热力发电原理与系统-2-电厂热力循环与计算

1 1kg
抽汽 冷凝水
去凝汽器
a2 αkg
表面式回热器
6
3
抽汽
5
4
(1-α)kg 给水
冷凝水
抽汽式回热
混合式回热器
蒸汽抽汽回热循环
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
1 1kg
a2
αkg
6
3
5
4
(1-α)kg
由于T-s图上各点质 量不同，面积不再 直接代表热和功
s 1kg
5
a kg (1- )kg
• 局部热力系统又可分为主要热力设备（锅炉本 体、汽轮机本体等）和各种局部功能系统（如 给水系统、主蒸汽系统、回热系统等）
• 全厂热力系统是以汽轮机回热系统为中心，将 汽轮机、锅炉和其他所有局部热力系统有机组 合而成。
第二节 热力系统
• 以用途划分，热力系统可分为原则性热力系统 和全面热力系统。
• 原则性热力系统主要反映在某一工况下系统的 热经济性，对不同功能的各种热力系统（如主 蒸汽、给谁等系统）则是用来反映该的主要特 征。
蒸汽回热示意图
三.热电联产(供)循环
背压式机组(背压>0.1MPa)
过热器 锅炉
1 汽轮机
2'
用发电厂作了功 的蒸汽的余热来 满足热用户的需 要，这种作法称 为热电联(产)供。
4
给水泵 3
热用户 热用户为什么要 用换热器而不直
接用热力循环的
水？
背压式热电联产(供)循环
过热器
1 汽轮机
锅炉
4
给水泵
3
2
t,RG t
s
物理意义： kg工质100%利用 1- kg工质效率未变
蒸汽抽汽回热循环的特点
•优点 >缺点 提高热效率 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面 可兼作除氧器
•缺点 循环比功减小，汽耗率增加 增加设备复杂性 回热器投资
小型火力发电厂回热级数一般为1～3级 中大型火力发电厂一般为 4～8级。
吸热量：
q1,RG h1 h5 h1 ha'
放热量：
q2,RG 1 h2 h2'
3
2
净功：wRG h1 ha
热效率： t,RG
h1
ha
s 1
h1 ha'
1 ha ha h2
h2
为什么抽汽回热热效率提高？
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
发电厂热力计算
为进一步验证上述计算结果的正确性，可对汽轮机的做功情况进行核算。 汽轮机进汽1kg的实际比焓降∇h_T（即实际做功量w_i）
发电厂热力计算
反平衡检验
可见
发电厂热力计算
发电厂热力计算
发电厂热力计算
4
抽汽回热循环的抽汽量计算
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
3
2
以混合式回热器为例 热一律
ha 1 h4 1 h5
h5 h4
ha h4
a kgΒιβλιοθήκη s1kg(1- )kg
5
4
忽略泵功
ha' h2'
ha h2'
抽汽回热循环热效率的计算
T
1
1kg 6 kg
a
4 5 (1- )kg
热力发电原理与系统-2-电厂热力 循环与计算
第一节 热力发电常用循环 一.再热循环(reheat)
T
5 4 3
1a 6b
2 s
1
再 热
4
b 2
a
3
蒸汽再热循环的热效率
T
5 4 3
1a 6b
2
• 再热循环本身不一 定提高循环热效率
• 与再热压力有关
• x2降低,给提高初 压创造了条件，选 取再热压力合适， 一般采用一次再热 可使热效率提高2 s ％～3.5％。
T 5
4
1a 6b
q1 h1 h4 ha hb
放热量：
q2 h2 h3
净功（忽略泵功）：
3
2 wnet h1 hb ha h2
热效率： t,RH
wnset q1
(h1 hb ) (ha (h1 h4 ) (ha
h2 ) hb )
二.蒸汽回热循环(regenerative)
• 全面热力系统包括不同运行工况下的所有系统， 以此全面显示出该系统的安全可靠性、经济性 和灵活性。
凝汽式发电厂热力计算
计算
• 1. 最大电负荷——以选择设备 • 2.平均电负荷——以确定设备检修的
可能性
发电厂热力计算
发电厂热力计算
高压加热器热平衡式为
则汽轮机的第一级抽气份额为
发电厂热力计算
燃气-蒸汽联合循环型式之一 （无补燃）
燃气-蒸汽联合循环型式之二 （补燃式）
燃气-蒸汽联合循环型式之三——热电合供
第二节 热力系统
热力系统是指热力发电厂实现热工转 换的热力部分的工艺系统。它通过 热力管道、阀门等将各热力设备有 机地联系起来。
第二节 热力系统
• 以范围划分，热力系统可分为全厂热力系统和 局部热力系统。
蒸汽再热循环的实践
• 再热压力 pb=pa0.2~0.3p1 • p1<10MPa，一般不采用再热
• 我国常见机组，10、12.5、20、30万机 组，p1>13.5MPa，一次再热
• 超临界机组， t1>600℃，p1>25MPa， 二次再热
蒸汽再热循环实体照片
蒸汽再热循环的定量计算
吸热量：
3
2' 热用户
背压式缺点： • 热电互相影响 • 供热参数单一
抽汽调节式热电联产(供)循环
过热器 汽轮机 发电机
锅炉 调节阀
冷却水 冷凝器
水泵 2 加热器 水泵 1
抽汽式热电 联供循环, 可 以自动调节热、 电供应比例， 以满足不同用 户的需要。
t
1
Qfa Q51 Q23
燃-蒸联合循环 （combination steam turbine-gas turbine cycle）
除氧器热平衡式为
发电厂热力计算
因此 低压加热器热平衡式为
发电厂热力计算
故得汽轮机的第三级抽汽份额为
相应于汽轮机排汽的主凝结水份额为
发电厂热力计算
因α_c2由α_c和α_3混合而成，故由此可检验α_c2的比 焓值为
此值与前面的假设值几乎相等，故可以把α_2 和α_3值作 为计算结果进行后续的运算。