热力发电场1

绪论
1.一次能源：以原始状态存在于自然界中，无需加工或转换即可用于供热或提供动力的能源
二次能源：由一次能源加工和转换成电能、热能等人工能源
2.热力发电厂的分类
按发电厂功能分为：供热的凝汽式发电厂、供电供热发电厂、供电供热供冷的发电厂、供电供热供煤气的发电厂、多功能发电厂
按原动机类型分为：汽轮机发电厂、燃气轮机发电厂、内燃机发电厂、燃气蒸汽联合循环发电厂
按蒸汽参数分为：中低压发电厂（3.43MPa以下）、高压发电厂（8.83MPa）、超高压发电厂（12.75MPa）、亚临界压力发电厂（16.18MPa）、超临界压力发电厂（22.05MPa）、超超临界压力发电厂（30MPa以上）
第一章发电厂的安全、可靠性及环保
1.电力行业的安全管理的内容包括：电网安全、人身安全、设备安全
2.火力发电厂可靠性管理是针对电厂设备安全的管理手段，应用统计方法综合分析设备的运行表现，对表征发电设备使用可靠性的若干指标进行统计、分析和评价，以指导设备在寿命周期内的运行、维修、改造直至报废全过程的管理工作
3. 寿命管理：以评估被管理对象的寿命损耗为基础而进行的使电厂以最低成本安全运行的技术和管理方法
4.几种寿命的概念
自然寿命指由构件材料承载能力在实际载荷和环境条件下所确定构件丧失功能的寿命，又称为极限寿命，它是其他各项寿命的估算基础；
设备使用寿命指从崭新的状态投入使用起，直至损伤失效不能继续使用的时间；
设计寿命是一种条件寿命，指在设计参数下，能保证安全经济运行的最小预计运行小时数，它与高温构件设计时所采用的设计指标有关并与之相对应；
安全运行寿命指构件、材料、机组或电厂等在安全运行条件下的实际运行时间；
剩余寿命为安全运行寿命减去迄今为止的实际运行时间的差值；
火电设备寿命管理的目的：使设备在使用年限内发挥最佳效益；或延长其寿命。

4. MIS:管理信息系统，是一个由人、计算机及其他外围设备等组成的能进行信息的收集、传递、存贮、加工、维护和使用的系统。

DCS:分布式控制系统，它是一个由过程控制级和过程监控级组成的以通信网络为纽带的多级计算机系统，综合了计算机，通信、显示和控制等技术。

5.设备的检修的类型及各自的内容
(1）事故检修，又称强制维修，即设备已出现故障而不得不进行维修；
(2）定期维修,即常规火电厂的设备的大小修制度；
(3）状态检修,又称预估检修，是根据状态监测、分析诊断确定的设备实际技术状况来决定检修日期和对象的预防性检修。

6.简述火力发电厂生产过程对环境有哪些影响？
主要是废气、废水和废渣的污染，其污染物主要包括：烟气污染物，指烟气中的粉尘、硫氧化物(SOx)和氮氧化物(NOx)、CO、CO2、碳氢化合物；废水排放；灰渣；噪声等;
1）未被除尘器捕集下来的粉尘，粒径小于1um，能长期飘浮在大气中，并作长距离传输。

飘尘通过自然沉降或受雨雪冲刷进人生态系统。

许多微量元素超过某一浓度值时，就会毒害动植物。

2）硫氧化物：SO2在大气中氧化成SO3，最后变成硫酸盐微粒。

硫酸盐的毒性比SO2大，能传输到几百km 以外，通过自然沉降或雨雪冲刷进人生态系统，引起危害；氮氧化物能参与光化学反应，形成光化学烟雾和吸收电磁波，最后在大气中形成硝酸盐，降低天空的亮度以及远处物体的反差，并有害于人体身心健康，特别是呼吸系统。

酸雨一般被认为是工业排放的SOx和NOx所造成的。

3）二氧化碳在大气中的寿命为50～200年，是引起“温室效应”的主要气体；一氧化碳是高毒性物质，能与血红蛋白结合，损害它的输氧能力，严重时导致缺氧死亡。

7.简述燃煤电厂烟气排放控制的方式
高烟囱排放：烟中硫分的排放控制应利用大气扩散的稀释能力，烟囱一般不得低于锅炉房高度的2.5倍，塔式锅炉的烟囱高度一般不得低于锅炉房高度的2倍；
高效除尘器：除尘机理是利用作用于粉尘颗粒的重力、惯性力、离心力、扩散黏附力、电场力和声场力等中的一种或两种以上，把粉尘从气流中分离出来，并用适当的装置捕集，对于大容量锅炉，一般均采用干式静电除尘器。

SO2的控制及脱硫：①改用低硫燃料；②燃料脱硫，方法有洗煤、型煤(加脱硫剂)、煤的气化和液化；③燃烧脱硫，它是燃料燃烧与脱硫反应同时进行，其方法是在燃烧过程中加入适量的石灰石等碱性吸收剂；④烟气脱硫(燃烧后脱硫)，按反应物质的状态分为干法、湿法两大类；按反应产物的处理方式分为抛弃法、回收法两大类。

NOx的控制及脱硝：控制NOx的方法有两大类。

一是低NOx燃烧技术，抑制NOx的生成；二是采用烟气脱硝。

低NOx燃烧技术包括以下几项：降低过剩空气系数，及采用低氧燃烧；降低燃烧温度，采用两段燃烧；降低燃烧室热强度，加长燃料与空气混合过程；采用烟气再循环；浓淡燃烧法；采用低NOx燃烧器，如混合促进型、自身再循环型、多股燃烧型、阶段燃烧型等。

烟气脱硝方法是向烟气中喷入氨基还原剂，在一定条件下，使NOX还原成N2技术。

烟气脱硝一般用于排放要求严格的场合。

烟气脱硝方法主要包括选择性催化还原法(SCR)和选择性非催化还原法(SNCR)。

第五章发电厂的热经济性
1.凝汽式发电厂能量转换过程有哪些热损失，它们各用什么指标来反映？
锅炉损失、管道损失、汽轮机损失、机械损失、发电损失
锅炉效率ηb、管道效率ηp、汽轮机绝对内效率(汽轮机装置效率)ηi、机械效率ηm和发电机效率ηg，而整个能量转换过程的热量利用程度用全厂热效率ηcp表示
2.凝汽式发电厂的q0、ηe、ηcp、b、b n的物理概念是什么？他们之间的关系是怎样的？数量范围是多少？
热耗率q0、汽轮发电机组的绝对电效率ηe、凝汽式发电厂热效率ηcp、发电厂标准煤耗率b、全场供电煤耗率b n 3.有电、热负荷就应建设热电厂吗？建设热电厂节省燃料应满足的基本条件是什么？
4.热化发电比X、热化发电率w、燃料利用系数ηtp、的作用是什么，其区别是什么？
凝汽式发电厂主要热经济指标有全厂热效率ηcp、全厂热耗率qcp和标准煤耗率b
热电厂总指标有两个，即热电厂的燃料利用系数和供热机组的热化发电率；
5.可从哪些方面体现出热量法是将热电联产的好处归于发电方面？
按照热量法分配供热方面所分得的煤耗量最大，发电方面所分得热量最小，又称为“好处归电”法。

按实际焓降法分配供热方面所分得的煤耗量最小，发电方面所分得的煤耗量最大，又称“好处归热法”。

其不同的分配结果的实质是冷源热损失的处理不同，热量法是将热电联产中冷源热损失全部划归供热方面。

而实际焓降法是将冷源热损失全部划归了发电方面。

做功能力法是一种折衷的分配方法，将热电联产效益折衷分配到供热和发电两方面。

6.供热机组的分项热经济指标有哪些？采用热量法分配时，如何计算？
第六章 发电厂的蒸汽参数及中间再热
1.为什么说高参数适合于大容量机组？
提高初温t 0，将使ηt 、ηri 、ηi 均得以提高。

而提高初压P 0，在工程应用范围内，仍可提高ηt ，但ηri 却要降低，特别是容积流量小的汽轮机(即汽轮机容量小)，ηri 下降愈甚，当ηri 下降超过ηt 的增加时，就使得：ηi (ηi=ηt ηri)下降，则提高初压的热经济效果会适得其反。

若蒸汽容积流量足够大，使得提高p 0降低ηri 的程度远低于ηt 的增加，因而仍能提高ηi ，这时提高P 0对提高热经济效果是有效益的，这也就是说对大容量机组采用高蒸汽参数才是有利的。

2.提高初参数在技术上有哪些限制？
(1) 提高初温度受金属材料的制约；
(2) 提高初压受蒸汽膨胀终点湿度的限制； (3) 提高初参数对电厂的钢材消耗和总投资的影响。

3.为什么再热压力有最佳值？
随着再热压力的提高，附加循环的热效率ηΔ不断提高，但再热过程的附加循环在整个再热循环中所占比重却会不断减小，即Arh 变小。

由δηrht 的计算式可以看出，ηΔ和Arh 的提高对δηrht 的提高都是有利的，但现在的随着再热压力的提
高，这两个因素的变化是相反的，因此必然存在一个使δηrht 最大的再热压力，这个再热压力称为最佳再热压力。

4.什么是最佳运行真空？最佳运行真空与哪些因素有关？
在电厂运行中的凝汽器最佳真空是指：在冷却水温、蒸汽负荷一定的条件下，汽轮机输出功率随冷却水量增大而提高ΔPe ，而同时循环水泵的耗功也随之增加ΔPpu ，当机组的输出净功率，即ΔPmax=(ΔPe －ΔPpu)max 为最大值时对应的真空，称为最佳运行真空，所对应的冷却水量即为最佳真空时最佳冷却水量。

第七章 给水回热加热及系统
1.现代大型发电厂的回热加热系统为什么以面试加热器为主？
混合式加热器优点：由于汽水直接接触传热，其端差为零，能把水加热到加热器压力下的饱和温度，热经济性高。

没有金属受热面，构造简单，在金属消耗、制造、投资以及汇集各种汽、水流并能除去水中气体等方面都优于表面式加热器；混合式加热器的缺点：每台加热器均要配水泵，以便把水从低压打入高压加热器，为了工作可靠还要有备用泵。

为了防止水泵的汽蚀影响锅炉供水，每台水泵之上要有一定的高度，并设有一定容量的储水箱。

这使得混合式加热器系统和厂房布置复杂化，投资增加，电厂安全可靠性降低。

表面式加热器与混合式加热器相比，虽有端差，热经济性低，金属消耗量大，造价高，加热器本身工作可靠性低等缺点。

但由表面式加热器组成的系统比较简单，只需配一台水泵，可以使水流过一串加热器，工作可靠。

根据技术经济全面综合比较，绝大多数电厂都选用了热经济性较差的面式加热器组成回热系统，只有除氧器采用混合式，以满足给水除氧的要求。

2.采用疏水冷却器、蒸汽冷却器的作用是什么？外置式蒸汽冷却器的连接方式有哪几种？分别画出其连接系统？
疏水冷却器的作用是降低疏水的温度,使本级抽汽量的热利用也增加，同时减少了疏水对下一级抽汽的排挤作用，使热经济性有所改善。

蒸汽冷却器的目的是为了利用过热度的热量，提高加热器的出口水温，减小加热器出口端差(内置蒸汽冷却器)或直接将过热度的热量用来加热锅炉给水(外置蒸汽冷却器)，提高热经济性。

)/(/1)/(1∆+∆-=-=ηηηηηηηδηt rh A t t t rh t rh t
3.回热的目的是什么，有几种最佳回热分配方法？供热机组和再热机组的回热特点是什么？ 回热是利用已在汽轮机做过功的蒸汽，在给水回热加器放热，加热给水，以减少液态区低温工质的吸热，因而提高循环的平均吸热温度，使循环热效率提高，热经济性提高。

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焓降分配法：如蒸汽参数不高，忽略随的变化，即qz ′=0；
平均分配法：若再忽略各加热器间蒸汽凝结放热量qj 的微小差异，即q1=q2=…=qz ；
几何分配法：按几何分配回热
再热机组的回热特点
1．再热削弱了回热的效果
再热对回热经济性的影响。

当抽汽压力相同时再热后的抽汽比焓比非再热的高，使再热后回热抽汽量减少，相应的凝汽量增大。

用不可逆损失分析：再热后蒸汽的过热度比非再热机组大，用过热度大的蒸汽加热给水，使加热器回热的效率减少，因此在整个给水加热范围内汽轮机装置效率的相对提高都低于非再热机组。

2．有再热时回热分配的特点
再热回热效率相对提高的特点是：抽汽从“冷”蒸汽转到“热”蒸汽时，效率曲线突然下降。

这是由于再热后热交换过程不可逆损失增加，减少了抽汽量，增加了冷源损失所致。

另外一个特点是曲线在中间再热压力处是断开的，并有两个最大值—“冷”蒸汽处和再热后中压缸某一抽汽处。

再热机组的焓升分配的特点是：
(1)采用“冷”蒸汽作为一级回热抽汽，并加大该级的焓升分配。

(2)再热后各级的焓升分配仍用最佳焓升分配方法求得。

(3)再热机组高压缸是否有抽汽口，取决于最终给水温度(对应最高一级抽汽压力)。

国产大容量再热机组的高压缸都有一个抽汽口，以保证给水温度的最佳。

为简化汽轮机结构，降低成本通常都利用高压缸排汽作为一级回热抽汽，以减少一级抽汽口。

(4)再热机组为了提高其热经济性，在热力系统上的特点是：增加蒸汽冷却器以利用其过热度，特别是利用再热后的抽汽时有的还装有外置蒸汽冷却器。

供热汽轮机的特点是供热抽汽压力是按热用户的要求而定的，当有回热时其特点是供热抽汽口也作为回热抽汽口，并以供热抽汽压力为界线将回热加热分段，在各段之间仍可用焓升最佳分配的方法来求各加热器的焓升。

第八章 给水除氧和发电厂的辅助热力系统
1.热除氧的原理是什么，它的必要条件和充分条件各是什么？
热除氧的原理，基于以下四个理论：道尔顿分压定律、亨利定律、传热方程、传质方程
根据传热方程，必须严格控制将水温加热至该压力下饱和温度，这时水面上的PH2O 才趋近于全压力，∑pj 才趋于零，若PO2为零，则水中溶氧量为零，这是热除氧的必要条件。

根据传质方程，要有足够的不平衡压差Δp ，这是热除氧的充分条件。

2.除氧器的运行方式有哪几种，经济性如何？
除氧器有定压和滑压两种运行方式。

滑压运行除氧器在滑压范围内的加热蒸汽压力随主机负荷而定，无蒸汽节流损失；定压除氧器却必须在进汽管上装压力调节阀，以维持除氧器工作压力为某定值(定压)，带来压力调节的蒸汽节流损失。

低负荷运行时，不仅汽源要切换，而且高压加热器组的疏水需切换到低压加热器，因此定压除氧器的系统比滑压的复杂，运行操作也复杂。

而定压除氧器在较高负荷时，就要切换汽源，因此为了避免切换后损失，一般定压除氧器的焓升值取得比其它回热加热器的小，这样就破坏了最佳回热加热分配，降低了机组的热经济性。

3.发电厂的汽水损失有哪些？
发电厂汽水损失，根据损失部位的不同分为内部损失和外部损失两大类。

内部汽水损失包括正常性汽水工质损失和偶然性非工艺要求的汽水损失。

正常性汽水工质损失包括热力设备及其管道的暖管疏放水，加热重油、各种汽动设备的用汽，蒸汽吹灰用汽、汽包炉的连续排污水、汽封用汽、汽水取样、设备检修时的排放水等，均是工艺上要求的正常性汽水工质损失；偶然性非工艺要求的汽水损失，即通常讲的热力设备或管道的跑冒滴漏。

外部工质损失，是指热电厂对外供热设备及其管道的工质损失。

4.锅炉连续排污扩容压力如何确定？
当锅炉压力一定时，扩容器回收工质的数量只决定于扩容器压力：扩容压力愈低，回收工质愈多。

一般af=30%～50%。

由于回收的扩容蒸汽是靠排污水的压降(能量贬值)产生的，所以随着扩容器压力降低，虽然回收的工质数量
增多了，但回收的热能质量(品位)却降低了。

要改善上述矛盾的作法是，采用多级串联的连续排污利用系统。

5.回热系统回收废热的原则是什么？
(1) 电厂回收工质时总伴随着热能的回收。

回收时注意工质的数量和回收热能的质量，尽量减少回收热能时的能位贬值；
(2) 工质回收和废热利用的热经济效益，最终反映在电厂的热经济指标上，而不是表现在汽轮发电机组的热经济指标上；
(3) 回收工质的热量和废热利用引入热功转换的主系统时，计算每1kg进汽的做功量wi的将变化，必须注意所回收热能的质量影响。

6.画出骤降负荷时，给水泵气蚀的H-T图，并进行分析。

P355，降负荷分析
第九章发电厂的原则性和全面性热力系统
1.按范围划分，热力系统可分为全厂和局部两类。

局部的系统图又可分主要热力设备的系统和各种局部功能系统。

按用途来划分，热力系统可分为原则性和全面性两类。

2. 原则性热力系统是一种原理性图。

对机组而言，有汽轮机(或回热)的原则性热力系统，对全厂而言，有发电厂的原则性热力系统，它们主要用来反映在某一工况下系统的安全经济性；对不同功能的各种热力系统，有主蒸汽、给水、主凝结水等系统，其原则性热力系统则是用来反映该系统的主要特征及采用的主辅热力设备、系统型式。

作用是：(1) 表明能量转换和能量利用的过程，反映发电厂热功转换的技术完善程度；(2) 作为定性分析发电厂热经济性的依据；(3) 作为定量计算发电厂热经济指标的依据。

在原则性热力系统图上可标出各处的工质参数，即可进行热力系统计算。

画法上的要求是：(1) 只表明工质状态参数变化所必需的热力设备，相同的设备只画一个；(2) 只画设备之间的主要联系的管道，备用设备和管道附件不画；(3) 除个别与热经济性有关的阀门如定压除氧器的压力调节阀外，所有其他阀门均不画。

3.加热器运行中的监督对象主要有水位、加热器出口温度、保护装置
水位：水位过高，会淹没有效传热面，降低热经济性，同时疏水可能倒流入汽轮机危及主机安全，此时汽侧压力摆动或升高，端差增大，还可能导致抽汽管和加热器壳体振动。

水位过低或无水位，蒸汽经疏水管进入相邻较低一级加热器，大量排挤低压抽汽，热经济性降低，并可能使该级加热器汽侧超压、尾部管速受到冲蚀(尤其对内置式疏水冷却器危害更大)，同时加速对疏水管道及阀门的冲刷，引起疏水管振动和疲劳破坏。

加热器出口温度：加热器出口温度应维持设计值，若低于设计值，将使高压抽汽增加、低压抽汽减少，回热经济性下降。

造成出口温度降低的原因：(1) 端差增大；(2) 抽汽管压降增大
保护装置检查
4.面式加热器的疏水设备主要有以下几种：
水封管，利用U形管中水柱高度来平衡加热器间压差，实现自动排水并在壳侧内维持一定水位；
浮子式疏水器，利用浮子随加热器壳侧水位上下浮动，通过传动杆启闭疏水阀，实现水位调节；
疏水调节阀，其工作过程是壳侧水位计检测水位变化信号，处理后通过疏水调节阀的摇杆、滑阀的杆来调节疏水调节阀的开度，控制疏水量大小
汽液两相流自调节水位控制器
5.除氧器运行中主要故障的防止
1）除氧器运行中必须防止排气带水和除氧器振动等问题。

排气带水将降低热经济性，严重时除氧器产生振动。

排气带水的主要原因是排汽量过大、除氧器内加热不足和除氧器内部分蒸汽“短路”。

2）再循环管的流速过高，淋水盘式除氧器负荷过大，盘内水溢流阻塞通汽道，给水箱满水，抽汽管进水水击，也会引起除氧器的振动。

3）除氧器给水箱满水，因水位过高抽汽管上逆止阀故障，或压力调节阀失灵等造成水汽倒流入汽轮机，除氧器超压爆炸等，则是应禁止的恶性事故。

6.凝汽式发电厂的热力系统由锅炉本体汽水系统、汽轮机本体热力系统、机炉间的连接管道系统和全厂公用汽水系统四部分组成。