熱力發(fā)電廠習(xí)題(共6頁(yè))

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上一、問(wèn)答題：1.為什么純凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)的汽耗率大于回?zé)崾狡啺l(fā)電機(jī)的汽耗率,而熱耗率則小于回?zé)崾剑?答:在機(jī)組功率相同的條件下，由于回?zé)岢槠淖鞴Σ蛔闶箼C(jī)組的發(fā)電功率減少,若保持功率不變，則必需增大機(jī)組的汽耗量D0 和汽耗率d0。 回?zé)崾狡啺l(fā)電機(jī)組的 kj/kw.h 純凝汽式汽輪發(fā)電機(jī)組的 kj/kw.h 因?yàn)?所以 q0<qc0 這說(shuō)明在其它條件相同的情況下，由于機(jī)組采用了回?zé)峒訜幔瑴p少了冷源損失，提高了給水溫度，與純凝汽機(jī)組相比熱耗率q0降低，提高了熱經(jīng)濟(jì)性。2. 用熱量法和火用方法計(jì)算發(fā)電廠熱功轉(zhuǎn)換過(guò)程的損失和熱經(jīng)濟(jì)性，結(jié)果有何不同？答：用熱量法和火用

2、方法計(jì)算電廠的總熱效率和總火用效率值基本相同,但不同方法計(jì)算的各部位損失的大小和方向不同。用熱量法計(jì)算時(shí),汽輪機(jī)的冷源損失Qc,是所有熱損失中最大的,而鍋爐的換熱損失則較小,而用火用方法計(jì)算時(shí)其火用損失最大處是在鍋爐而不是在凝汽器中的火用損失，這主要是因?yàn)殄仩t內(nèi)存在巨大的換熱溫差Tb所導(dǎo)致鍋爐的Eb 遠(yuǎn)大于Et和Ec.因此要提高電廠的經(jīng)濟(jì)性，必須設(shè)法降低電廠能量轉(zhuǎn)換過(guò)程中各環(huán)節(jié)的不可逆性,特別是減少鍋爐的巨大的換熱溫差Tb。3. 為什么說(shuō)供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率是熱力發(fā)電廠最完善熱經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)？答：由煤耗率的表達(dá)式b=3600/Qbcpkg/(kw.h)可看出煤耗率除與全廠熱效率cp有關(guān)外,還與煤的低位發(fā)

3、熱量Qb有關(guān),為使煤耗率能作為各電廠之間的比較指標(biāo)，采用了”標(biāo)準(zhǔn)煤耗率”bs作為通用的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo),即bs=3600/29270cp,由于cp反映了能量轉(zhuǎn)換的全過(guò)程,故標(biāo)準(zhǔn)煤耗率是一個(gè)較完善的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。4. 實(shí)際熱力循環(huán)的方法有幾種？它們之間有什么區(qū)別和聯(lián)系？ 答：評(píng)價(jià)實(shí)際熱力循環(huán)的方法有兩種：一種是熱量法（既熱效律法），另一種是火用 （ 或熵）方法。熱量法是以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)。用能量的基本特性提出熱力循環(huán)能量轉(zhuǎn)換的數(shù)量關(guān)系的指標(biāo)，著眼于能量數(shù)量上的平衡分析，它主要通過(guò)計(jì)算各種設(shè)備及全廠的熱效率來(lái)評(píng)價(jià)實(shí)際循環(huán)的優(yōu)劣。這種評(píng)價(jià)方法的實(shí)質(zhì)是能量的數(shù)量平衡。火用方法是以熱力學(xué)第一，第二定律為依據(jù)

4、，不僅考慮能量的數(shù)量平衡關(guān)系，也考慮循環(huán)中不可逆性引起作功 能力的損失的程度 。它是一種具有特定條件的能量平衡法，其評(píng)價(jià)的指標(biāo)是火用效率，這種評(píng)價(jià)方法實(shí)質(zhì)是作功能力的平衡。兩種方法之間的區(qū)別：熱量著重法考慮熱的數(shù)量平衡關(guān)系，而火用方法不僅考慮熱的量，而且也研究其質(zhì)的數(shù)量關(guān)系，即熱的可用性與它的貶值問(wèn)題。因此，兩種方法所揭示出來(lái)的實(shí)際動(dòng)力裝置不完善性的部位、大小、原因是不同的。5. 汽輪機(jī)膨脹過(guò)程中的不可逆性引起的熱損失和火用損失是否相等？為什么？何者大？并在T-s圖上表示之。 答：汽輪機(jī)膨脹過(guò)程中的不可逆性引起的熱損失和火用損失是不相等。因?yàn)樗鼈兊挠?jì)算方法不同。熱量損失要較火用損失大TsTen

5、6. “傳熱溫差越大，火用損越大“，這和傳熱學(xué)中”傳熱溫差越大，傳熱效果越好“是否矛盾？為什么？ 答：不矛盾。這是一種物理現(xiàn)象中兩個(gè)不同研究方向。前者主要研究過(guò)程 的不可逆性大小，而后者則是研究換熱量的大小。7. 熱力發(fā)電廠主要有哪些不可逆損失？怎樣減少這些過(guò)程的不可逆損失以提高熱經(jīng)濟(jì)性？答：主要不可逆損失有1） 鍋爐內(nèi)有溫差換熱引起的不可逆損失；可通過(guò)爐內(nèi)打礁、吹灰等措施減少熱阻減少不可逆性。2） 主蒸汽中的散熱和節(jié)流引起的不可逆性；可通過(guò)保溫、減少節(jié)流部件等方式來(lái)減少不可逆性。3） 汽輪機(jī)中不可逆膨脹引起的不可逆損失；可通過(guò)優(yōu)化汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)來(lái)減少不可逆性。4） 鍋爐散熱引起的不可逆損失；可通

6、過(guò)保溫等措施減少不可逆性。5） 凝汽器有溫差的換熱引起的不可逆損失；可通過(guò)清洗凝汽器減少熱阻以減少不可逆性。8. 提高蒸汽初溫度和初壓力對(duì)發(fā)電廠理想循環(huán)和實(shí)際循環(huán)的影響有什么不同？ 答：對(duì)于發(fā)電廠理想循環(huán),當(dāng)提高初溫和初壓時(shí),可以使整個(gè)吸熱過(guò)程中平均溫度提高,從而使其等效的卡諾循環(huán)效率提高,即提高了蒸汽循環(huán)熱效率。 對(duì)于電廠實(shí)際循環(huán)熱效率，即汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率。當(dāng)初參數(shù)提高時(shí)，它有不同的變化方向；對(duì)蒸汽流量較大的大容量汽輪機(jī)，提高，降低很小；因此提高蒸汽的初參數(shù)可以提高汽輪機(jī)的。對(duì)于蒸汽流量較小的小容量汽輪機(jī)，的降低可能大于熱效率的提高，此時(shí)提高蒸汽的初參數(shù)會(huì)降低汽輪機(jī)的，從而多耗燃料并使設(shè)備復(fù)

7、雜、造價(jià)提高。所以，只有當(dāng)汽輪機(jī)容量較大時(shí)，采用高參數(shù)才能提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性。9. 為什么中間再熱壓力有一最佳值？如何確定再熱蒸汽壓力和再熱后溫度？它與那些技術(shù)因素有關(guān)？ 答：當(dāng)Prh選的過(guò)低時(shí)，由于附加循環(huán)平均吸熱溫度低于基本循環(huán)的平均吸熱溫度Tav使整個(gè)再熱循環(huán)效率下降。反之，如Prh選的過(guò)高，雖然附加循環(huán)的吸熱平均溫度高于的數(shù)值可能很大；但此時(shí)因附加循環(huán)熱量占整個(gè)循環(huán)的份額很小，而使中間再熱作用甚微，甚至失去中間再熱作用。由此可見(jiàn)，對(duì)于每一個(gè)中間再熱后的溫度都相應(yīng)存在一個(gè)中間再熱最有利的再熱壓力值，此時(shí)中間再熱循環(huán)效率最高，這一壓力值稱為熱力學(xué)上最佳中間再熱壓力。而實(shí)際的最佳中間再熱壓力

8、值應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定。 提高再熱后的溫度trh有利于增加附加循環(huán)吸熱過(guò)程平均溫度，因此希望Trh越高越好；但它受再熱方法和所采用鋼材的限制，中間再熱后溫度trh一般選擇等于蒸汽初溫度的值。10. 降低凝汽式發(fā)電廠的蒸汽終參數(shù)在理論上和技術(shù)上受到什么限制？凝汽器的最佳真空是如何確定的？ 答：雖然降低蒸汽終參數(shù)是提高機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)很有效的手段,但它的降低卻受到理論上和技術(shù)上兩方面的限制。 汽輪機(jī)的pc降低,取決于凝汽器中排汽凝結(jié)水的溫度tc的降低。 已知tc=tc1+t + t 其中 ttc2-tc1 式中t是冷卻水進(jìn)、出口溫差，取決于冷卻水量G或循環(huán)被率m，一般合理的t為011 ； tc

9、1,tc2為冷卻水進(jìn)、出口溫度，；t為凝汽器的端差,t = tc-tc2,它與凝汽器的面積、管材、冷卻水量等有關(guān)。t一般為3-10。由上式可見(jiàn)，冷卻水進(jìn)口水溫度tc1受自然環(huán)境決定， 是降低pc的理論限制；而冷卻水量不可能無(wú)限多，凝汽器面積也不可能無(wú)限大，汽輪機(jī)末級(jí)葉片不能太長(zhǎng)限制了末級(jí)通流能力，均是降低pc的技術(shù)限制。最佳真空，是在汽輪機(jī)末級(jí)尺寸，凝汽器面積一定的情況下，運(yùn)行中循環(huán)水泵的功耗與背壓降低機(jī)組功率增加間的最佳關(guān)系。當(dāng)tc1一定，汽輪機(jī)Dc不變時(shí)，背壓只與凝汽器冷卻水量G有關(guān)。當(dāng)G增加時(shí)，汽輪機(jī)因背壓降低增加的功率Pe與同時(shí)循環(huán)水泵耗功也增加的Ppu差值最大時(shí)的背壓即為最佳真空。二

10、、計(jì)算題：1、某一朗肯蒸汽循環(huán)，汽輪機(jī)進(jìn)汽參數(shù)為：p0=3.495Mpa,溫度為t0=435,排氣壓力pc=4.99Mpa,環(huán)境溫度為ten=0，環(huán)境壓力為pen=0.0998Mpa,試求：（1） 朗肯循環(huán)的熱效率；（2） 同溫限的卡諾循環(huán)的熱效率；（3） 該朗肯循環(huán)與溫限、吸熱量相同的卡諾循環(huán)相比熵增及火用的損失？解：根據(jù)機(jī)組參數(shù)查焓熵圖和水蒸汽圖 表可得h0=3310 kj/kg hc=2110 kj/kg hc =133.7 kj/kg tc=32.90 kj/kg sc=7.0 kj/kg s1=0.4762 kj/kg.（1） 郎肯循環(huán)的熱效率為=0.378（2）同溫限卡諾循環(huán)熱效率

11、為=1-(32.9+273)/(435+273)=0.568（3）對(duì)卡諾循環(huán)：熵增為 火用損失為（4）對(duì)朗肯循環(huán) 熵增為7-0.4762=6.5238kj/kg.k 火用損失為2、某一火力發(fā)電廠按朗肯循環(huán)工作，已知汽輪機(jī)的參數(shù)p0=12.7599Mpa,溫度為t0=540,排氣壓力pc=4.99Mpa,不計(jì)水泵的焓升，試求：（1）此理想朗肯循環(huán)的平均吸熱溫度和平均放熱溫度；（2）用平均吸熱溫度和平均放熱溫度的概念求理想循環(huán)的熱效率；解：（1） 由焓熵圖可查的 h0=3310 kj/kg hc=2065kj/kg tc=32.90 s2=6。75kj/kg 由飽和水蒸汽表查得 h1=137.7k

12、j/kg.k s1=0.4762 kj/kg.故平均吸熱溫度為   平均放熱溫度為 T=t+273=32.9+273=305.9K (2)理想循環(huán)的效率為 =1-305.9/516.93=40.8%3、若已知pb=3.9Mpa,tb=450,p0=3.4Mpa,t0=435,試計(jì)算每千克蒸汽在主蒸汽管道中的 火用損失，并將此火用損失在T-s圖上表示出來(lái)。 解：根據(jù)參數(shù)在焓熵圖中查得 hb=3335kj/kg sb =6.96kj/kg.k h0=3305 kj/kg s0=7.0kj/kg.k 鍋爐出口蒸汽火用值為 eb=(hb-Tensb)-(hen-Tensen) 汽輪機(jī)進(jìn)口蒸汽

13、火用值為 e0=(h0-Tens0)-(hen-Tensen) 故主蒸汽管道中火用損失 ep=(hb-Tensb)-(h0-Tens0) =(hb-h0)-Ten(s0-sb)=(3335-3305)+Ten(7.0-6.96) =30+0.047TenSTTTen4、 一臺(tái)200MW汽輪發(fā)電機(jī)組，若熱耗率下降4.1816kj/(kw.h)，年運(yùn)行小時(shí)數(shù)n=6000h，試問(wèn)一年節(jié)約多少標(biāo)準(zhǔn)煤? 解: 一臺(tái)200MW汽輪發(fā)電機(jī)組一年的發(fā)電量為 W=(600)/()=12108(kw.h) 故一年內(nèi)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 =(W4.1816)/Ql=.1816/29280=171.44噸 5、某凝汽式發(fā)電廠的

14、熱耗率為10764.3kj/(kw.h)，生產(chǎn)過(guò)程中每發(fā)1kw.h電各處的損失為：鍋爐設(shè)備971.3kj、主蒸汽管道96.3kj、凝汽器4777.14kj、機(jī)械損失113kj、發(fā)電損失75.4kj。試求發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)內(nèi)效率和發(fā)電廠的效率? 解：汽輪發(fā)電機(jī)組的絕對(duì)內(nèi)效率為 發(fā)電廠的效率為 根據(jù)鍋爐和機(jī)參數(shù)查焓熵圖和水蒸氣表得 鍋爐出口: hb=3450 kj/kg 高壓缸進(jìn)口:h0=3455 kj/kg ht0=2955 kj/kg hrh=3023.6 kj/kgv 再熱器出口:hrh=3550 kj/kg 中壓缸進(jìn)口:hrh=3545 kj/kg htrh=2955 kj/kg h,tc=2300 kj/kg（2）汽輪機(jī)主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)如下 汽耗量 =496.394(t/h) 汽耗率 do=D0/Pe=/=2.482 kg/(kw.h) 熱耗率Q0=D0h0-h,c+(h,rh-h,rh) =