热力发电厂热经济性..
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。
热力发电厂课件3
2. 机组比热耗 q0（循环吸热量）
汽轮机机组无工质损失时
Q0 = D0 h0 + Drh qrh − D fw h fw = D0 ( h0 − h fw ) + Drh qrh
q0 = ∑ α j ∆h j + ac (h0 − h′c + qrh )
1 z
q 0 = h0 + α rh q rh − h fw = (h0 − h fw ) + α rh q rh
2. 能耗(单位时间能耗,/h) 能耗(单位时间能耗,/h)
电厂煤耗B 电厂热耗Qcp 汽轮机热耗Q0 汽轮机汽耗D0 相互关系
B= 3600 Pe q1ηcp
3600 Pe
Qcp =
η cp
3600 Pe
Q0 =
ηe
3600 Pe D0 = wiη mη g
= Q0η iη mη g = Q0η e
Qb
G
ηg
∆Qg
∆Qb
凝汽式电厂各个热力设备的热损失和热效率
1. 热效率
锅炉效率
ηb =
Qb Q = b Qcp Bq1
汽轮机的相对内效率、绝对内效率和绝对电效率
Wi ηri = Wa Wi Wa Wi ηi = = × = ηtηri Q0 Q0 Wa
3600Pe ηe = = η iη mη g Q0
∑
1
z
a jY j )
kg的凝汽流的实际焓降
Db, hb D0(1),h0 Dl Dbl h’bl
qrh(b) qrh
Drh(arh) Dfw D1(a1) h1 Dj(aj) hj Dz(az) hz Dc(ac) hc
D1(a1)
热电厂热经济性指标分析研究
分类号郑州电力高等专科学校毕业设计（论文）题目:热电厂热经济性指标分析研究Title : Analysis of thermal power plantthermal economic indicators系部动力工程系专业电厂热能动力装置姓名*** 班级***指导教师*** 职称***论文报告提交日期2012年6月1日郑州电力高等专科学校摘要：热电联产是指发电厂既生产电能，又利用汽轮发电机作过功的蒸汽对用户供热的生产方式。
以热电联产方式运行的火电厂称为热电厂。
对外供热的蒸汽源是抽汽式汽轮机的调整抽汽或背压式汽轮机的排汽，前者供工业生产，后者供民用采暖。
热电联产集中供热具有明显地节约能源、改善环境、提高供热质量、增加电力供应等综合效益。
热电厂的建设是治理大气污染和提高能源综合利用率的重要手段之一。
通过对热电厂的热经济运行进行分析和研究与对不供热机组联合运行热负荷的分配，热力计算及经济指标的计算，根据计算比较热量法与(火用)方法在热力系统分析计算上的差别。
同时，针对日益增长的热负荷需求，结合热电厂生产运行的实际问题进行具体分析计算，得出如何做好经济指标分析的结论。
关键词：热电联产；热经济性指标；热负荷；经济运行；原则性热力系统Abstract：Cogeneration power plants produce both electricity, turbine generator for the production of the power of steam users heating. Known as the thermal power plant to run cogeneration thermal power plant. Source of external heating steam extraction turbine to adjust extraction or back pressure steam turbine exhaust steam, the former for the industrial production, the latter for civil heating. Cogeneration district heating and energy conservation, improve the environment, improve the quality of heating, increasing electricity supply and other comprehensive benefits. Heat and power plant construction is an important means of air pollution and improve the comprehensive utilization of energy. Analysis and research and not a joint operation of the heating unit heat load distribution of thermodynamic calculation and the calculation of economic indicators, according to the calculation of the heat method (fire) method in the calculation of the thermodynamic system analysis on the hot economic operation of thermal power plants difference. For increasing the thermal load demand, combined with the practical problems of heat and power plant production run for the specific analysis and calculation, how to do the analysis of economic indicators conclusion.Keywords: cogeneration; hot-economic indicators; heat load; economic operation; principle thermodynamic system目录1．绪论 (1)2．热电联产的主要设备及热力系统拟定 (3)2.1 锅炉的类型 (3)2.2 供热式汽轮机组的类型 (3)2.2.1 供热式汽轮机组的型式 (3)2.2.2 供热式汽轮机的特点 (4)2.2.3 供热式机组机型选择 (5)2.2.4 背压式汽轮机的类型及特点 (6)2.2.5 抽汽式汽轮机主要参数的选择 (6)2.2.6凝汽－采暖两用机组 (7)2.3 原则性热力系统的拟定及计算 (9)2.3.1 发电厂原则性热力系统的作用与组成 (9)2.3.2 编制发电厂原则性热力系统的主要步骤： (9)2.3.3 热电厂原则性热力系统计算 (10)3．热力发电厂热经济性评价 (13)3.1 评价热力发电厂热经济性的两种基本分析方法 (13)3.2 热电联产的主要形式： (14)3.3 热电厂总热耗量的分配及主要热经济指标 (15)3.3.1 热电厂总热耗量的分配 (15)3.3.2 热电厂主要热经济指标： (17)3.4热电联产热经济性的计算分析 (22)3.5结果分析 (29)4．总结与展望 (30)结束语 (31)参考文献 (32)附录 (33)1．绪论随着经济的发展和技术的进步，电与热能在生活中的作用越来越重要。
热力发电厂热经济性分析
汽轮机热力系统经济性分析华北电科院汽轮机所刘双白电力是国家基础工业，电力企业的总经济效益分别由锅炉系统、汽轮机系统、发电及供电系统的性能特性决定。
而汽轮机系统的经济性分别由汽轮机、各种辅机及热力系统的特性决定。
对于已建成投产的机组，我们可以分析汽轮机、辅机及热力系统的特性，找寻各设备、系统的最佳运行点，提高汽轮机系统运行效率，达到电厂优化运行、节能增效的目的。
由于设备、系统固有的特性和现阶段的运行状况，每个电厂、每台机组的优化运行方式可能都不一样，所以在这里主要以一台200MW三排汽汽轮机组为例，对系统中可以调整的地方进行计算分析和说明，并尽量对各种参数及热耗变化进行量化。
1.汽轮机本体1.1通流型线型线是汽轮机基本要素，决定了汽轮机基本特性。
现阶段设计水平的提高和机加工设备的改善，为采用高效率的叶片型线提供了可能。
很多老厂都对通流部分进行了现代化改造，即提高了运行效率、又提高了出力，同时也为充分利用各辅机提供了可能。
最典型的例子是大同二电厂的5、6号机组，通过通流改造提高了汽轮机效率，更多的热能转化为机械能，使得汽轮机排汽热量减小，减少了海勒式间接空冷系统的负担，提高了空能系统的度夏能力。
型线有直叶型、等环流流型、等α1流型、等密流型、受控涡流流型、混合流型、中间流型等，现发展的新型叶型有子午面收缩静叶（降低二次流损失）、分流叶型、三元流可控涡流型、高效层流叶型、弯扭成型静叶片、高可靠性及高效率的长叶片系列等。
叶型计算从采用简化的一元计算、S2流面计算、准三元计算，发展到对型线特性的全三维数值计算。
以200MW机组为例，高压缸叶片速度系数增加1%，高压缸效率提高1.3%，热耗降低23.6kJ/kW.h，煤耗降低0.88g/kW.h。
1.2调节级高压缸通流效率的主要限制因素是调节级，调节级焓降大，容积流量小，喷嘴及动叶片短，具有较大的二次流损失，效率低。
老200MW机组调节级效率大致为62%，新的能够做到75%。
《热力发电厂》热力发电厂经济性评价方法与指标
凝汽式发电厂： 只发电
热电厂：
同时发电和供热
分散供热：
小锅炉供应
集中供热：
热电厂或区域性大锅炉房
本节任务
对凝汽式电厂电能生产过程中各热力设备的能量损失 和效率进行分析
2.1 热力发电厂热经济性的评价方法
1. 电能生产过程与循环热效率
q1
6
发电厂中电能生产过程（能量转换过程） 5
化学能 — 热能 — 机械能 — 电能
i
Wi Q0
1 Qc Q0
Wi Wa
Wa Q0
ri t
87%~90%
现代大型汽轮机 45%~50%
c
Qc Qcp
Qc Q0
Q0 Qb
Qb Qcp
Qb Qcp
Q0 Qb
1
Wi Q0
bp
1i
2.1 热力发电厂热经济性的评价方法 4）汽轮机的机械效率m 及机械损失率 m
汽轮机机械能量平衡关系
对于微元 可逆过程，有
P0
1
4
4＇
h=const
δq Tds wt vdp 即 Tds = vdp 节流过程的熵增为
3
Tc
o
2 58
67 s
Tamb
wl s
s p1 v dp
T p0
wl Tambs Tamb
p1 v dp T p0
图中阴影部分的面积
2.1 热力发电厂热经济性的评价方法
2.1 热力发电厂热经济性的评价方法
2. 㶲分析法 㶲效率 — 可用能的利用率
㶲损失 — 做功能力的损失
➢ 㶲的类型
热量㶲Eq
系统所提供的热量 中可转化为有用功 的最大值
热力学能 㶲Eu
如何提高企业自备热电厂的热经济性
如何提高企业自备热电厂的热经济性摘要：随着我国这些年的经济发展和工业发展，我国的热电联产也取得了不小的进步，企业自备热电厂发展更是获得了创新性的突破。
但是在实际的企业自备热电厂能量转化过程中会出现一系列的影响因素，导致企业自备热电厂的热经济性下降，需要针对这些问题提出相应的解决措施，才能够提高企业自备热电厂的热经济性，达到节约能源的目的。
文章将对如何提高企业自备热电厂的如何经济性做出简要的探讨与分析。
关键词：热电厂；火力发电；热经济性前言：关于热电联产的具体内容，就是同时利用热机和发电站共同产生电力和有用的热量。
主要是将发电之后的废热能量再次用在工业制造中，或者是将工业制造过程中产生的废热进行发电，将能源的利用发挥到最大化，以达到节能减排、促进我国可持续发展的目的。
热电联产在实际的工业生产中是节能的有效措施。
将生产过程中的余热和废热进行二次利用，既能够产生电力资源又能够满足整个企业的生产用汽，节能减排的同时也能够实现企业的经济效益。
1.提高企业自备热电厂的热经济性的必要性一般情况下，企业自备热电厂若是利用工业锅炉裕压的发电形式进行发电，通常这样的发电方式使得整个企业的总体能源使用效率能够提升高百分之八左右，对于能源的损耗能够降低百分之十二左右。
但是热电厂存在着一系列的影响因素，也就是会出现一定程度的工质损失，供热式机组凝汽发电的抵消作用和热、电负荷变化存在差异性，导致机组常常会出现偏离设计的情况，想要做到节能减排同时节省燃料，需要在特定的条件下才能进行。
若是企业不能够对这个问题有清晰的认知，在设计和热电厂运转的过程中可能会出现一定的运转问题，导致热电厂可能需要消耗更多的燃料。
在这样的时代背景下，需要对热电厂的实际能量转换过程呈现出来的不可逆特点，指定出相应的应对措施，减少其中的热量损失，提升整个企业自备热电厂的热经济性，达到节约能源的目的，为企业创造更多的收入。
热电厂在进行能量转换时，转换的方式和转换过程呈现出比较复杂的特点，是众多不可逆转换过程的结合，而不可逆的转换过程会引起熵增△s，最终导致作功能力损耗，从而出现企业自备热电厂热经济性下降的情况。
热力发电厂第一章 评价电厂热经济性的方法--杨义波
(五)发电机效率
(六)、纯凝汽式发电厂的总效率1.已知电厂的各项上述损失，则纯凝汽式发电厂的总效率ηndc为:2.若已知汽轮发电机组输出功率户Pd、燃料消耗量Bd、燃料低位发热量QDW，则纯凝汽式发电厂的总效率也可由下式进行计算：
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以发电厂每发出1kW·h的电能为基础，根据发电厂的能量分配情况，得出其热平衡式为：
三、发电厂的热平衡
热效率
效率分析法的实质是能量的数量平衡，所以也称为热力学第一定律效率。
热量法
1.1 热力发电厂热经济性的评价方法
1.1.2 做功能力分析法
1. 熵分析法—孤立系统熵增原理
熵分析法是通过计算熵增来确定做功能力损失的方法，通常取环境状态作为衡量系统做功能力大小的参考状态，即认为系统与环境相平衡时，系统不再有做功能力。
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(四)汽轮机机械效率 汽轮机输出给发电机轴端的功率与汽轮机的内功率之比的百分数，称之为机械效率，即： 汽轮机机械效率反映了汽轮机支持轴承、推力轴承与轴和推力盘之间的机械摩擦耗功，以及拖动主油泵、凋速系统耗功量的大小。机械效率一般为 96％一99％。
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发电机的输出电功率与轴端输入功率之比的百分数称为发电机效率ηd ，即 ：
锅炉效率反映了锅炉设备运行经济性的完善程度，其影响因素很多，如锅炉的参数、容量、结构特性及燃料种类等。大、中型锅炉的效率一般在85％一94％范围内。
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(二)管道效率 在工质流过蒸汽管道和给水管道时，会有一部分热损失。热损失的大小用汽轮机组的热耗量与锅炉设备热负荷的比值的百分数来表示。其表达式为： 对于给水管道的散热损失，可视为水在水泵中的焓升值与之相平衡。 管道效率反映了管道绝热保温的完善程度，若不计工质损失，则管道效率的数值一般为99％。若考虑工质损失，则其值为96％一97％。
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作者：郭华波朱九喜来源：《城市建设理论研究》2013年第17期【摘要】在我国，伴随着能源的需求日益增长，开发新能源的可能性比较小，提升能源的利用率才是最根本的方式。
就此，通过在热力发电厂中采取先进的动力循环系统，可以很大程度的改善现阶段我国能源使用情况。
【关键词】热力系统；热经济性分析方法；发展方向中图分类号：O414文献标识码：A 文章编号：前言电厂热力系统热经济性分析是电厂节能降耗的理论分析基础,它既是热力系统设计、改造的理论依据,又是热力设备经济运行在线分析、监测的实用技术,其分析和研究具有十分重要的理论和现实意义。
我国科学技术人员在这方面做了大量工作,也取得了很大的成果。
二、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。
三、热力系统热经济性分析方法的概况电厂热力系统热经济性分析方法大都建立在热力学第一和第二定律的基础上,种类较多,见诸文献的有:常规热平衡法、循环函数法、等效热降法、常规热平衡简捷算法、热耗变换系数法、热量品位系统法、质量单元矩阵分析法、火用分析法及人工神经网络等,其中前三种分析方法较为成熟,广泛的应用于实际生产领域。
大体上述各分析方法可以分为以下两类:第一类分析方法是以手工计算为主,主要包括常规热平衡法、等效热降法、循环函数法等。
火电厂热经济指标及分析
火电厂技术经济指标体系
火力发电厂的技术经济指标体系是指影响火力 发电厂锅炉、 汽轮机、发电机设备及其整个系统 经济性能的全部技术经济指标。分为四级： 一级指标：发电厂热力经济性的总指标——供电 煤耗率等； 二级指标：供电量、发电煤耗率、燃料等指标； 三级指标：发电量、厂用电率、汽机效率、锅炉 效率、管道效率等指标； 四级指标：汽轮机、锅炉、辅机设备、热力系统 和燃料质量、数量的各项小指标。
供电煤耗率计算方法
供电煤耗率＝ 发电用标准煤量
计算期供电量
发电煤耗率 供电煤耗率＝ 1 厂用电率
二级指标（厂用电率）
厂用电率：是指发电厂发电辅机设备的自
用电量占发电量的比例。单位：％。厂用电 率变化0.25％(百分点)左右影响发电煤耗变 化1g/kW·h。厂用电率计算公式为：
厂用电率＝
锅炉产出热量 计算期锅炉耗用煤量 入炉燃料低位热值
100
锅炉反平衡效率＝100－（排烟损失(％)+化学未完全燃烧 损(％)+机械未完全燃烧损失(％)+散热损失(％)+灰渣物理 热损失(％)）
锅炉效率变化0.18％～0.28％(百分点)影 响发电煤耗率相应变化1g/kW•h。
锅炉设备及系统的技术经济指标
送风机单耗＝ 计 送算 风期 机蒸 耗汽 电量 量（kW•h/t)
二级指标（发电煤耗率）
发电煤耗率表示发电厂热力设备、热力系统的
运行经济性。单元发电机组的发电煤耗率与锅炉效
率、汽机效率、管道效率有关。全厂发电煤耗率水
平除与单元发电机组的发电煤耗率水平有关外，还
与单元机组发电量权数有关。
正平衡计算方法：发电煤耗率＝
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。
热力发电厂热经济性评价
Esup
j
Esup
Aej 1
Aej j 1 Esup
j
j
Esup 供给系统的可用能
3
3
若循环供入可用能温度为 T1 的热源提供的
热量 Q1
，
Esup
Q1
c t
，于是可得两种基本
分析方法效率之间的关系式：
t
Wa Q1
e t
Esup
Q1
et
Q1
c t
Q1
e t
c t
4
4
二、火用 方法
1、火用 效率与火用 损 2、典型不可逆过程的熵增及其火用 损 3、凝汽式发电厂火用 损分布
~
0.99）
机械损失热损失率：
m
Qm Qcp
b pi (1m )
Wi Qm 3600Pax
27
27
（5）发电机效率
轴端输入功率=发电机输出功率+发电机能量损失
3600Pax 3600Pe Qg
发电机效率： g
3600Pe 3600Pax
1 Qg 3600Pax
（0.95
~
0.98）
发电机能量损失率：
锅炉效率：
b
Qb Qcp
Qb Bqnet
1 Qb Bqnet
锅炉热损失率：
b
Qb Qcp
1b
（0.9~0.94）
24
24
（2）管道
锅炉热负荷=汽轮机热耗量+管道热损失
Qb Q0 Qp
管道效率： p
Q0 Qb
1
Qp Qb
管道热损失率：
0.98~0.99
Q p
p
Qp Qcp
热力发电厂的热经济性
低真空供热凝汽机组 ：提高机组背压用循环水供热，减少电 功率
（三）热电联产的热量法（效率法）定性分析
电比Xh= （Wh／W）提高，提高经济性； 给水回热循环的回热抽汽流也属于热电联产的性质；
（3）对于抽汽凝汽式机组，其中的供热汽流完全没有冷源热损 失， 它的 η ih 仍为 1。它的凝汽汽流仍有冷源热损失，该凝汽流的 η ic小于1，比相同循环参数、同容量的凝汽式汽轮机（即代替 电厂的汽轮机）的绝对内效率η i还要低，即 ηic<ηi
理想朗肯循环热效率ηt和实际朗肯循环热效率η i为： 理想纯供热循环的热效率ηth及其实际循环热效率η ih为：
（1）朗肯循环的η t、η i值均较低，其排汽虽有较大热量， 但品位低，无法对外供热，冷源损失大，能源利用率低；
（2）纯供热循环的η th、η ih均为1 ，无冷源损失； 在满足用热参数的前提下，降低 ph值，可提高 wi 值，使热化 发
第三节 热电厂的热经济性指标
一、热电联产简介
（一）热能消费的特点 我国能源结构中
70% 能量以热 量形式消耗
60％是120℃ 以下的低温热能
热能耗费的数量很大，品价较低，又常以高品位的一次能源 来供应，故具有较大的节能潜力。
（二）热电分别能量生产与热电联合能量生产的特点
分产： 能量浪费严重，利用不合理，能量品位贬值严重 联产： 实现能量的有效梯级利用，能源利用率高，节能
分散供热、分产电
集中供热、分产电
（二）热电分别能量生产与热电联合能量生产的特点 供热式汽轮机类型：单抽（C型）凝汽式汽轮机、双抽（CC型）
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。
热力发电厂热力系统热经济性状态方程
由于 电 力系 统 的 热 力系 统 的 无 储 能 部 件 的 式 加 热 器 的疏 水 放 热 量 ， 其 计 算 方 式 就 是 值 ， 可 以 将 系 统 运 行 过 程 中 的 实 际 流 量 带
运 行可以是一种能 量耗散系统 ， 其 扰 动 的 疏 水 放 热 量 Ｙ ＝ｈ ｄ （ ｆ ＿ 】 ） 一ｈ ＋ 】 １ ，给 水 比 焓 升 去上 述 的计 算 方 程式 中即可 。 时 相 对 较 短 ， 因此 ， 电 力热 力 系统 的 系统 数 （ 即进 水 口与 出水 口的 比焓 差 ） 的 计 算 方
文献标识 码 ： Ａ
文章 编号： １ ６ ７ ４ － ０ ９ ８ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ （ ａ ） 一 ０ ２ １ ７ — ０ ｌ
系统 工 程 是 近 些 年 来 发展 起 来 的一 门 统 加 热 器 的 喷 水 减 温 用 水 ， 作 为 进 （ 一 ｈ ｅ ）， 在 电 力 热 力系 统 的 实 际 运 行 新兴学 科， 按 照系统 工 程 的 理 论 观 点 ， 系统 入 三 号加 热 器的 用 水 ， 小水 流 从ｉ 级 加 热 器 管 道 的 疏 水 作 为 进 入 六 号 过 程 中 ， 是 为了实 现 某 种 特 殊 目的 由若 干 个 部 分 有 加 热 器 的 用 水 ， Ｄ 难 么这 个 时 候 实 际 的 散 ｓ 作 为 轴 封 加 热 器 的 管 道 中 进 出系 统 ， 机 组成 的一个整体 ， 任 何 系统 都 可 以 用 系 水 ，Ｄ 是 进 入 到 四 号加 热 器 的 排 污 扩 容 热 情 况 Ｄ 的 计 算 方 式 就 是 其 对应 行 的 数 统 工程 的学科方法进行 研究 ， 电力 热 力 系 蒸 汽 。 为了 更 好 的 简 化 整 个 热 力系 统 热 经 值 减 去 ， Ｑ， 的对应值 应该 是其 实 际 统 属于 发 电 厂的 的人 工 系统 之一 ， 除了电 力 济 性 状 态 方 程 ， 我们 可 以 将 第ｉ 级 的 热 力系 的 数 值 加 或 者 减 去 （ 一 ）， 这 时， 小 电热 系 统 之 外 ， 火 力 发电 厂还 有包 括 锅 炉 、 水流从 ｉ 级 加 热 器 管 道 中 的 主 凝 结 水 在 进 统的抽汽量记做 Ｄ ｜ ， 将 抽 汽 比焓 记 作 ｈ ｅ ， 凝 汽器、 阀门、 加 热 器、 汽 机 以 及 加 热 器 管 疏 水 自流面 的加 热 器 记 作 ｑ 出 整 个 管 道 系 统 时 ，从 ｉ ＋１ 级加 热器、 ｉ ＋２ ， 那 么 这 样 我 道 等 一 系列 的 设 备， 从 整 体上 来 说 ， 电力 热 们 就 可 以得 到 疏 水 自流 面 加 热 器 的 计 算 方 级 加 热 器 、 ｉ ＋３ 级 加 热 器直 至 最 后 一 级 的
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提高初温对ri的影响
o ' o
t0↑，排汽湿度↓，ri ↑ t0↑，漏汽损失↓，ri ↑
结论： t0↑，t↑和ri↑，因此，i↑
c
(1)蒸汽初参数对电厂热经济性的影响
②提高初压（p0)的热经济性分析
P o To t , 但xc ri • 提高初压，可以提高平 均吸热温度，从而提高 循环热效率，但却使乏 汽干度降低，对汽轮机 相对内效率、安全运行 不利(x>0.85~0.88)
失、排污损失等
Db (hb hfw ) Qb ηb BQnet BQnet
0.9~0.94
（2）管道效率
管道能量平衡关系：
热力发电厂
锅炉热负荷Qb = 汽轮机热耗量Q0 +管道热损失△Qp
Q0 D0 (h0 hfw ) ηp Qb Dh (hb hfw ) h0 hfw hb hfw
热力发电厂
在给定总给水温升（tfw-tc）和加热器级数 Z以后， 怎样把总的加热温升分配到各个加热器中去，在众多的 分配方案中，有一种最佳分配，它的热效率最高，经济 性最高。
热力发电厂
火力发电厂的各项损失（%）
项目 高参数 10 1 超高参数 9 0.5 超临界参数 8 0.5
△qb △qp
△qc △qm
△qg
总能量损失
57.5 0.5
0.5 69.5
52.5 0.5
0.5 63
50.5 0.5
0.5 60
全厂总效率
30.5
37
40
2 凝汽式发电厂的主要经济指标
热力发电厂
(1)蒸汽初参数对电厂热经济性的影响
热力发电厂
• 大容量机组 初参数↑，i↑ • 小容量机组 初参数↑，i↓
高参数必须是大容量
(1)蒸汽初参数对电厂热经济性的影响
提高蒸汽初参数的限制 1）提高初温的限制
金属材料性能限制
热力发电厂
P0OP Pe=300MW 200
2）提高初压的限制
热力发电厂
(2)、降低蒸汽终参数（降低背压）
(3)、采中间再过热
(5)、热电联产——提高热能有效利用程度
(1)蒸汽初参数对电厂热经济性的影响
① 提高初温（t0)的热经济性分析
热力发电厂
i tri
提高初温对t的影响
To To t , xc ri
Qcp
(3) 煤耗率
１千克标准煤低位发热量29270kJ/kg 发电标准煤耗率
热力发电厂
3600 0.123 b 29270 ηcp ηcp
s
供电标准煤耗率
s b 0 . 123 s bn n ( 1 ξ ap ) ηcp
3 提高发电厂热经济性的途径
(1)、提高蒸汽初参数 （提高初温、初压）
• 发展方向：越来越高 中压高压超高压亚临 界超临界超超临界
热力发电厂
o' o
c
(1)蒸汽初参数对电厂热经济性的影响
T • p0↑，v0↓，漏汽损失↑， ri↓ • p0↑，湿度损失↑，ri↓ 4
热力发电厂
T0
p0 1‘ P 1 0’ 5
3
p
c
2‘
2 s
结论：提高p0，对i的影响，视t和ri的变化情况定
(3)给水回热加热
（三）给水回热过程主要参数
热力发电厂
回热主要参数: 1、回热加热（抽汽）级数Z
h 2、回热加热分配（回热加热在各级中焓升的分配）
3、给水温度tfw
回热加热（抽汽）级数Z
热力发电厂
i是Z的递增函数,
即 : Z ,i ;
i是收敛级数,
即 : Z , i iz iz 1
wi wic wij
wij
wic
源损失，从而使整个装置的
冷源损失￬，
r t
。
(3)给水回热加热
（二）给水回热加热的意义
热力发电厂
1）汽轮机进入凝汽器的凝汽量减少，冷源损失降低；
2）提高锅炉给水温度，工质的平均吸热温度提高；
3）抽汽加热给水的传热温差小，做功能力损失小。 不利：回热抽汽存在作功不足，wi减小，D0增大，削 弱了Dc的减小
采用一次回热，经济性的提高最明显，采用二次回热， 经济性提高的较少，采用三次回热，经济性提高的就更 少了。 增加回热级数意味着回热系统设备投资费用大为增加， 因此回热级数不宜过多，否则反而会提高发电成本。一 般中小机组采用4～6级，大机组6～8级。
回热加热（抽汽）级数Z
热力发电厂
（1）tfw一定时，回热级数z增加，可充分利用低压抽汽代替
0.98~0.99
B
ηp
Qb
Q0
T
G
C
（3）循环热效率
1´ 4 4´ 3´ 3 2 2´ 3´ 3 2 2´ 1
热力发电厂
p 4´ 4 1 1´
T
v
S
卡诺循环 1´-2´-3´-4´-1´ 朗肯循环
1-2-3-4-1
（3）循环热效率
wt q1 q2 T2av q2 ηt 1 1 q1 q1 q1 T1av
发电厂热耗率qcp 发电厂煤耗率b 汽轮机热耗率q0 汽轮机汽耗率d0
3600 q0 qcp Pe ηcp ηbη p
q0 B 3600 b Pe Qnet ηcp Qnet ηb η p
Q0 q0 d 0 ( h0 hfw ) Pe D0 3600 d0 Pe ηm ηg (h0 hc )
热力发电厂
) w t ( h0 hca ) ( hfw hc ηt q1 h0 hfw h0 hca h0 hfw
T B C
G
0.40~0.45
（4） 汽轮机内效率
汽轮机能量平衡关系：
热力发电厂
汽轮机热耗Q0=汽轮机内功率Wi+汽轮机冷源损失△Qc
冷源热损失△Qc ：凝汽器中汽轮机排汽的汽化潜热损失
1发电厂能量转换过程的热损失和效率
ηp
hb
热力发电厂
Q0
h0
T
Qb
B
ηi
hca
Pi Pax
G
Pe ηg
ηb
Qcp BQet
hfw
ηm
C
hc
凝汽式发电厂的各项能量损失
1、锅炉设备中的能量损失 2、管道的散热损失 3、冷源损失 4、汽轮机中的能量损失 5、机械损失 6、发电机中的能量损失 发电厂的总效率：η η
安全性、热经济性
150
100 t0
措施：
（1）提高P0的同时采用蒸汽再热 （2）提高P0的同时增大单机容量
450 500 550 600 650
(1)蒸汽初参数对电厂热经济性的影响
蒸汽初参数的选择 1）理论上的初参数选择
热力发电厂
——配合参数（排汽湿度不超过最大允许值所对应初参数）
初温由选用钢材确定 初压在初温、排汽压力、排汽, 湿度、容量确定下选择
To
To
Tc
Tc
不利影响 Pc↓→叶片寿命↓→湿气损失↑→ ri↓ Pc↓→vc↑→余速损失↑→ i ↓
(2)蒸汽终参数对电厂热经济性的影响
降低蒸汽终参数的限制
1）自然条件（理论限制）
热力发电厂
自然水温t1；
2）技术水平
冷却水量和凝汽器面积都不可能无限大
末级长叶片的设计和制造水平
汽轮机背压pc由排汽饱和温度tc决定
单元二 发电厂的热经济性
热力发电厂
•发电厂能量转换过程的各种热损失和效 率 •凝汽式发电厂的主要经济指标 •提高发电厂热经济性的途径 •发电厂原则性热力系统
热力发电厂热经济性的评价方法
发电厂中能量的转换过程（存在各种损失） 化学能 — 热能 — 机械能 — 电能
（煤） （锅炉） （汽轮机） （发电机）
2）运行最佳终参数
汽轮机功率增加值与循环水泵耗功之差取得最大值时的pc
(3)给水回热加热
给水回热加热
热力发电厂
——汽轮机某些中间级抽出部分蒸汽，送入回热加热器对 锅炉给水进行加热的过程
目的：减少冷源热损失，提高电厂的热经济性 （一）回热的热经济性 1、回热的意义 (1)
Wij无冷源损失，当Wi不 变时，可减少Wic部分的冷
部分高压抽汽，使回热抽汽做功↑，从而使i↑；
（2）回热级数z↑，各加热器中的换热温差↓，Er↓，当级 数z为无穷多级时，将不存在换热温差，亦不存在Er； （3）回热级数z↑，最佳给水温度↑； （4）随z的增长，i增长率i是递减；
（5）实际给水温度稍偏离最佳给水温度时，对I影响不大
最佳回热分配
ri=wi/wa
2）技术经济上的初参数选择
热经济性的提高
回报 > 投资
投资和维修增加、安全性降低
(1)蒸汽初参数对电厂热经济性的影响 高参数必须是大容量！
热力发电厂
(2)蒸汽终参数对电厂热经济性的影响
(凝汽器中的乏汽压力，即汽轮机背压)
热力发电厂
Pc (或Tc ) Tc t
降低终压可以降低平均 放热温度，从而提高热效 率。
qm Pe
ηg
3600Pe
ηcp ηb ηp ηt ηri ηm ηg
0.25~0.35
qg Pe
（8）发电厂的热平衡
qcp 3600 Δqb Δq p Δqca Δqri Δqm Δq g 3600 Δqb Δq p Δqc Δqm Δq g Δqc Δqca Δqri
0.95~0.98