(完整版)热力发电厂第三版(叶涛)课后答案

第一章热力发电厂动力循环及其热经济性

一、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、排气和内部损失。

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%。

二、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。

三、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）锅炉内有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉内打礁、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。

四、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。

能耗率是汽轮发电机生产1kW.h的电能所需要的能耗量。（公式）

五、给出汽耗率的定义及其与电功率Pe、单位进气做功w i以及单位进气热耗q0相互关系的表达式，说明汽耗率不能独立用作热经济性指标的原因是什么？

汽耗率：汽轮发电机组每生产1kW.h的电量所需要的蒸汽量，成为汽轮发电机组的汽耗率。用d表示。

0036003600i m g i m g e D d q P ωηηηηη===原因：它不直接与热效率相关，主要取决于汽轮机实际比内功w i 的大小，因此d 不能单独用作热经济性指标。只有当q 0一定时，d 才能反映电厂热经济性。六、为什么说标准煤耗率是一个比较完善的热经济性指标？由煤耗率的表达式 3600/(.)cp net b kg kw h Q η=，可看出煤耗率除与全厂热效

率ηcp 有关外,还与煤的低位发热量有关，为了有一个便于各电厂之间比较的通用指标，采用了”标准煤耗率”b cp 作为通用的热经济指标,即 b cp =3600/(29270ηcp), 由于ηcp 反映了能量转换的全过程,故标准煤耗率是一个较完善的热经济指标。九、回热式汽轮机比纯凝气式汽轮机绝对内效率高的原因是什么？1）回热使汽轮机进入凝汽器的凝汽量减少了，汽轮机冷源损失降低了2）回热提高了锅炉给水温度，使工质在锅炉内的平均吸热温度提高，使锅炉的传热温差降低,熵增减少，做功能力损失减少3）汽轮机抽气给水的传热温差小，做功能力损失减小了，提高了电厂的热经济性。（在机组功率相同的条件下，由于回热抽汽的作功不足使机组的发电功率减少,若保持功率不变，则必需增大机组的汽耗量D 0 和汽耗率d 0。回热式汽轮发电机组的 3600o r i m g q ηηη=

[kj/kw.h]纯凝汽式汽轮发电机组的 3600

co i m g

q ηηη= [kj/kw.h]因为r i η >i η，所以q o

回热加热，减少了冷源损失，提高了给水温度，与凝汽机组相比热耗率降低，从而提高了热经济性。）（两种答案综合一下）十、什么“回热抽汽做功比Xr ”？Xr 在分析回热循环热经济性时起什么样的作用？回热抽汽做功比：回热抽汽所做的内功在总内功中的比例，Xr=Wir/Wi 。Xr 越大，表明回热抽汽在汽轮机中的做功量越大，那么凝汽做功相对越低，冷源损失就越少，绝对内效率越高。十一、蒸汽初参数对电厂热经济性有什么影响？提高蒸汽初参数受到哪些限制？为什么？（P33页）1） 提高蒸汽初温，可使汽轮机的相对内效率ηri 和理想循环热效率ηt 都提高，故提高蒸汽初温可使汽轮机的绝对内效率ηi 提高。 提高蒸汽初压，对汽轮机绝对内效率的影响取决于理想循环热效率和相对内效率的大小。随着初压的提高，若理想循环热效率的增加大于相对内效率的降低，那么随着初压的提高，汽轮机的绝对内效率是增加的，否则是下降的。2）提高蒸汽初温受动力设备材料强度的限制；提高蒸汽初压受汽轮机末级叶片容许的最大

湿度的限制。

十二：降低汽轮机的排气参数对机组热经济性有何影响？影响排汽压力的因素有哪些？P35页

1）在极限背压以上，随着排汽压力的降低，热经济性也提高

2）汽轮机的排汽压力对应于排汽饱和温度相应的压力，在运行中它的大小取决于冷却水的进口温度，冷却水量的大小，冷却水管的清洁度和换热面积。——————————————————————————————————（蒸汽终参数对电厂经济性影响：1）降低蒸汽终参数P c将使循环放热过程的平均温度降低，理想循环热效率将随着排汽压力P c的降低而增加，降低排气压力P c使汽轮机比内功W i增加，理想循环热效率增加。2）排汽压力P c降低，对汽轮机相对内效率不利，在极限背压以上，随着排汽压力P c的降低热经济性是提高的。

十三、何为凝汽器的最佳真空？机组在运行中如何使凝汽器在最佳真空下运行？

P36 最佳真空，是在汽轮机末级尺寸，凝汽器面积一定的情况下，运行中循环水泵的功耗与背压降低机组功率增加间的最佳关系。当tc1一定，汽轮机D c不变时，背压只与凝汽器冷却水量G有关。当G增加时，汽轮机因背压降低增加的功率∆Pe与同时循环水泵耗功也增加的∆P pu差值最大时的背压即为最佳真空。

十四、蒸汽中间再热的目的是什么？37

减少排汽湿度；改善汽轮机末几级叶片的工作条件；提高汽轮机的相对内效率；在发电机组输出功率不变时可减少汽轮机总汽耗量；能够采用更高的蒸汽初压，增大单机容量。

十五、蒸汽中间再热必须具备哪些条件才能获得较好的经济效益？

只有当附加循环效率大于基本朗肯循环热效率时，采用蒸汽中间再热后，热经济性是提高的。且基本循环热效率愈低，再热加入的热量愈大，再热所得到的热经济效益就愈大。

十六、再热对回热机组热经济性有什么影响？P41

再热蒸汽的做功增加，新蒸汽流量将减少，回热抽汽的温度和焓值提高，使回热抽气量减少，回热抽汽做功减少，凝汽流做功相对增加，冷源损失增加，热效率较大再热机组降低。再热使各级抽汽的焓和过热度增大，加热器的传热温差增加，不可逆传热损失增加。

（再热对回热经济性的影响：再热增加了蒸汽过热度，增加了不可逆传热损失，从而削弱了回热的热经济性（做工能力发认为），再热使回热抽汽的温度和焓值都提高了，使回热抽汽量减少，回热抽汽做功减少，凝汽流做功相对增加，冷源损失增加，热效率较无再热机组稍低（热量法认为），再热对回热分配的影响主要反映在锅炉给水温度和再热后一级抽汽压力的选择上。）

十七、中间再热参数如何确定？P39

在蒸汽初、终参数以及循环的其他参数已定时，应当这样来选择:首先选定合理的蒸汽再热后的温度，当采用烟气再热时一般选取再热后的蒸汽温度与初温度相同；其次，根据已选定的再热温度按实际热力系统计算并选出最佳再热压力；最后还要核对一下，蒸汽在汽轮机内的排汽湿度是否在允许范围内，并从汽轮机结构上的需要进行适当的调整，可以指出，这种调整使得再热压力偏离最佳值时对整个装置热经济性的影响并不大。十八、给水温度对回热机组热经济性有何影响？

（单级回热时，随着给水温度t fw的提高，对应的抽汽压力提高，一方面使汽轮机的热耗降低，但另一方面使汽轮机的内功减少，增大了汽轮机的汽耗率。因此存在一最佳给水温度，使汽轮机装置内效率最高。）

若提高给水温度，将使：1）抽汽压力增加，汽耗量增加，汽耗率增加，工质吸热量减