被有效利用 的热量（锅炉热负荷）与输入热量（燃料在 锅炉中完全燃烧时的放热量）之比。
Qb b＝ BQnet
锅炉设备中的热损失主要有：排烟热损失、 散热损失、化学未完全燃烧损失、机械未完 全燃烧损失、排污热损失、灰渣物理热损失 等。
8.83
435
535
6，12，25
50，100
超高参数
亚临界参数 超临界参数
13.83
16.77 18.27* 25.3
540/540 540/540
540/540 540/540 541/569
13.24 12.75
16.18 16.67 24.2
535/535 535/535
535/535 537/537 538/566


式中 3600——电热当量，1 KWh相当于 3600 KJ的热量。 朗肯循环效率和汽轮机相对内效率分别反映 的是理想冷源损失和附加冷源损失的大小，通 常将这两项损失之和称为冷源损失。因此，汽 轮机的绝对内效率反映了机组冷源损失的大小， 其值为35%～49%。
4、汽轮机的机械效率：为汽轮机轴功率与 其内功率之比。
电力系统的可靠性指标

机组可用系数AF
可用小时 100% 统计期间小时 运行小时 备用小时 100% 统计期间小时

非计划停运系数UOF

非计划停运小时 100% 统计期间小时
可用小时 降低出力等效停运小时 100% 等效可用系数EAF 统计期间小时

非计划停用次数。
Pi h0 hc ri＝ ＝ Pt h0 hca
汽轮机相对内效率反映汽轮机内部结构 的完善程度，现代大型汽轮机相对内效 率为87%～90%。
汽轮机绝对内效率（又称为实际循环热效率） 为汽轮机组的实际内功率与汽轮机组的热耗量 之比。 若忽略水泵耗功，则汽轮机组的绝对内效率： 3600Pi h0 hc h0 hca h0 hc i t ri Q0 h0 h' fw h0 h' fw h0 hca
e 0 c m g

热耗量：发电机组每小 Q0＝D （ 0 h 0－h fw )kJ 时消耗的热量。 热耗率：每生产1kW· h q Q0 d (h －h )kJ / kW h 0 0 0 fw 电能所消耗的热量。 Pe
（二）全厂经济指标 3600 Pe 全厂热效率： cp＝ BQnet
第一部分 发电厂生产过程
发电厂生产过程
热力发电厂的类型


化石燃料发电厂、原子能发电厂、新能源(地热、太阳能 等)发电厂等。 凝汽式发电厂、热电厂。 内燃机发电厂、汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、燃 气—蒸汽联合装置发电厂。 中低压(3.43MPa及以下)电厂，高压(8.83MPa)电厂，超 高压(12.75MPa)电厂，亚临界压力(16.18MPa)电厂和超 临界压力(23.54MPa)电厂。 坑口(路口、港口)发电厂、负荷中心发电厂。 基本负荷发电厂、中间负荷(腰荷)发电厂、调峰发电厂。 非单元机组发电厂、单元机组发电厂。 区域性发电厂、企业自备发电厂、移动式(如列车)发电厂、 未并入电网的孤立发电厂。
电力工业在国民经济中的作用
电力弹性系数：指电力工业的年增长速度 与国民经济总产值年增长速度的比值。


当经济发展过程中高电耗的重工业和基础工业的比重增大 时，电力总消费量增长率会不断增大，电力弹性系数呈现 大于1的趋向； 当经济发展过程中基本上保持原来结构和原有技术水平时， 代能里弹性系数接近于1或等于1； 当产业结构和产品结构向节能型方向发展，使得单位产值 电耗降低时，电力弹性系数就会小于1。
Pax m＝ Pi
现代大型汽轮机的机械效率大于99%。
5、发电机效率：为发电机输出的电功率与 轴功率之比。
Pe g＝ Pax
发电机损失包括机械方面的轴承摩擦损 失、通风耗功和电气方面的铜损（由于线 圈具有电阻而发热）、铁损（由于激磁铁 芯产生涡流而发热）。 现代大型发电机效率，氢冷时为98%～ 99%，空冷时为97%～98%，双水内冷时 为96%～98.7%。

一、发电厂原则性热力系统的概念
发电厂原则性热力系统表示工质流过时状态参数发
生变化的各种必须热力设备及设备之间的主要联系。 发电厂原则性热力系统图是以规定的符号表明工质 在完成热力循环时必须流经的各种热力设备之间连 接的线路图，故同类型同参数的设备在图上只表示 一个，备用设备和管路、附属机构都不画出，除额 定工况时所必须的附件（如定压运行除氧器进汽管 上的调节阀）外，一般附件均不表示。

凝汽式发电厂的热平衡方程
qcp＝3600 qb qp qc qm qg
ηcp
ΔQp Qb Qcp ηb Qo ΔQc ηp Wi ηi
ΔQm 3600Pe
ηm
G
ηg
ΔQg
ΔQb
ΔQb
ΔQp
ΔQm
ΔQg
燃料的热量Qcp
3600Pe
冷源损失 ΔQ c
结论

发电厂效率很低。其主要原因是冷源损失 太大，而冷源损失的大小取决于热力循环 方式和蒸汽的初、终参数。因此，欲提高 电厂的热经济性就要尽可能地减少冷源损 失，其根本途径是提高蒸汽初参数，降低 终参数，采用给水回热加热、蒸汽中间再 热和热电联产等
做功能力法分析

供给的可用能=有效利用的可用能+用损
ex
有效利用的可用能 100% 供给的可用能
e ein eq wi eout Tamb s
eq wmax Tamb q c q 1 T 1
二、朗肯循环和循环热效率
原则性热力系统组成：主蒸汽及再热蒸汽系统、再
热机组的旁路系统、主凝结水系统、除氧给水系统、 回热抽汽系统、疏水系统、补充水系统、小汽轮机 的热力系统、锅炉排污利用系统等。对于供热机组 还包括对外供热系统。
二、机、炉容量的配置
发电厂的机组容量应根据系统规划容量、负荷 增长速度和电网结构等因素进行选择。 根据电力负荷的需要，凝汽式发电厂宜采用一 机一炉制，即单元制系统，不设备用锅炉，这 就要求锅炉与汽轮机的容量和参数相匹配。

厂用电率：
ap＝
Pap Pe
100 ％

Pe 全厂煤耗量： B＝ 3600 kg Qnetcp

全厂煤耗率： b＝ B ＝ 3600 kg / kW h Pe Qnetcp

标准煤耗率和供电煤耗率

标准煤耗率：
3600 0.123 b＝ kg / kW h 29270 cp cp
汽轮机外观结构
汽轮机转子结构
第二部分 发电厂的热经济性

一、发电厂热经济性的分析方法：
1、热量法
2、做功能力法
热量法
热量法是以热力学第一定律为基础，
以研究燃料燃烧热量的被利用程度对 电厂热经济性影响的评价方法。 可通过热效率指标来反映的。 直观、易于理解、计算方便、应用广 泛。
2、提高相对内效率：
增大进汽量，增加高压部分叶片高度，减少高压部分漏汽损失； 减少排汽量，减少了湿汽损失及余速损失。
3、蒸汽中间再热
蒸汽中间再热：将蒸汽从汽轮机高压缸排汽的
一部分引出进人再热器中加热，当温度提高后再 引回汽轮机中继续膨胀作功。
七、热经济性综合比较
第三部分 发电厂原则性热力系统
s

供电煤耗率：
s s s
B B b b＝ ＝ ＝ kg / kW h Pe－Pap P （ － ap） 1－ ap e 1
s n
现代凝汽式发电厂发电标准煤耗率为
300～360 g标准煤/（KWh），供电 标准煤耗率为307～410 g标准煤/ （KW h），发电厂的厂用电率平均 在6%～8% 。
四、发电厂的热平衡
发电厂的总效率：发电厂有效利用的能量 （即输出的电能）与其消耗的能量（即输 入燃料完全燃烧时的放热量）之比。
3600 Pe cp＝ BQnet
整个发电厂生产过程中能量转换是由六个环节顺序组成 的，因而全厂总效率应等于各环节效率的连乘积，即
cp b p t ri m g
六、 提高发电厂热经济性的途径
1、提高蒸汽初参数、降低蒸汽终参数 2、给水回热加热 3、蒸汽中间再热 4、热电联产

1、提高蒸汽初参数、降低蒸汽终参数

（一）提高蒸汽初参数（温度和压力）
1、提高蒸汽初参数对循环热效率的影响
2、提高蒸汽初参数对汽轮机相对内效率的影
响 3、提高蒸汽初参数的限制
125 200
300 300，600 600
*系锅炉带最大连续负荷（MCR）超压5%的压力值。