热力发电厂动力循环及其热经济性
热力发电厂课后习题问题详解
热力发电厂课后习题答案第一章热力发电厂动力循环及其热经济性1、发电厂在完成能量的转换过程中，存在哪些热损失？其中哪一项损失最大？为什么？各项热损失和效率之间有什么关系？能量转换：化学能—热能—机械能—电能（煤）锅炉汽轮机发电机热损失：1）锅炉热损失，包括排烟损失、排污热损失、散热损失、未完全燃烧热损失等。
2）管道热损失。
3）汽轮机冷源损失: 凝汽器中汽轮机排汽的气化潜热损失；膨胀过程中的进气节流、排气和部损失。
4）汽轮机机械损失。
5）发电机能量损失。
最大：汽轮机冷源热损失中的凝汽器中的热损失最大。
原因：各项热损失和效率之间的关系：效率=（1-损失能量/输入总能量）×100%。
2、发电厂的总效率有哪两种计算方法？各在什么情况下应用？1）热量法和熵方法（或火用方法或做功能力法）2）热量法以热力学第一定律为基础，从燃料化学能在数量上被利用的程度来评价电厂的热经济性，一般用于电厂热经济性的定量分析。
熵方法以热力学第二定律为基础，从燃料化学能的做工能力被利用的程度来评价电厂的热经济性，一般用于电厂热经济性的定性分析。
3、热力发电厂中，主要有哪些不可逆损失？怎样才能减少这些过程中的不可逆损失性以提高发电厂热经济性？存在温差的换热过程，工质节流过程，工质膨胀或压缩过程三种典型的不可逆过程。
主要不可逆损失有1) 锅炉有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性。
2) 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。
3) 主蒸汽管道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。
4）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。
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。
4、发电厂有哪些主要的热经济性指标？它们的关系是什么？主要热经济性指标有：能耗量（汽耗量，热耗量，煤耗量）和能耗率（汽耗率，热耗率，煤耗率）以及效率。
热力发电厂动力循环和热经济性分析
热力发电厂动力循环和热经济性分析热力发电厂是利用燃料燃烧产生的热能，通过动力循环转化为机械能，再经由发电机转化为电能的设备。
热力发电厂的动力循环系统是其核心部分，直接影响发电厂的发电效率和热经济性。
本文将对热力发电厂的动力循环和热经济性进行分析，探讨其影响因素和优化策略。
一、热力发电厂动力循环热力发电厂的动力循环通常采用蒸汽动力循环，其基本流程包括燃料燃烧产生热能、锅炉产生高温高压蒸汽、蒸汽推动汽轮机做功、汽轮机驱动发电机发电、冷凝器冷却蒸汽成为凝水、给水加热再进入锅炉循环。
这一循环过程中，热能不断转化为机械能和电能，完成能量转换的功能。
常见的动力循环系统有单回路、双回路和再热再生等不同种类，每种系统都有其特点和应用场景。
热力发电厂动力循环系统的性能主要取决于压力、温度和流量等参数。
为了提高发电效率和减少燃料消耗，热力发电厂通常会采用高参数化设计，提高锅炉出口蒸汽参数和汽轮机进汽参数，增大机组容量和提高透平效率。
优化循环方式、改进设备结构和提高系统运行稳定性也是提高动力循环效率的重要途径。
二、热力发电厂热经济性分析热力发电厂的热经济性是评价其综合能源利用效果的重要指标，也是节能减排的关键环节。
热力发电厂的热经济性主要包括锅炉燃烧效率、汽轮机汽耗、热力发电厂热力循环的热力损失等因素。
首先是锅炉燃烧效率。
锅炉是热力发电厂的关键设备，其燃烧效率直接影响热能利用程度和二氧化碳排放量。
提高锅炉燃烧效率是节能减排的重要途径，可以采用提高燃烧温度、改进燃烧器结构和优化燃料供给等技术手段进行改进。
其次是汽轮机汽耗。
汽轮机是热力发电厂的关键设备之一，其汽耗直接影响发电效率和热经济性。
提高汽轮机汽耗是提高热力发电厂综合能源利用效率的关键，可以采用提高汽轮机进汽参数、减少内发热损失和提高汽轮机效率等措施进行改进。
为了提高热力发电厂动力循环效率和热经济性，可以采取以下优化策略：1、采用高参数化设计。
提高锅炉出口蒸汽参数和汽轮机进汽参数，增大机组容量和提高透平效率，提高热力发电厂的动力循环效率。
动力循环及其热经济性分析资料
z
j
ac hc
h
j 1
z
j
ac (h0 hc qrh )
（2）回热使D0（d0）增加 回热产生作功不足，为了使Wi一定，势必增加 D0，即
wi wic
D0 D0c
d0 d0 c
3600 Pe 3600 Pe D0 wim g wicm g 3600 3600 d wim g wicm g
t fw
∴存在
t
op fw
p j wi D0 i
（2）作功能力法：
∵当z一定，
Ⅲ 锅炉平均吸热温度 Tb eb
t fw
回热器换热温差 er
∴存在
t
op fw
平均分配法：
hc kJ hb z hc h hc z z 1 kg
op fw
焓降分配法：
kJ j hc h0 hz h hc kg j 1
op fw z
几何分配法：
h z m m
op fw z
z 1
kJ m z 1 1 m 1 hc z hc m 1 kg
三个重要参数——wi，q0和i
1.比内功wi
输入、输出汽轮机能量之差
Wi D0 h0 Drh q rh D j h j Dc hc wi h0 rh q rh j h j c hc
z 1 1 z
物质平衡式： 1 j c
1
z
凝汽流、各级回热抽汽所做内功之和
(3)采用回热导致作功能力损失
热力发电厂动力循环和热经济性分析
热力发电厂动力循环和热经济性分析1. 引言1.1 热力发电厂动力循环和热经济性分析热力发电厂动力循环和热经济性分析是热力发电领域中的重要内容，通过对发电厂的动力循环和热经济性进行分析，可以帮助优化能源利用和提升发电效率。
动力循环是指热力发电厂中燃料燃烧产生热能，通过锅炉产生高温高压蒸汽驱动汽轮机发电的过程。
热力发电厂的动力循环过程是实现能源转换和电力输出的核心环节，其效率和运行稳定性直接影响发电厂的经济性和环保性能。
热经济性分析则是评价热力发电厂能源利用的经济效益和环保效益，主要包括能源消耗、电力输出、燃料成本、发电效率等指标。
了解热力发电厂的动力循环和热经济性分析方法，可以为发电厂的运行管理和优化提供科学依据，促进发电行业的可持续发展。
在未来，随着绿色能源发展的不断推进，热力发电厂动力循环和热经济性分析将成为发电行业的重要研究方向，对环境和经济的影响也将更加凸显，因此这一领域的研究具有重要意义。
【内容结束】.2. 正文2.1 热力发电厂动力循环的意义热力发电厂的动力循环是指利用燃料燃烧产生热量，通过汽轮机转换为机械能，然后再通过发电机转换为电能的过程。
这一循环过程在能源转换中起着至关重要的作用，具有以下几点重要意义：1. 能源转化效率高：热力发电厂的动力循环过程在提高能源的利用效率方面具有重要作用。
通过不断优化动力循环系统的设计和运行参数，可以最大程度地提高燃料的利用率，降低能源浪费。
2. 提高电网稳定性：热力发电厂动力循环的稳定运行对于电网的稳定性至关重要。
通过合理设计循环系统，并采用先进的监测和控制技术，可以确保电力系统的稳定供应，避免因电力波动而引起的网络故障。
3. 减少对环境的影响：优化热力发电厂的动力循环系统可以减少燃烧排放物的排放，减少对环境的污染。
通过清洁能源的利用和废热回收利用，可以实现绿色发电，降低温室气体排放。
热力发电厂动力循环的意义在于提高能源利用效率，保障电网的稳定运行，减少环境污染，推动能源转型发展。
热力发电厂动力循环及其热经济性
热力发电厂的工作原理主要是基于热力学的基本定律，通过燃烧过程将化学能 转化为热能，然后利用热能驱动汽轮机或燃气轮机转动，从而带动发电机发电 。
热力发电厂的重要性
能源供应
热力发电厂是全球能源供应的主 要来源之一，为工业、商业和居
民提供可靠的电力供应。
经济发展
热力发电厂的建设和维护为经济发 展提供了大量的就业机会，促进了 相关产业链的发展。
创新材料与工艺
采用新型耐高温、高压的材料 和工艺，提高设备的安全性和 可靠性。
智能化控制
引入先进的控制系统，实现动 力循环系统的智能化运行，提
高运行效率和稳定性。
03
热力发电厂的热经济性分 析
热经济性的定义与评价指标
热经济性定义
热力发电厂在生产电能过程中，利用 燃料所释放的热量与消耗的燃料之间 的效率关系。
04
热力发电厂的实际运行与 案例分析
实际运行中的问题与挑战
01
02
03
04
燃料消耗大
为了维持发电效率，需要大量 的燃料供应，增加了运行成本
。
排放问题
发电过程中产生的废气、废水 和废渣等污染物，对环境造成
压力。
设备老化与维护
长时间运行的设备容易出现磨 损和老化，影响发电效率和安
全性。
热能利用率低
部分热能未被充分利用而浪费 ，降低了热经济性。
环境保护
随着技术的发展和环保要求的提高 ，现代热力发电厂注重减少污染物 排放，对环境保护起到积极作用。
热力发电厂的发展历程与趋势
发展历程
自19世纪工业革命以来，热力发电 厂经历了从简单蒸汽机到现代燃气蒸汽联合循环发电厂的演变。
发展趋势
随着可再生能源的发展和环保要求的 提高，热力发电厂正朝着高效、清洁 和可持续的方向发展。未来将更加注 重能源多元化、智能化和灵活性。
热力发电厂动力循环和热经济性分析
热力发电厂动力循环和热经济性分析一、动力循环及其优化方法热力发电厂的动力循环包括汽轮机和发电机。
汽轮机是利用蒸汽推动旋转叶片以产生动力的原理，发电机则利用发动机驱动的发电机产生电能。
热力发电厂的动力循环主要分为三个部分：热力循环、汽轮机和发电机。
1.热力循环热力循环是将化石燃料燃烧产生的热能转化成蒸汽能的过程，其过程包括锅炉、汽轮机和凝汽器。
锅炉的主要功能是利用发动机燃烧化石燃料产生高温高压蒸汽，蒸汽经过汽轮机驱动旋转叶片，将热能转化成机械能。
凝汽器的主要功能是将排出的低温蒸汽凝结成水再次送入锅炉循环，以达到节能的目的。
2.汽轮机汽轮机是将热能转换成机械能的关键环节。
汽轮机主要由旋转叶片、定子、固定叶片和旋转轴等组成。
当高温高压蒸汽通过固定叶片和旋转叶片时，叶片将产生一个静压力和动压力的作用力，从而驱动汽轮机旋转。
汽轮机的转速、功率和效率都是与进口蒸汽温度、压力、出口蒸汽湿度以及转速等相关。
3.发电机发电机是将机械能转换成电能的部件。
发电机的主要组成部件包括转子和定子。
当汽轮机的旋转叶片驱动转子旋转时，定子将因转子的旋转而产生的磁场发生变化而感应出电动势，从而产生电能。
热力发电厂的发电量主要取决于汽轮机的性能和发电机的质量。
为了提高热力发电厂的性能，可以从以下几个方面对动力循环进行优化：1.提高燃烧效率。
燃烧效率的高低直接关系到热力循环的效率。
为了提高燃烧效率，可以利用更先进的燃烧技术，通过追求更高的燃烧温度和压力来提高效率。
2.提高汽轮机效率。
汽轮机的效率受进口蒸汽温度、压力、出口蒸汽湿度以及转速等多种因素影响。
通过优化汽轮机叶片的形状、材料以及加工技术，可以提高汽轮机效率。
3.提高发电机效率。
发电机是将机械能转换成电能的部件，其效率直接关系到热力发电厂的发电量。
通过采用新型导线材料并优化其线圈的布局，可以提高发电机的效率。
二、热经济性的分析方法和提高措施热经济性是评价热力发电厂性能的重要指标之一。
浅谈热力发电厂动力循环和热经济性-论文.doc
摘要：在我国伴随着能源的需求越来越大，开发新型能源的技术和经济投入比较庞大，所以开发新能源的可能性比较小，所以充分的提高能源的利用率才是最根本的方法，电力能源作为各行各业生产生活的基本能源，要充分的去保证电力资源的充足，在我国当前，热力发电厂是电能的主要来源，面对严峻的能源危机，努力提高热力发电厂的热经济性是未来热力发电厂的必然发展方向，本文就当前热力发电厂的循环系统进行研究分析，并对现在的热力发电厂的热经济性进行评价，提出相应的改善措施，最终提高能源的利用效率。
关键词：热力发电厂热经济性动力循环热力发电厂的热经济性分析是热力发电厂进行节能降低能耗的基础研究，它能够对热力系统进行设计、改造，目前我国的热力发电厂还存在着较严重的能源损耗现象，能源的利用率十分地低下，使用了热力发电厂的循环系统能够有效地提高热力发电厂的能源利用效率，节省了大量的能源，本文从热力发电厂的选址、人员选配、技术革新等方面对热力发电厂的热经济性的提高提出科学的改善措施，更好地服务于人民大众。
1.热力发电厂循环系统首先了解一下热力发电厂的发电原理，发电的实质就是能量的转换，通过化石燃料的燃烧产生的热能，转换为蒸汽热能，推动蒸汽转子的旋转变为机械能，最后通过热力发电厂的发电设备转变成电能，这就是过去热力发电厂的发电原理，现代的热力发电厂增加了动力循环系统，就是将热力发电第一次产生的热量进行发电之后，再将余热用于发电厂的动力循环系统中，再次发出相应的电能，热力发电厂的循环系统相对于以往的发电系统有着很大的优势，它能够降低能源的使用，增加资源的再次利用，能够产生的电力资源，循环系统的建造还能够节省很多的发电厂的建设面积，热力发电厂产生的尾气还能够收集起来，将尾气中的热量再次利用起来，能够高效的保护生态环境。
热力发电厂的主要化石能源就是煤炭资源，将煤炭通过传送给煤机，经过碾磨形成煤粉，再将煤粉送入锅炉燃烧，燃烧产生大量的热量，将锅炉管内的水进行加热，随之产生大量的高温蒸汽，这些高温蒸汽推动着汽轮机高速运转，汽轮机通过外部的转轴带动发电机进行发电，最后经过最后的变压器处理接入电网中，这是一个明显的热能转化为机械能最后转化为电能的过程，但是过去的热力发电的能量转换率十分低下，只有少量的能源才能够被转换为电能，大量的热量的没有很好地被充分利用起来，比如锅炉燃烧过程中热量的损失、一些管道的热量损失等等，所以要想真正的提高热力发电厂的能源利用效率，就必须解决好热能损耗的问题，采取相应的措施去解决相关问题。
热力发电厂动力循环及其热经济性
§1-2 凝汽式发电厂的主要热经济指标
能耗量（汽耗量、热耗量、煤耗量） 能耗率（汽耗率、热耗率、煤耗率） 热效率
37
1、能耗量 ——反映生产电功率Pe所消耗的能量 ηp D0 ηi
汽轮机汽耗量D0、 汽轮机热耗量Q0、 电厂热耗量Qcp 、 电厂煤耗量Bcp、
Qcp
ηb
Q0
T
ηm
G
t hex
汽轮机 锅炉、换热器 管道
eq=0
DEt ein w1 eout DEb ein eq eout DEp ein eout
wi=0
eq=0, wi=0
wi ein eout b eout hex ein eq
p hex
eout ein
33
h h h h (1hg ) b p i m
T
G Pax
12
Pe
（6）全厂总效率
全厂能量平衡关系：
发电机输出功率Pe=全厂热耗量Qcp-全厂能量损失Σ△Qj
3600 P Qj e Q cp D cp 全厂总能量损失 Σ △Qj= △Qb + △Qp + △Qc + △Qm + △Qg
h
cp b 3600 P e
I bI I
22
（3）工质温差传热 熵增：
q 0 D s s s s s 0 3 0 8 T g
I I I b
做功损失：
I Ts D Ts ( s )I b e n 0 8
I I I b I I I e n b
I
en
锅炉中做功总损失：
I bI I
I I I I b
热力发电厂的热经济性分析
热力发电厂的热经济性一、热力发电厂动力循环系统热力发电厂动力循环系统是根据能源在燃烧使用时的梯级原理，首先将煤炭和天然气等在锅炉中充分燃烧，第一次产生热能进行发电，再将发电后产生的余热用于发电厂的动力循环装置中，再次发出相应的电能。
使用这种动力循环系统相比以往的发电系统有很大的优势。
主要表现在：能源使用上相比过去大大降低，而且可以将资源再次利用；增加了电力的供应，在原有的基础上电能的输出有了本质的提升；循环系统的建造可以节省发电厂的用地面积，在最小的范围内，完成发电的任务；集中收集尾气，将尾气的热量再次利用，有效地保护了环境，减少了有害气体的排放量；发电的效率和质量有所提高；有利于企业对发电厂的综合治理，在很大程度上减低了事故发生的概率，保障了生产的安全。
二、热力发电厂动力循环的热经济性在了解动力循环系统的原理后，需要对该系统的相关参数进行深入的研究。
1．锅炉效率。
在锅炉中燃烧存在一个公式：输入燃料热量=锅炉热负荷+锅炉热损失。
在燃烧后会产生热能的损失，排烟损失、未完全燃烧损失、排污损失。
而使用动力循环系统可以有效地降低烟雾造成的污染，改善不完全燃烧的现象，以及减少了热量的逐渐耗损，不但如此，还可以收集热量进行二次发电，这些都很大程度地提高了经济性，减少了因排污治理所产生的二次费用。
2．管道效率。
管道的能量平衡关系为锅炉热负荷=汽轮机热耗量+管道热损失。
在气体在传输的过程中，会因为管道的不平整或是有裂缝出现气体的排除，这些也都会对发电效率产生一定的影响，使用循环系统，就可以很大程度上收集浪费的气体，使其再次得到充分的利用。
考虑到汽轮机也会有热消耗量，把气体在回收时的热量和热耗量加在一起，对整个机组产生更大的能量。
这样减少了在收集尾气上的经济消耗，还能提高效率．将浪费的资源再次转化为经济效益。
3．全厂能量效率。
全厂能量平衡关系为全厂热耗量=发电机输出功率+全厂能量损失。
在整个系统中还要考虑整体的热能损失，其中也包括发电机输出功率的损失、机械磨损造成的热能损失，将这些都考虑在内，使用循环系统都能在很大程度上增加能源的使用率，从根本上降低了全厂的经济成本，提升了热经济性。
热力发电厂动力循环和热经济性分析
热力发电厂动力循环和热经济性分析热力发电厂是一种将热能转化为电能的设备，它通过燃烧燃料产生热能，然后利用热能驱动涡轮机，最终产生电能。
在热力发电厂中，动力循环和热经济性是关键的考虑因素。
动力循环是指热力发电厂内部的能量转换过程。
常见的动力循环包括汽轮机循环和透平循环。
汽轮机循环是最常用的动力循环，它利用蒸汽驱动汽轮机转动发电机，产生电能。
透平循环则利用高压蒸汽驱动涡轮机转动发电机，然后将蒸汽排放到下一个级别的透平机中，继续产生电能。
动力循环不仅影响发电厂的发电效率，还影响其运行成本和环境影响。
热经济性是指热力发电厂的热能利用效率和经济性。
热能利用效率是指在能源转换过程中消耗的热能与转化为电能的热能之比。
热能利用效率越高，意味着燃料的能源利用率越高，减少了能源的浪费和环境污染。
经济性则是指热力发电厂的经济效益，包括发电成本和发电收入。
发电成本包括燃料成本、设备运行成本、维护成本等，而发电收入则取决于电力市场的价格和需求。
要提高热力发电厂的热经济性，可以从以下几个方面入手。
优化燃烧技术，提高燃烧效率。
燃烧技术的改进可以减少燃料的消耗量和减少废气的排放，从而提高热能利用效率和减少环境污染。
提高热能回收利用率。
热力发电厂在产生电能的过程中会产生大量的余热，可以利用余热进行蒸汽再加热、空气预加热等，提高热能的利用效率。
采用先进的设备和技术，降低能源消耗和运行成本。
通过引进新的发电设备和优化运行方式，可以提高动力循环的效率，降低发电成本。
动力循环和热经济性是热力发电厂中需要重点考虑的因素。
通过优化燃烧技术、提高热能回收利用率和采用先进的设备和技术，可以提高热力发电厂的热经济性，减少能源的浪费和环境污染。
这对于实现可持续发展和建设清洁能源体系具有重要意义。
热力发电厂动力循环和热经济性分析
热力发电厂动力循环和热经济性分析热力发电厂是一种通过燃烧燃料产生热能，并利用其驱动蒸汽涡轮机发电的设备。
热力发电厂的动力循环和热经济性分析是对其操作和性能进行评估的重要工作。
热力发电厂的动力循环主要分为热力循环和动力循环两个部分。
热力循环是将燃烧产生的热能转化为蒸汽的过程，而动力循环则是利用蒸汽驱动涡轮机产生动力的过程。
热力循环中，首先将燃料燃烧产生的热能转移到锅炉中的水中，使其蒸发转化为高温高压蒸汽。
然后，高温高压蒸汽通过管道输送到涡轮机中，驱动涡轮机旋转。
涡轮机通过轴传动将旋转动能转化为电能，同时将蒸汽排出。
已排出的低温低压蒸汽再经过凝汽器冷却、液化为水，然后再回到锅炉中进行循环使用。
热力循环的目标是提高燃料的利用率和系统的热效率。
为了实现这一目标，需要优化燃烧过程、提高锅炉的热交换效率、减少管道的能量损失等。
热力循环的性能评估主要通过计算热效率、汽轮机效率、锅炉效率等指标来进行。
热经济性分析是对热力发电厂进行经济性评价的重要方法。
热经济性分析主要包括成本分析、收益分析和敏感性分析。
成本分析主要是对热力发电厂的运营成本进行评估。
热力发电厂的运营成本主要包括燃料成本、维护成本、设备购置成本等。
通过成本分析可以为热力发电厂的运营提供经济参考，并进行成本控制和优化决策。
收益分析主要是评估热力发电厂的收益情况。
热力发电厂的收益主要来自发电收入，通过分析发电产量、电价、发电效益等因素，可以对热力发电厂的收益进行评估和预测。
敏感性分析是对热力发电厂在不同条件下的经济影响进行评估。
敏感性分析可以分析不同因素对热力发电厂经济性指标的影响程度，并进行风险评估和优化决策。
热力发电厂动力循环和热经济性分析
热力发电厂动力循环和热经济性分析
热力发电厂是一种能够将热能转化为电能的设备。
在热力发电厂中，热能由燃烧、核
能或其他方式产生，然后通过动力循环转化为机械能，最终由发电机将机械能转化为电
能。
动力循环是热力发电厂的核心部分，它利用各种工质在高温高压和低温低压之间的热
力转换，实现了能量的连续转换。
常见的动力循环有蒸汽动力循环和气体动力循环。
蒸汽动力循环是热力发电厂中最常用的动力循环之一。
在蒸汽动力循环中，燃料燃烧
产生高温高压的蒸汽，然后通过蒸汽轮机将蒸汽的热能转化为机械能。
蒸汽轮机输出的机
械能驱动发电机发电，最后将机械能转化为电能。
蒸汽在蒸汽轮机中释放了大量的热能后，进入冷凝器被冷却，然后再次回到锅炉进行加热。
热经济性分析是评估热力发电厂的热能利用效率的一种方法。
它计算了热能输入和输
出之间的比值，用于评估热能利用的效率和经济性。
热经济性分析可以帮助热力发电厂优
化能源利用和提高经济效益。
在热经济性分析中，常用的指标有热耗比、能源利用效率和热经济性指标等。
热耗比
是指单位发电量所需要的热能输入量。
能源利用效率是指热能转化为电能的效率。
热经济
性指标是综合考虑了能源利用效率、热耗比和成本等因素的指标，用于评估热力发电厂的
经济性。
通过热经济性分析，可以找出热力发电厂中能源利用不足的环节，并采取相应的措施
进行优化。
可以采用余热发电技术，将废热转化为电能，提高热能的利用效率。
还可以改
进动力循环系统，减少能量损失，提高能源利用效率。
热力发电厂动力循环及其热经济性
热力发电厂动力循环及其热经济性一、热力发电厂动力循环简介热力发电厂是一种利用化石燃料或核能等能源转换为电能的设施。
其动力循环是指在热力发电厂中用于产生电能的能量转化过程。
热力发电厂常用的动力循环有常压循环、压力循环以及复杂的混合循环等。
常压循环是一种简单的热力发电厂动力循环，其基本原理是通过水的蒸发与冷凝来实现能量转换。
常压循环包括锅炉、汽轮机和凝汽器三个主要部件。
在锅炉中，燃料燃烧产生高温烟气，使水变为蒸汽。
蒸汽进入汽轮机，驱动汽轮机旋转并带动发电机发电。
蒸汽在汽轮机中释放出能量后，进入凝汽器冷凝为水，再次回到锅炉进行循环利用。
压力循环是一种更高效的热力发电厂动力循环。
与常压循环不同的是，压力循环中的蒸汽在汽轮机中不完全膨胀，而是在一定压力下排出一部分蒸汽，再回到锅炉中再次加热。
这一过程被称为再热，可以提高系统的热效率。
混合循环是一种将常压循环和压力循环相结合的复杂循环方式。
混合循环的核心思想是利用高温蒸汽在汽轮机中释放能量后，再进行再热和再膨胀。
混合循环具有更高的热效率和更低的排放。
目前，混合循环在大型热力发电厂中得到了广泛应用。
二、热力发电厂动力循环与热经济性热力发电厂的热经济性指的是在能源转换过程中能够充分利用能量并最大限度地提高热能利用率的能力。
热经济性的好坏直接关系到热力发电厂的能源利用效率和经济效益。
从热力发电厂动力循环的角度来看，影响热经济性的因素主要包括以下几个方面：1. 燃料热值和燃烧效率燃料的热值和燃烧效率是决定热力发电厂能量转换效率的重要因素。
燃料的热值越高，单位燃料的能量转化为电能的效率就越高。
而燃烧效率则决定了能源消耗的大小。
通过提高燃料热值和改善燃烧效率，可以提高热力发电厂的热经济性。
2. 动力循环中的能量损失动力循环中的能量损失是热力发电厂热经济性的另一个重要影响因素。
在常压循环中，能量损失主要发生在锅炉和凝汽器中，例如烟气冷却和冷凝过程中的热量损失。
在压力循环和混合循环中，由于有再热和再冷凝的过程，能量损失相对较少。
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P0' P0 1' 1
45
3
2' 2
s
结论：提高p0，对hi的影响，视ht和hri的变化情况定
热力发电厂动力循环及其热经济性
（2）Wi ＝汽轮机输入能量－输出能量
z
W i D 0h0D rh qrh D jhjD chc
1
（3）Wi ＝汽轮机热耗Q0 －汽轮机冷源损失△Qc
热力发电厂动力循环及其热经济性
2、汽轮发电机组的绝对电效率ηe
汽轮发电机组输出功率
Q0
he 汽轮发电机组热耗
T
he 3Q 600Pe0hihmhg
3600Pe = Bqnetηcp = Qcpηcp = Bqnetηbηpηiηmηg = Q0ηiηmηg = Q0ηe = D0wiηmηg
热力发电厂动力循环及其热经济性
kJ/h
发电厂热耗量（kJ/h） ： 发电厂煤耗量（kg/h） ：
Qcp
Bqnet
3600Pe
hcp
Bcp
3600 Pe
放热过程：熵减△s a 吸热过程：熵增△s b 放热量 = 吸热量 dqTaDsaTbDsb
换热过程熵增：
D s D sb D sad T q bd T q aD T T aT ad q D T
做功损失：
ITenDsTenD TT a Tad qDT
分析：△T ↑ ， I ↑
热力发电厂动力循环及其热经济性
wa
3) p0 > p*, p0↑，ht↓
工程压力小于极限压力
h
s 热力发电厂动力循环及其热经济性
不同温度下的极限压力与ht
T↑,极限压力p*↑, ht↑
热力发电厂动力循环及其热经济性
（2） 提高初压对hri 的影响
T
• p0↑，v0↓，漏汽损失↑，hri↓ • p0↑，湿度损失↑，hri↓
T0
It
Ir Ic
I
II b
I III b
IcpIb Ip It Ic Im Ig
热力发电厂动力循环及其热经济性
小结
1 总体：热量法与作功能力法的全厂总效率相同
hcp
3600Pe Bq1
2 局部：损失分析不同
热量法：从热损失的角度分析
作功能力法：从做功能力损失的角度分析
3 用途
热量法：定量分析，指导工程实际 作功能力法： 定性分析，指导技术革新
h q net cp
汽轮发电机组汽耗量（kg/h）：
D0
3600Pe
wihmhg
汽轮发电机组热耗量（kJ/h） ：
Q0
3600Pe
he
注意
• 能耗指标与产量有关，只能表明Pe为一定时的热经济性；
热力发电厂动力循环及其热经济性
2、能耗率
——反映每生产1kW.h电能所消耗的能量
全厂热耗率qcp（kJ/(kW.h)）
Wi
G
△QC
hi
Wi Q0
1
DQc Q0
0.45~0.47
汽轮机排汽的汽化潜热损失、 膨胀节流、排汽、内部损失
zc
பைடு நூலகம்
DQc Qcp
hh
b
p
(1
hi
)
热力发电厂动力循环及其热经济性
（4）机械效率h m
汽轮机机械能量平衡关系：
Wi
T
Pax
G
汽轮机内功率Wi= 发电机轴端功率Pax +机械损失△Qm
△Qm
热力发电厂动力循环及其热经济性
（4）节流过程 —汽轮机进汽调节结构
做功损失：
Ip Ten Dsp
1 T
p1 p2
Δs
2
h=const Ten s
热力发电厂动力循环及其热经济性
（二）凝汽式发电厂各种损失及全厂总效率
做功能力损失部位
锅炉 Ib 管道 Ip 汽轮机内部做功 It 凝汽器 Ic 传动装置 Im 发电机 Ig 回热加热器、给水泵（忽略）
——以燃料化学能的做功能力被利用的程度来评价 电厂的热经济性，常用于定性分析
热力发电厂动力循环及其热经济性
一、热量法
——通过热量的利用程度（热效率）或损失大小（热量 损失、热量损失率）来评价电厂和热力设备的热经济性
供给总能量
有效利用能量
热力设备
损失能量
热量守衡： 供给热量 = 有效利用热量 + 损失热量
热效η率
有效利用热量 供给热量 100
热损失率z
1
供 损给 失热 热量 量100
热力发电厂动力循环及其热经济性
Qb
Q0 ηi
ηp
T
ηm G ηg
ηb B
C ηcp=ηbηpηiηmηg
简单凝汽式发电厂循环系统图
热力发电厂动力循环及其热经济性
G
有再热的凝热力汽发电式厂动发力循电环及厂其热循经济环性 系统图
q cp
Q cp Pe
全厂发电煤耗率bcp（kg/(kW.h)）b c p
B cp Pe
汽轮机热耗率q（kJ/(kW.h)） q Q 0
汽轮机汽耗率d（kg/(kW.h)）
Pe
d D0
Pe
热力发电厂动力循环及其热经济性
标准煤 q1=29270kJ/kg 发电标准煤耗率
bs 3600 0.123 （kg标准煤/(kW.h)） 2927hc0p hcp
I
Ten
（2） 不过程可熵增逆: △绝s 热膨胀过程
火用损△E
——汽轮机
T
做功损失：
p0 1
1
2 pc p0
p1
It TenDstu
2
2a
Ten
s Δstu
不可逆绝热膨胀
热力发电厂动力循环及其热经济性
1
2
（3）不可逆绝热压缩过程
——水泵
T
2
做功损失：
It Ten Ds
1
Δs
p2 p1
Ten s
不可逆绝热压缩
第一章 热力发电厂动力循环 及其热经济性
• 热力发电厂热经济性的评价方法 • 凝汽式发电厂的主要热经济性指标 • 发电厂的动力循环
热力发电厂动力循环及其热经济性
第一节 热力发电厂热经济性的评价方法
热量法（热效率法）
——以燃料化学能从数量上被利用的程度来评价电 厂的热经济性，常用于定量分析
做功能力法（熵方法、火用方法）
Q cp h b h p h ih m h g
DQ j cp
D Q △j Qb + △1 Qp + △Qc + △Qm + △Qg
1
z cp
1
cpDQj QQzcpcpj
Σ
cp
z
j
1
Q cp z j cp
0.58~0.76
cp
热力发电厂动力循环及其热经济性
火力发电厂的各项损失（%）
项目
T
G
Wi——汽轮机汽耗为D0时实际内功率 Wa——汽轮机汽耗为D0时理想内功率 ηi——汽轮机的绝对内效率 ηt——汽轮机的理想热效率 ηri——汽轮机的相对内效率
热力发电厂动力循环及其热经济性
△QC
1kg新汽的热耗 汽轮机能量能量平衡：
q0wi Dqc
比热耗q0（kJ/kg） ：
q0
Q0 D0
比内功wi（kJ/kg） ： 比冷源热损失△qc ：
凝汽式发电厂做功能力损失
做功损失 ICP：
IcpIb Ip It Ic Im Ig
Bnqe t 36P 0e0Icp
I
I b
全厂效率：
hcp
1
I cp Bqcp
I
II b
I III b
It
热力发电厂动力循环及其热经济性
Ip
en
Ic Im Ig
I
I b
IP (Dt)
能流图
Im Ig
IP (Dp)
锅炉△Qb 管道△Qp 汽轮机冷源△Qc 汽轮机机械△Qm 发电机△Qg 总能量损失
全厂总效率
高参数
超高参数
10
9
1
0.5
57.5
52.5
0.5
0.5
0.5
0.5
69.5
63
30.5
37
热力发电厂动力循环及其热经济性
超临界参数 8 0.5 50.5 0.5 0.5 60 40
热流图
36 P e 0 B 1 0 q D Q j Q c p D Q j
D0 , h0
q rh Wi
汽轮机实际做功 Wi 的计算：
D1, h1
D2 , h2 Dc , hc
（1）Wi ＝汽轮机凝汽流内功＋各级回热汽流内功
W i D c (h 0 h c q r) h D 1 (h 0 h 1 ) D 2 (h 0 h 2 ) D z(h 0 h z q r) h
cp
cp
热力发电厂动力循环及其热经济性
二、熵方法
实际的动力过程是不可逆的，必然引起熵增 熵方法——通过熵增（熵产）的计算来确定做功的损失
环境温度Ten，则熵增 △s 引起的做功损失 I 为：
I = Ten △s
热力发电厂动力循环及其热经济性
典型不可逆过程的做功能力损失
（1）有温差的换热过程 ——锅炉、冷凝器、加热器
hm 3600Pax 1 DQm
Wi
Wi
0.965 ~ 0.99
zm
DQm Qcp
h h h
b pi
(1hm)
热力发电厂动力循环及其热经济性
（5）发电机
Pax G Pe