火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)的講義-課件

火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)1火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程燃料制備（制粉系統(tǒng)）燃燒傳熱（鍋爐系統(tǒng)）熱能輸送（管道系統(tǒng)）熱功轉(zhuǎn)換（汽輪發(fā)電機(jī)組）冷端放熱（冷卻系統(tǒng)）變電送電（升壓站）火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程燃料制備（制粉系統(tǒng)）燃燒傳熱（鍋爐系統(tǒng)）2發(fā)電廠熱力循環(huán)效率簡單朗肯循環(huán)給水回?zé)崂士涎h(huán)回?zé)嵩贌崂士涎h(huán)雙重循環(huán)（燃?xì)?蒸汽循環(huán)）熱電循環(huán)（熱電聯(lián)產(chǎn)）發(fā)電廠熱力循環(huán)效率簡單朗肯循環(huán)3特點(diǎn)：定壓變溫吸熱，定壓定溫放熱循環(huán)膨脹系統(tǒng)簡單朗肯循環(huán)特點(diǎn)：定壓變溫吸熱，定壓定溫放熱循環(huán)膨脹系統(tǒng)簡單朗肯循環(huán)4理想朗肯循環(huán)熱效率：理想焓降水泵焓升循環(huán)膨脹系統(tǒng)理想朗肯循環(huán)理想焓降水泵焓升循環(huán)膨脹系統(tǒng)5水泵焓升：系統(tǒng)循環(huán)pout、pin——水泵出、入口壓力，Pavfp

——水泵中水的平均比容，m3/kgηfp——水泵效率水泵焓升：系統(tǒng)循環(huán)pout、pin——水泵出、入口壓力，P6實(shí)際朗肯循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：系統(tǒng)循環(huán)實(shí)際焓降膨脹實(shí)際朗肯循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕系統(tǒng)循環(huán)實(shí)際焓降膨脹7給水回?zé)崂士涎h(huán)組成：簡單朗肯循環(huán)+給水回?zé)嵯到y(tǒng)循環(huán)膨脹系統(tǒng)給水回?zé)崂士涎h(huán)組成：簡單朗肯循環(huán)+給水回?zé)嵯到y(tǒng)循環(huán)膨脹系統(tǒng)8給水回?zé)釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：系統(tǒng)算法1（扣除了水泵焓升）：給水回?zé)釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕系統(tǒng)算法1（扣除了水泵焓升）9膨脹算法2（不扣除水泵焓升）：因?yàn)樗渺噬奶幚聿煌?，兩種算法不相等?；?zé)嵫h(huán)效率高于簡單循環(huán)效率，參見《熱力發(fā)電廠》P18，這里也可以給出簡單證明：系統(tǒng)膨脹算法2（不扣除水泵焓升）：因?yàn)樗渺噬奶幚聿煌?，兩種算10回?zé)嵫h(huán)可以提高熱效率系統(tǒng)1kg蒸汽做功的有效焓降：1kg工質(zhì)從鍋爐吸熱量：給水焓用凝結(jié)水焓和抽汽焓表示，忽略加熱器損失。回?zé)嵫h(huán)可以提高熱效率系統(tǒng)1kg蒸汽做功的有效焓降：1kg工11給水回?zé)釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：做功系數(shù)隨系統(tǒng)而定簡單循環(huán)吸熱簡單循環(huán)的功給水回?zé)釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：做功系數(shù)簡單循環(huán)12回?zé)峒?jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高；回?zé)嵝孰S著回?zé)峒?jí)數(shù)增多而增加；回?zé)峒?jí)數(shù)越多，再增加一級(jí)回?zé)岬男试黾釉缴?；回?zé)峒?jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高；13回?zé)嵩贌崂士涎h(huán)循環(huán)膨脹系統(tǒng)回?zé)嵩贌崂士涎h(huán)循環(huán)膨脹系統(tǒng)14回?zé)嵩贌釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：膨脹總回?zé)峒?jí)數(shù)再熱前回?zé)峒?jí)數(shù)汽機(jī)排汽量再熱后的蒸汽做功量：蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量汽機(jī)得到的再熱量回?zé)嵩贌釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：膨脹總回?zé)峒?jí)數(shù)再15焓熵圖表示蒸汽循環(huán)循環(huán)循環(huán)系統(tǒng)教材P3圖1-1、P4圖1-2、P8圖1-6不對(duì)焓熵圖表示蒸汽循環(huán)循環(huán)循環(huán)系統(tǒng)教材P3圖1-1、P4圖1-16單元機(jī)組發(fā)電熱效率B——燃煤量，t/sQL——燃料低位發(fā)熱值，kJ/kgPia、Pi、Pm、Pel——汽機(jī)理想內(nèi)功率、汽機(jī)內(nèi)功率、汽機(jī)輸出功率、發(fā)電功率，MWQb、Q0

——鍋爐熱負(fù)荷、汽機(jī)耗熱量，MJ/s發(fā)電機(jī)效率汽機(jī)機(jī)械效率汽機(jī)相對(duì)內(nèi)效率理想循環(huán)效率管道熱效率鍋爐熱效率單元機(jī)組發(fā)電熱效率B——燃煤量，t/s發(fā)電機(jī)效率汽機(jī)機(jī)械效率17鍋爐熱效率蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量排污量系統(tǒng)鍋爐熱效率蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量排污量系統(tǒng)18管道熱效率蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量汽機(jī)得到的再熱量汽機(jī)進(jìn)汽熱量系統(tǒng)排污二次汽熱量管道熱效率蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量汽機(jī)得到的再熱量汽機(jī)進(jìn)汽熱19汽輪機(jī)熱效率全稱：汽輪機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率、汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率膨脹Z——總回?zé)峒?jí)數(shù)；R

——再熱前回?zé)峒?jí)數(shù)汽機(jī)內(nèi)功率：汽機(jī)理想內(nèi)功率：汽輪機(jī)熱效率全稱：汽輪機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率、膨脹Z——總回?zé)峒?jí)數(shù)20汽輪機(jī)機(jī)械效率有效機(jī)械功率汽輪機(jī)機(jī)械效率有效機(jī)械功率21發(fā)電機(jī)效率發(fā)電機(jī)效率22初參數(shù)對(duì)理想循環(huán)熱效率ηt的影響提高。實(shí)際上，提高初溫度相當(dāng)于增加了一個(gè)高效率的附加循環(huán)。初參數(shù)：初溫度、初壓力結(jié)論⑴：提高初溫度使理想循環(huán)熱效率提高：在初壓力p0和排汽壓力pc下，初溫度提高使吸熱平均溫度提高，使等效卡諾循環(huán)熱效率初參數(shù)對(duì)理想循環(huán)熱效率ηt的影響提高。初參數(shù)：初溫度、初壓力23分析的理由：如圖，初溫度從1升高到1?，吸熱量q0增大，放熱量qc增大，做功量q0-qc也增大，效率ηt如何變化難于確定。不用熱效率定義式分析的理由：不用熱效率定義式24結(jié)論⑵：在一定的初溫T0下，提高初壓力也可以提高熱效率。但是，不總提高。因?yàn)椋浩瘽摕犭S壓力提高而減少低溫加熱量也逐漸增加結(jié)論⑵：在一定的初溫T0下，提高初壓力也可以提高熱效率。但是25結(jié)論⑶：初溫越高，理想循環(huán)熱效率隨初壓力提高增加越快——同時(shí)提高初溫度和初壓力熱效果最好。結(jié)論⑷：任何初溫存在使效率最高的初壓力結(jié)論⑶：初溫越高，理想循環(huán)熱效率隨初壓力提高增加越快——同時(shí)26初參數(shù)對(duì)實(shí)際循環(huán)熱效率ηi的影響實(shí)際循環(huán)熱效率：汽機(jī)相對(duì)內(nèi)效率理想循環(huán)熱效率初溫度和初壓力對(duì)ηri的影響是不同的：提高初溫度，相對(duì)內(nèi)效率提高：容積流量增加，漏汽損失減少排汽濕度降低，濕汽損失減少提高初壓力，相對(duì)內(nèi)效率降低：容積流量減少，漏汽損失增加排汽濕度增加，濕汽損失增加若采用部分進(jìn)汽，還產(chǎn)生鼓風(fēng)損失和弧端損失初參數(shù)對(duì)實(shí)際循環(huán)熱效率ηi的影響實(shí)際循環(huán)熱效率：汽機(jī)相對(duì)內(nèi)效27圖中曲線顯示了以上分析：初壓力一定，相對(duì)內(nèi)效率隨溫度提高而提高，初溫度一定，相對(duì)內(nèi)效率隨初壓提高而降低。大容量機(jī)組降的慢；小容量機(jī)組降得快（葉片高度小，漏汽間隙相對(duì)大，漏汽損失多。），甚至超過理想循環(huán)熱效率的增加值?？傊?，大容量機(jī)組采用高參數(shù)才能提高機(jī)組熱效率圖中曲線顯示了以上分析：28理論最有利初壓力：實(shí)際循環(huán)熱效率ηi最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初壓力初溫度越高，理論最有利初壓力值越高機(jī)組容量越大，理論最有利初壓力值越高大容量、高參數(shù)的經(jīng)濟(jì)性：34.3MPa435℃提高到8.83MPa535℃節(jié)省燃料12~16%;再提高到12.75MPa535/535℃又可以節(jié)省8~8.5%;再提高到23.52MPa565/565℃還可節(jié)省8~10%理論最有利初壓力：實(shí)際循環(huán)熱效率ηi最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初壓力34.29蒸汽初參數(shù)最佳值，要通過復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。提高初參數(shù)使投資增加的項(xiàng)目有：鍋爐、汽輪機(jī)、蒸汽管道、回?zé)嵩O(shè)備提高初參數(shù)使投資減少的項(xiàng)目有：燃料運(yùn)輸、煤粉制備送引風(fēng)機(jī)除灰系統(tǒng)除塵設(shè)備凝汽設(shè)備和供水設(shè)備蒸汽初參數(shù)最佳值，要通過復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。30我國部分600MW運(yùn)行機(jī)組的蒸汽初參數(shù)

主蒸汽再熱蒸汽熱耗Mpa℃Mpa℃kJ/kW.h哈爾濱汽機(jī)廠16.575373.365378005瑞士ABB24.205384.345667647.6日本東芝16.565373.65377871.6法國Alsthom16.665373.625377790東方汽機(jī)廠16.705383.615387888我國部分600MW運(yùn)行機(jī)組的蒸汽初參數(shù)主蒸汽再熱蒸汽熱31提高初參數(shù)的技術(shù)限制材料的高溫性能末級(jí)葉片的最大允許濕度。凝汽式機(jī)組最大允許濕度9~10%，抽汽機(jī)組14~15%（最大排汽工況比較少）。提高初參數(shù)的技術(shù)限制材料的高溫性能32中間再熱參數(shù)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響中間再熱參數(shù)：再熱壓力、再熱后溫度中間再熱的目的是提高大容量高參數(shù)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性：可以提高理想循環(huán)熱效率可以降低汽輪機(jī)排汽濕度，提高相對(duì)內(nèi)效率中間再熱參數(shù)的最佳選擇方案可以使發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最大值中間再熱參數(shù)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響中間再熱參數(shù)：再熱壓力、再熱后33中間再熱循環(huán)的組成：沒有再熱的基本循環(huán)采用再熱所形成的附加循環(huán)中間再熱循環(huán)的組成：34提高再熱后的溫度，可以提高附加循環(huán)平均吸熱溫度，提高理想循環(huán)熱效率；并且降低排汽濕度，使汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率有所提高。再熱后溫度每提高10℃，熱效率提高0.2~0.3%一般,選擇等于或接近于新蒸汽溫度提高再熱后的溫度，可以提高附加循環(huán)平均吸熱溫度，提高理想循環(huán)35熱力學(xué)最佳中間再熱壓力：中間再熱后溫度確定后，中間再熱壓力存在最佳選擇使再熱循環(huán)效率達(dá)到最高。熱力學(xué)最佳中間再熱壓力：中間再熱后溫度確定后，中間再熱壓力存36熱力學(xué)最佳中間再熱壓力算例熱力學(xué)最佳中間再熱壓力算例37確定最佳中間再熱壓力還需要考慮如下具體因素：滿足汽輪機(jī)末級(jí)容許濕度的要求與某級(jí)回?zé)岢槠喜橄嗤瑝毫?，簡化汽缸結(jié)構(gòu)再熱點(diǎn)往往作為分缸點(diǎn)，要考慮高、中壓缸功率分配和推力平衡問題。再熱壓力選擇過低，再熱蒸汽系統(tǒng)的管道投資增加較快。確定最佳中間再熱壓力還需要考慮如下具體因素：38機(jī)組容量越大，中間再熱的經(jīng)濟(jì)效益越高。機(jī)組容量越大，中間再熱的經(jīng)濟(jì)效益越高。39給水回?zé)嵯到y(tǒng)主要參數(shù)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響在循環(huán)初終參數(shù)一定的情況下，為使給水回?zé)嵫h(huán)效率達(dá)到最大，必須合理確定給水回?zé)嵯到y(tǒng)的主要參數(shù)：給水溫度tfw回?zé)峒訜崃吭诟骰責(zé)峒?jí)之間的分配?hw回?zé)峒?jí)數(shù)Z三者聯(lián)系緊密，而且相互影響。給水回?zé)嵯到y(tǒng)主要參數(shù)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響在循環(huán)初終參數(shù)一定的情40一、最佳給水溫度tfw熱力學(xué)最佳給水溫度：在給定條件下，使回?zé)嵫h(huán)絕對(duì)內(nèi)效率達(dá)到最大值的給水溫度，也是使回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)不可逆熱交換引起的做功能力損失達(dá)到最小的給水溫度。給水加熱過程的做功能力損失主要包括回?zé)嵴羝訜岷湾仩t煙氣加熱兩部分。熱力學(xué)最佳給水溫度與如何分配總加熱量有關(guān)：分配方案不是唯一的，必有一個(gè)使回?zé)嵫h(huán)絕對(duì)內(nèi)效率達(dá)到最大值。熱力學(xué)最佳給水溫度與回?zé)峒?jí)數(shù)有關(guān)：增加回?zé)峒?jí)數(shù)可以減少抽汽與給水之間的傳熱溫差，減少做功能力的損失；還可以提高最佳給水溫度。絕對(duì)內(nèi)效率：蒸汽在汽輪機(jī)做的內(nèi)功除以工質(zhì)在鍋爐的吸熱用新蒸汽加熱給水顯然沒有回?zé)嵝Ч麄鳠岬淖龉δ芰p失一、最佳給水溫度tfw熱力學(xué)最佳給水溫度：在給定條件下，使回41二、加熱量最佳分配（1）焓降分配法：每級(jí)給水的焓升取作前一級(jí)至本級(jí)蒸汽在汽輪機(jī)中的焓降。主蒸汽焓凝結(jié)水焓本級(jí)抽汽焓前一級(jí)抽汽焓最佳給水焓：每級(jí)給水焓升：第Z級(jí)抽汽焓二、加熱量最佳分配（1）焓降分配法：每級(jí)給水的焓升取作前一級(jí)42（2）平均分配法：每一級(jí)加熱的給水焓升相等凝結(jié)水焓最佳給水焓：每級(jí)給水焓升：鍋爐汽包水焓（2）平均分配法：每一級(jí)加熱的給水焓升相等凝結(jié)水焓最佳給水焓43（3）等焓降分配法：使汽輪機(jī)各回?zé)岢槠g蒸汽焓降相等，每級(jí)回?zé)峤o水的焓升等于蒸汽焓降。凝結(jié)水焓最佳給水焓：每級(jí)給水焓升：主蒸汽焓（3）等焓降分配法：使汽輪機(jī)各回?zé)岢槠g蒸汽焓降相等，每級(jí)44（4）幾何級(jí)數(shù)分配法:上述諸方法差不多。凝結(jié)水焓最佳給水焓：幾何級(jí)數(shù)比例：第1級(jí)焓升第Z級(jí)焓升（4）幾何級(jí)數(shù)分配法:上述諸方法差不多。凝結(jié)水焓最佳給水焓：45三、回?zé)峒?jí)數(shù)給水回?zé)岬幕疽?guī)律：回?zé)峒?jí)數(shù)越多，熱效率越高。但其增長率遞減，因?yàn)樵黾拥慕o水加熱量、抽汽量和其在汽輪機(jī)中的做功隨級(jí)數(shù)增加而減少。每一定的回?zé)峒?jí)數(shù)均有相應(yīng)的最佳給水溫度，且回?zé)峒?jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高。在一定的回?zé)峒?jí)數(shù)下，效率曲線最高點(diǎn)較平緩，即使給水溫度與最佳值有偏差，對(duì)熱效率影響并不大。三、回?zé)峒?jí)數(shù)給水回?zé)岬幕疽?guī)律：46再熱機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)還應(yīng)該考慮：高壓缸排汽作為一級(jí)回?zé)岢槠舾邏焊着牌粷M足最佳給水溫度的要求，高壓缸應(yīng)該再設(shè)一級(jí)回?zé)岢槠话悴扇≡黾痈邏焊着牌某槠浚梢詼p少回?zé)峒訜徇^程的做功能力損失。因?yàn)楦邏焊着牌臏囟鹊?，再熱之后溫度高?？梢匀≌３槠康?.5~1.8倍。再熱機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)還應(yīng)該考慮：47四、經(jīng)濟(jì)上最有利的回?zé)峒?jí)數(shù)和給水溫度經(jīng)濟(jì)上最佳給水溫度：按照國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定的最佳給水溫度。經(jīng)濟(jì)上最有利給水溫度的確定涉及到汽輪機(jī)和鍋爐設(shè)備的運(yùn)行工況；并且影響運(yùn)行和投資費(fèi)用的變化。例如：提高給水溫度，可以節(jié)省燃料，但也增加了回?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)備。同時(shí)，增加了鍋爐的產(chǎn)汽量和汽輪機(jī)高壓缸的進(jìn)汽量，汽輪機(jī)低壓缸和凝汽流量相應(yīng)減少。所以不同程度地影響到許多系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用（鍋爐、汽輪機(jī)、主蒸汽管道、主給水管道、回?zé)峒訜嵫b置、給水泵、凝汽設(shè)備和冷卻系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、送引鳳系統(tǒng)、除塵和除灰系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)）。四、經(jīng)濟(jì)上最有利的回?zé)峒?jí)數(shù)和給水溫度經(jīng)濟(jì)上最佳給水溫度：按照48燃料價(jià)格和設(shè)備利用率是主要經(jīng)濟(jì)因素之一：提高給水溫度時(shí)，設(shè)備利用率越高燃料節(jié)省越多，燃料價(jià)格越高燃料費(fèi)用的減少越明顯。經(jīng)濟(jì)上最有利的回?zé)峒?jí)數(shù)和給水溫度主要取決于鋼煤比價(jià)，即燃料價(jià)格和設(shè)備投資，并且與機(jī)組容量和設(shè)備利用率有關(guān)。煤價(jià)高，鋼價(jià)低，設(shè)備利用率高，回?zé)峒?jí)數(shù)可較多，給水溫度可較高。高參數(shù)大容量機(jī)組應(yīng)該采用較多回?zé)峒?jí)數(shù)和較高的給水溫度。價(jià)格要有預(yù)見性燃料價(jià)格和設(shè)備利用率是主要經(jīng)濟(jì)因素之一：提高給水溫度時(shí)，設(shè)備49表面式回?zé)峒訜崞鞯倪B接（一）疏水泵連接送到出口的經(jīng)濟(jì)性好：疏水與凝結(jié)水混合，提高的是上一級(jí)的進(jìn)水溫度，減少的是上一級(jí)的抽汽量。表面式回?zé)峒訜崞鞯倪B接（一）疏水泵連接送到出口的經(jīng)濟(jì)性好：疏50（二）疏水逐級(jí)自流連接熱經(jīng)濟(jì)性最差，可靠性最高，投資少，不耗電，運(yùn)行簡單，維護(hù)方便，是普遍采用的疏水回收方式之一。（二）疏水逐級(jí)自流連接熱經(jīng)濟(jì)性最差，可靠性最高，投資少，不耗51回?zé)嵩瓌t性系統(tǒng)回?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題：追求簡單可靠和可控性追求盡量高的熱經(jīng)濟(jì)性較小的過熱度不宜采用蒸汽冷卻器回?zé)嵩瓌t性系統(tǒng)回?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題：52（a）N200-12.75/535/535型機(jī)組（三缸二排汽）自然循環(huán)鍋爐8級(jí)回?zé)岢槠?高、4低、1除氧電動(dòng)前置給水泵電動(dòng)調(diào)速給水泵外置疏水冷卻器外置蒸汽冷卻器提高水溫4℃疏水逐級(jí)自流（a）N200-12.75/535/535型機(jī)組（三缸二排汽53（b）N300-16.18/550/550型機(jī)組亞臨界直流鍋爐8級(jí)回?zé)岢槠?高、4低、1除氧汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵為直流鍋爐配置除鹽裝置（b）N300-16.18/550/550型機(jī)組54（c）引進(jìn)法國N600-17.75/540/540型機(jī)組前置給水泵和給水泵由一臺(tái)汽輪機(jī)拖動(dòng)7級(jí)回?zé)岢槠呒?外置蒸汽冷卻器（c）引進(jìn)法國N600-17.75/540/540型機(jī)組55（d）引進(jìn)美國N600-16.67/537/537型機(jī)組強(qiáng)制循環(huán)鍋爐8級(jí)回?zé)岢槠?高、4低、1除氧汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵高加全配內(nèi)置蒸汽冷卻器和疏水冷卻器低加全配內(nèi)置疏水冷卻器（d）引進(jìn)美國N600-16.67/537/537型機(jī)組56（e）前蘇聯(lián)1200MW超臨界機(jī)組單軸五缸六排汽沖動(dòng)式180°回轉(zhuǎn)高壓缸3950t/h直流鍋爐中低壓缸均為分流布置9級(jí)回?zé)岢槠?高、5低、1除氧H3高加有內(nèi)置和外置蒸汽冷卻器汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵汽輪機(jī)拖動(dòng)送風(fēng)機(jī)給水冷卻器（e）前蘇聯(lián)1200MW超臨界機(jī)組57（f）美國坎伯蘭等地安裝的1300MW超臨界機(jī)組雙軸六缸八排汽兩軸功率相等8級(jí)回?zé)岢槠?高、3低、1除氧汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵送風(fēng)機(jī)蒸發(fā)器產(chǎn)生蒸餾水補(bǔ)充（f）美國坎伯蘭等地安裝的1300MW超臨界機(jī)組58再熱壓損對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響再熱壓損：從高壓缸排汽口至中壓缸入口的流動(dòng)阻力引起的壓力降低減少蒸汽的做功能力，降低機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。再熱壓損每增加98kPa，汽輪機(jī)熱耗增加0.2~0.3%。減少再熱壓損，一般要增加投資，主要技術(shù)措施有：采用大直徑管采用雙管道，并采用一段較長的大直徑管道再熱壓損常控制為高壓缸排汽壓力的8~12%；機(jī)組容量越大，取值應(yīng)偏小。再熱壓損對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響再熱壓損：從高壓缸排汽口至中壓缸59再熱蒸汽管道直徑的確定原則（材質(zhì)已知）：選擇直徑、壁厚使年運(yùn)行費(fèi)用最低年平均投資阻力燃料費(fèi)散熱燃料費(fèi)年運(yùn)行費(fèi)用：直徑增加使投資增加，阻力減少，散熱增加再熱蒸汽管道直徑的確定原則（材質(zhì)已知）：選擇直徑、壁厚使年運(yùn)60年平均投資M1：Dw___管道外直徑，mδ___管道壁厚，mPst___鋼材單價(jià)，元/噸ρst___鋼材密度，t/m3μit___安裝費(fèi)率L___管道長度，m年平均投資M1：Dw___管道外直徑，m61阻力燃料費(fèi)M2：ζλ、ζ___摩擦、局部阻力系數(shù)ρ___管道內(nèi)工質(zhì)密度，kg/m3ha___年運(yùn)行小時(shí)數(shù)b___發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，kg/kW.h

△h___焓降壓力變化率，△h=0.000006kJ/(Pa.kg)D___管道內(nèi)工質(zhì)流量，kg/sPfu___標(biāo)準(zhǔn)煤單價(jià)，元/公斤阻力燃料費(fèi)M2：ζλ、ζ___摩擦、局部阻力系數(shù)62算例算例63蒸汽終參數(shù)對(duì)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響一、蒸汽終參數(shù)對(duì)循環(huán)熱效率的影響汽機(jī)排汽壓力的相關(guān)因素：汽輪機(jī)負(fù)荷冷卻水溫度冷卻水流量凝汽器的冷卻面積和構(gòu)造汽機(jī)排汽口構(gòu)造汽輪機(jī)末級(jí)葉片高度蒸汽終參數(shù)對(duì)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響一、蒸汽終參數(shù)對(duì)循環(huán)熱效率的影64汽輪機(jī)排汽壓力pc越低，排汽溫度tc越低，理想循環(huán)熱效率越大。但是，降低排汽壓力也有不利的影響：汽輪機(jī)設(shè)計(jì)方面：排汽壓力pc越低，排汽比容vc越大，需要長葉片或多個(gè)排汽口，增加汽輪機(jī)的造價(jià)汽輪機(jī)運(yùn)行方面：末級(jí)排汽面積一定時(shí)，凝汽器壓力pc越低，排汽比容vc越大，流速增大，排汽管阻力增大，甚至使汽輪機(jī)排汽壓力升高。汽輪機(jī)極限真空：實(shí)際內(nèi)功Pi達(dá)到最大值的凝汽器真空汽輪機(jī)排汽壓力pc越低，排汽溫度tc越低，理想循環(huán)熱效率越大65壓力降低比容明顯增加壓力降低比容明顯增加66蒸汽速度增加導(dǎo)致背壓上升極限真空蒸汽速度增加導(dǎo)致背壓上升極限真空67汽輪機(jī)功率與凝汽器壓力極限真空汽輪機(jī)功率與凝汽器壓力極限真空68二、最佳運(yùn)行真空：最大凈增加功率對(duì)應(yīng)的凝汽器真空每臺(tái)汽輪機(jī)應(yīng)該試驗(yàn)確定在不同排汽量和不同冷卻水溫條件下的最佳運(yùn)行真空二、最佳運(yùn)行真空：最大凈增加功率對(duì)應(yīng)的凝汽器真空69三、降低蒸汽終參數(shù)的限制自然限制：冷卻水溫度tw1技術(shù)限制：冷卻水量、凝汽器面積、排汽面積排汽壓力：排汽溫度：循環(huán)水溫升：凝汽器端差：隨W增加減少隨A增加減少W___循環(huán)水量A___凝汽器面積Dc___汽輪機(jī)排汽量（任一項(xiàng)降低都使排汽溫度降低）三、降低蒸汽終參數(shù)的限制排汽壓力：排汽溫度：循環(huán)水溫升：凝汽70提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的主要方面額定工況下，維持額定蒸汽參數(shù)變工況下，維持最佳蒸汽參數(shù)保持凝汽器最佳真空提高回?zé)峒訜崞魍度肼?，盡量提高給水溫度在技術(shù)經(jīng)濟(jì)合理的條件下，盡量回收余熱提高機(jī)組經(jīng)濟(jì)性的主要方面額定工況下，維持額定蒸汽參數(shù)71保持主設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)鍋爐方面：送引風(fēng)量合理，保持最佳過?？諝饬棵悍奂?xì)度合理，保持各相關(guān)損失之和最小燃燒調(diào)整，減少不完全燃燒損失汽輪機(jī)方面：合理分配負(fù)荷盡量全開調(diào)節(jié)閥，減少節(jié)流損失保持流通部分清潔回收疏水，減少工質(zhì)損失和熱量損失減少凝結(jié)水過冷度保持軸封系統(tǒng)狀態(tài)良好，減少漏汽量保持主設(shè)備的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)72降低廠用電率投入自動(dòng)裝置：調(diào)節(jié)及時(shí)、精確，容易保證最佳狀態(tài)。提高系統(tǒng)嚴(yán)密性降低廠用電率73軸封低負(fù)荷運(yùn)行軸封高負(fù)荷運(yùn)行汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)軸封低負(fù)荷運(yùn)行軸封高負(fù)荷運(yùn)行汽輪機(jī)軸封系統(tǒng)74發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖：用規(guī)定的符號(hào)表示熱力循環(huán)中主要設(shè)備連接關(guān)系的線路圖。同類型、同參數(shù)設(shè)備只表示一臺(tái)，備用設(shè)備和配件不表示。既是火力發(fā)電廠可行性研究及初步設(shè)計(jì)中熱機(jī)部分的主要內(nèi)容，又包括了電廠運(yùn)行中組織經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的主要目的：確定電廠的若干典型工況下，特別是設(shè)計(jì)工況的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)提供全廠熱力系統(tǒng)的基本構(gòu)成提供全廠主要的主、輔熱力設(shè)備規(guī)格發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖：用規(guī)定的符75擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的主要內(nèi)容：確定電廠的性質(zhì)（電源、熱電廠）及規(guī)劃容量主要設(shè)備（汽輪機(jī)、鍋爐）選擇主要輔助熱力設(shè)備（給水泵、凝結(jié)水泵、除氧器）選擇確定正常情況下的熱力系統(tǒng)，繪制發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)圖。進(jìn)行原則性熱力系計(jì)算，獲得幾種典型工況（特別是設(shè)計(jì)工況）的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的主要內(nèi)容：76擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的若干要求：建廠地區(qū)只有電負(fù)荷時(shí)，可以建凝汽式發(fā)電廠。若還有熱負(fù)荷，經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證確認(rèn)合理時(shí)，可以建熱電廠。盡量選擇單機(jī)容量較大的汽輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量不大于系統(tǒng)總?cè)萘?~10%，以維持電網(wǎng)的安全性。供熱機(jī)組的選擇必須遵循“以熱定電”的原則。我國推薦熱化系數(shù)范圍是0.5~0.7。凝汽式發(fā)電廠，一般一機(jī)配一爐，鍋爐不設(shè)備用。鍋爐的最大連續(xù)蒸發(fā)量為汽輪機(jī)的最大進(jìn)汽量的108~110%。鍋爐出口蒸汽額定參數(shù)，壓力為汽輪機(jī)進(jìn)口壓力105%，溫度比汽輪機(jī)進(jìn)口溫度高3℃。擬定發(fā)電廠原則性熱力系統(tǒng)的若干要求：77再熱器出口額定溫度宜比汽輪機(jī)中壓缸額定進(jìn)汽溫度高3℃冷段再熱管道、再熱器、熱段再熱管道在額定工況的壓力降，分別為高壓缸額定排汽壓力的1.5~2.0%、5%、3.0~3.5%。對(duì)于熱電廠鍋爐臺(tái)數(shù)，當(dāng)一臺(tái)最大容量鍋爐停用時(shí)，其余鍋爐應(yīng)滿足熱力用戶生產(chǎn)需要的全部用汽量；滿足采暖通風(fēng)用熱量的60~75%。允許降低發(fā)電出力。再熱器出口額定溫度宜比汽輪機(jī)中壓缸額定進(jìn)汽溫度高3℃78課間休息課間休息79軸封系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行軸封系統(tǒng)低負(fù)荷運(yùn)行80軸封系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行軸封系統(tǒng)高負(fù)荷運(yùn)行81溫差傳熱的做功能力損失1.溫差傳熱過程做功能力損失表達(dá)式熱量Q從熱源TA轉(zhuǎn)移到熱源TB，并且TA>TB>T0（環(huán)境溫度）。由卡諾定理，熱量Q的溫度不同作功能力也不同。在熱源TA在熱源TB溫差傳熱的做功能力損失1.溫差傳熱過程做功能力損失表達(dá)式82火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)的講義-課件83火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)的講義-課件84火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)的講義-課件85火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)86火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程燃料制備（制粉系統(tǒng)）燃燒傳熱（鍋爐系統(tǒng)）熱能輸送（管道系統(tǒng)）熱功轉(zhuǎn)換（汽輪發(fā)電機(jī)組）冷端放熱（冷卻系統(tǒng)）變電送電（升壓站）火力發(fā)電廠的生產(chǎn)過程燃料制備（制粉系統(tǒng)）燃燒傳熱（鍋爐系統(tǒng)）87發(fā)電廠熱力循環(huán)效率簡單朗肯循環(huán)給水回?zé)崂士涎h(huán)回?zé)嵩贌崂士涎h(huán)雙重循環(huán)（燃?xì)?蒸汽循環(huán)）熱電循環(huán)（熱電聯(lián)產(chǎn)）發(fā)電廠熱力循環(huán)效率簡單朗肯循環(huán)88特點(diǎn)：定壓變溫吸熱，定壓定溫放熱循環(huán)膨脹系統(tǒng)簡單朗肯循環(huán)特點(diǎn)：定壓變溫吸熱，定壓定溫放熱循環(huán)膨脹系統(tǒng)簡單朗肯循環(huán)89理想朗肯循環(huán)熱效率：理想焓降水泵焓升循環(huán)膨脹系統(tǒng)理想朗肯循環(huán)理想焓降水泵焓升循環(huán)膨脹系統(tǒng)90水泵焓升：系統(tǒng)循環(huán)pout、pin——水泵出、入口壓力，Pavfp

——水泵中水的平均比容，m3/kgηfp——水泵效率水泵焓升：系統(tǒng)循環(huán)pout、pin——水泵出、入口壓力，P91實(shí)際朗肯循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：系統(tǒng)循環(huán)實(shí)際焓降膨脹實(shí)際朗肯循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕系統(tǒng)循環(huán)實(shí)際焓降膨脹92給水回?zé)崂士涎h(huán)組成：簡單朗肯循環(huán)+給水回?zé)嵯到y(tǒng)循環(huán)膨脹系統(tǒng)給水回?zé)崂士涎h(huán)組成：簡單朗肯循環(huán)+給水回?zé)嵯到y(tǒng)循環(huán)膨脹系統(tǒng)93給水回?zé)釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：系統(tǒng)算法1（扣除了水泵焓升）：給水回?zé)釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕系統(tǒng)算法1（扣除了水泵焓升）94膨脹算法2（不扣除水泵焓升）：因?yàn)樗渺噬奶幚聿煌?，兩種算法不相等?；?zé)嵫h(huán)效率高于簡單循環(huán)效率，參見《熱力發(fā)電廠》P18，這里也可以給出簡單證明：系統(tǒng)膨脹算法2（不扣除水泵焓升）：因?yàn)樗渺噬奶幚聿煌?，兩種算95回?zé)嵫h(huán)可以提高熱效率系統(tǒng)1kg蒸汽做功的有效焓降：1kg工質(zhì)從鍋爐吸熱量：給水焓用凝結(jié)水焓和抽汽焓表示，忽略加熱器損失?；?zé)嵫h(huán)可以提高熱效率系統(tǒng)1kg蒸汽做功的有效焓降：1kg工96給水回?zé)釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：做功系數(shù)隨系統(tǒng)而定簡單循環(huán)吸熱簡單循環(huán)的功給水回?zé)釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：做功系數(shù)簡單循環(huán)97回?zé)峒?jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高；回?zé)嵝孰S著回?zé)峒?jí)數(shù)增多而增加；回?zé)峒?jí)數(shù)越多，再增加一級(jí)回?zé)岬男试黾釉缴伲换責(zé)峒?jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高；98回?zé)嵩贌崂士涎h(huán)循環(huán)膨脹系統(tǒng)回?zé)嵩贌崂士涎h(huán)循環(huán)膨脹系統(tǒng)99回?zé)嵩贌釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：膨脹總回?zé)峒?jí)數(shù)再熱前回?zé)峒?jí)數(shù)汽機(jī)排汽量再熱后的蒸汽做功量：蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量汽機(jī)得到的再熱量回?zé)嵩贌釋?shí)際循環(huán)熱效率（汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率）：膨脹總回?zé)峒?jí)數(shù)再100焓熵圖表示蒸汽循環(huán)循環(huán)循環(huán)系統(tǒng)教材P3圖1-1、P4圖1-2、P8圖1-6不對(duì)焓熵圖表示蒸汽循環(huán)循環(huán)循環(huán)系統(tǒng)教材P3圖1-1、P4圖1-101單元機(jī)組發(fā)電熱效率B——燃煤量，t/sQL——燃料低位發(fā)熱值，kJ/kgPia、Pi、Pm、Pel——汽機(jī)理想內(nèi)功率、汽機(jī)內(nèi)功率、汽機(jī)輸出功率、發(fā)電功率，MWQb、Q0

——鍋爐熱負(fù)荷、汽機(jī)耗熱量，MJ/s發(fā)電機(jī)效率汽機(jī)機(jī)械效率汽機(jī)相對(duì)內(nèi)效率理想循環(huán)效率管道熱效率鍋爐熱效率單元機(jī)組發(fā)電熱效率B——燃煤量，t/s發(fā)電機(jī)效率汽機(jī)機(jī)械效率102鍋爐熱效率蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量排污量系統(tǒng)鍋爐熱效率蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量排污量系統(tǒng)103管道熱效率蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量汽機(jī)得到的再熱量汽機(jī)進(jìn)汽熱量系統(tǒng)排污二次汽熱量管道熱效率蒸汽從鍋爐再熱器的吸熱量汽機(jī)得到的再熱量汽機(jī)進(jìn)汽熱104汽輪機(jī)熱效率全稱：汽輪機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率、汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率膨脹Z——總回?zé)峒?jí)數(shù)；R

——再熱前回?zé)峒?jí)數(shù)汽機(jī)內(nèi)功率：汽機(jī)理想內(nèi)功率：汽輪機(jī)熱效率全稱：汽輪機(jī)實(shí)際循環(huán)熱效率、膨脹Z——總回?zé)峒?jí)數(shù)105汽輪機(jī)機(jī)械效率有效機(jī)械功率汽輪機(jī)機(jī)械效率有效機(jī)械功率106發(fā)電機(jī)效率發(fā)電機(jī)效率107初參數(shù)對(duì)理想循環(huán)熱效率ηt的影響提高。實(shí)際上，提高初溫度相當(dāng)于增加了一個(gè)高效率的附加循環(huán)。初參數(shù)：初溫度、初壓力結(jié)論⑴：提高初溫度使理想循環(huán)熱效率提高：在初壓力p0和排汽壓力pc下，初溫度提高使吸熱平均溫度提高，使等效卡諾循環(huán)熱效率初參數(shù)對(duì)理想循環(huán)熱效率ηt的影響提高。初參數(shù)：初溫度、初壓力108分析的理由：如圖，初溫度從1升高到1?，吸熱量q0增大，放熱量qc增大，做功量q0-qc也增大，效率ηt如何變化難于確定。不用熱效率定義式分析的理由：不用熱效率定義式109結(jié)論⑵：在一定的初溫T0下，提高初壓力也可以提高熱效率。但是，不總提高。因?yàn)椋浩瘽摕犭S壓力提高而減少低溫加熱量也逐漸增加結(jié)論⑵：在一定的初溫T0下，提高初壓力也可以提高熱效率。但是110結(jié)論⑶：初溫越高，理想循環(huán)熱效率隨初壓力提高增加越快——同時(shí)提高初溫度和初壓力熱效果最好。結(jié)論⑷：任何初溫存在使效率最高的初壓力結(jié)論⑶：初溫越高，理想循環(huán)熱效率隨初壓力提高增加越快——同時(shí)111初參數(shù)對(duì)實(shí)際循環(huán)熱效率ηi的影響實(shí)際循環(huán)熱效率：汽機(jī)相對(duì)內(nèi)效率理想循環(huán)熱效率初溫度和初壓力對(duì)ηri的影響是不同的：提高初溫度，相對(duì)內(nèi)效率提高：容積流量增加，漏汽損失減少排汽濕度降低，濕汽損失減少提高初壓力，相對(duì)內(nèi)效率降低：容積流量減少，漏汽損失增加排汽濕度增加，濕汽損失增加若采用部分進(jìn)汽，還產(chǎn)生鼓風(fēng)損失和弧端損失初參數(shù)對(duì)實(shí)際循環(huán)熱效率ηi的影響實(shí)際循環(huán)熱效率：汽機(jī)相對(duì)內(nèi)效112圖中曲線顯示了以上分析：初壓力一定，相對(duì)內(nèi)效率隨溫度提高而提高，初溫度一定，相對(duì)內(nèi)效率隨初壓提高而降低。大容量機(jī)組降的慢；小容量機(jī)組降得快（葉片高度小，漏汽間隙相對(duì)大，漏汽損失多。），甚至超過理想循環(huán)熱效率的增加值?？傊?，大容量機(jī)組采用高參數(shù)才能提高機(jī)組熱效率圖中曲線顯示了以上分析：113理論最有利初壓力：實(shí)際循環(huán)熱效率ηi最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初壓力初溫度越高，理論最有利初壓力值越高機(jī)組容量越大，理論最有利初壓力值越高大容量、高參數(shù)的經(jīng)濟(jì)性：34.3MPa435℃提高到8.83MPa535℃節(jié)省燃料12~16%;再提高到12.75MPa535/535℃又可以節(jié)省8~8.5%;再提高到23.52MPa565/565℃還可節(jié)省8~10%理論最有利初壓力：實(shí)際循環(huán)熱效率ηi最高點(diǎn)對(duì)應(yīng)的初壓力34.114蒸汽初參數(shù)最佳值，要通過復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。提高初參數(shù)使投資增加的項(xiàng)目有：鍋爐、汽輪機(jī)、蒸汽管道、回?zé)嵩O(shè)備提高初參數(shù)使投資減少的項(xiàng)目有：燃料運(yùn)輸、煤粉制備送引風(fēng)機(jī)除灰系統(tǒng)除塵設(shè)備凝汽設(shè)備和供水設(shè)備蒸汽初參數(shù)最佳值，要通過復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較才能確定。115我國部分600MW運(yùn)行機(jī)組的蒸汽初參數(shù)

主蒸汽再熱蒸汽熱耗Mpa℃Mpa℃kJ/kW.h哈爾濱汽機(jī)廠16.575373.365378005瑞士ABB24.205384.345667647.6日本東芝16.565373.65377871.6法國Alsthom16.665373.625377790東方汽機(jī)廠16.705383.615387888我國部分600MW運(yùn)行機(jī)組的蒸汽初參數(shù)主蒸汽再熱蒸汽熱116提高初參數(shù)的技術(shù)限制材料的高溫性能末級(jí)葉片的最大允許濕度。凝汽式機(jī)組最大允許濕度9~10%，抽汽機(jī)組14~15%（最大排汽工況比較少）。提高初參數(shù)的技術(shù)限制材料的高溫性能117中間再熱參數(shù)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響中間再熱參數(shù)：再熱壓力、再熱后溫度中間再熱的目的是提高大容量高參數(shù)機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)性：可以提高理想循環(huán)熱效率可以降低汽輪機(jī)排汽濕度，提高相對(duì)內(nèi)效率中間再熱參數(shù)的最佳選擇方案可以使發(fā)電機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性達(dá)到最大值中間再熱參數(shù)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響中間再熱參數(shù)：再熱壓力、再熱后118中間再熱循環(huán)的組成：沒有再熱的基本循環(huán)采用再熱所形成的附加循環(huán)中間再熱循環(huán)的組成：119提高再熱后的溫度，可以提高附加循環(huán)平均吸熱溫度，提高理想循環(huán)熱效率；并且降低排汽濕度，使汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率有所提高。再熱后溫度每提高10℃，熱效率提高0.2~0.3%一般,選擇等于或接近于新蒸汽溫度提高再熱后的溫度，可以提高附加循環(huán)平均吸熱溫度，提高理想循環(huán)120熱力學(xué)最佳中間再熱壓力：中間再熱后溫度確定后，中間再熱壓力存在最佳選擇使再熱循環(huán)效率達(dá)到最高。熱力學(xué)最佳中間再熱壓力：中間再熱后溫度確定后，中間再熱壓力存121熱力學(xué)最佳中間再熱壓力算例熱力學(xué)最佳中間再熱壓力算例122確定最佳中間再熱壓力還需要考慮如下具體因素：滿足汽輪機(jī)末級(jí)容許濕度的要求與某級(jí)回?zé)岢槠喜橄嗤瑝毫Γ喕捉Y(jié)構(gòu)再熱點(diǎn)往往作為分缸點(diǎn)，要考慮高、中壓缸功率分配和推力平衡問題。再熱壓力選擇過低，再熱蒸汽系統(tǒng)的管道投資增加較快。確定最佳中間再熱壓力還需要考慮如下具體因素：123機(jī)組容量越大，中間再熱的經(jīng)濟(jì)效益越高。機(jī)組容量越大，中間再熱的經(jīng)濟(jì)效益越高。124給水回?zé)嵯到y(tǒng)主要參數(shù)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響在循環(huán)初終參數(shù)一定的情況下，為使給水回?zé)嵫h(huán)效率達(dá)到最大，必須合理確定給水回?zé)嵯到y(tǒng)的主要參數(shù)：給水溫度tfw回?zé)峒訜崃吭诟骰責(zé)峒?jí)之間的分配?hw回?zé)峒?jí)數(shù)Z三者聯(lián)系緊密，而且相互影響。給水回?zé)嵯到y(tǒng)主要參數(shù)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響在循環(huán)初終參數(shù)一定的情125一、最佳給水溫度tfw熱力學(xué)最佳給水溫度：在給定條件下，使回?zé)嵫h(huán)絕對(duì)內(nèi)效率達(dá)到最大值的給水溫度，也是使回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)不可逆熱交換引起的做功能力損失達(dá)到最小的給水溫度。給水加熱過程的做功能力損失主要包括回?zé)嵴羝訜岷湾仩t煙氣加熱兩部分。熱力學(xué)最佳給水溫度與如何分配總加熱量有關(guān)：分配方案不是唯一的，必有一個(gè)使回?zé)嵫h(huán)絕對(duì)內(nèi)效率達(dá)到最大值。熱力學(xué)最佳給水溫度與回?zé)峒?jí)數(shù)有關(guān)：增加回?zé)峒?jí)數(shù)可以減少抽汽與給水之間的傳熱溫差，減少做功能力的損失；還可以提高最佳給水溫度。絕對(duì)內(nèi)效率：蒸汽在汽輪機(jī)做的內(nèi)功除以工質(zhì)在鍋爐的吸熱用新蒸汽加熱給水顯然沒有回?zé)嵝Ч麄鳠岬淖龉δ芰p失一、最佳給水溫度tfw熱力學(xué)最佳給水溫度：在給定條件下，使回126二、加熱量最佳分配（1）焓降分配法：每級(jí)給水的焓升取作前一級(jí)至本級(jí)蒸汽在汽輪機(jī)中的焓降。主蒸汽焓凝結(jié)水焓本級(jí)抽汽焓前一級(jí)抽汽焓最佳給水焓：每級(jí)給水焓升：第Z級(jí)抽汽焓二、加熱量最佳分配（1）焓降分配法：每級(jí)給水的焓升取作前一級(jí)127（2）平均分配法：每一級(jí)加熱的給水焓升相等凝結(jié)水焓最佳給水焓：每級(jí)給水焓升：鍋爐汽包水焓（2）平均分配法：每一級(jí)加熱的給水焓升相等凝結(jié)水焓最佳給水焓128（3）等焓降分配法：使汽輪機(jī)各回?zé)岢槠g蒸汽焓降相等，每級(jí)回?zé)峤o水的焓升等于蒸汽焓降。凝結(jié)水焓最佳給水焓：每級(jí)給水焓升：主蒸汽焓（3）等焓降分配法：使汽輪機(jī)各回?zé)岢槠g蒸汽焓降相等，每級(jí)129（4）幾何級(jí)數(shù)分配法:上述諸方法差不多。凝結(jié)水焓最佳給水焓：幾何級(jí)數(shù)比例：第1級(jí)焓升第Z級(jí)焓升（4）幾何級(jí)數(shù)分配法:上述諸方法差不多。凝結(jié)水焓最佳給水焓：130三、回?zé)峒?jí)數(shù)給水回?zé)岬幕疽?guī)律：回?zé)峒?jí)數(shù)越多，熱效率越高。但其增長率遞減，因?yàn)樵黾拥慕o水加熱量、抽汽量和其在汽輪機(jī)中的做功隨級(jí)數(shù)增加而減少。每一定的回?zé)峒?jí)數(shù)均有相應(yīng)的最佳給水溫度，且回?zé)峒?jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高。在一定的回?zé)峒?jí)數(shù)下，效率曲線最高點(diǎn)較平緩，即使給水溫度與最佳值有偏差，對(duì)熱效率影響并不大。三、回?zé)峒?jí)數(shù)給水回?zé)岬幕疽?guī)律：131再熱機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)還應(yīng)該考慮：高壓缸排汽作為一級(jí)回?zé)岢槠舾邏焊着牌粷M足最佳給水溫度的要求，高壓缸應(yīng)該再設(shè)一級(jí)回?zé)岢槠话悴扇≡黾痈邏焊着牌某槠浚梢詼p少回?zé)峒訜徇^程的做功能力損失。因?yàn)楦邏焊着牌臏囟鹊?，再熱之后溫度高。可以取正常抽汽量?.5~1.8倍。再熱機(jī)組的回?zé)嵯到y(tǒng)還應(yīng)該考慮：132四、經(jīng)濟(jì)上最有利的回?zé)峒?jí)數(shù)和給水溫度經(jīng)濟(jì)上最佳給水溫度：按照國家的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策，通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較確定的最佳給水溫度。經(jīng)濟(jì)上最有利給水溫度的確定涉及到汽輪機(jī)和鍋爐設(shè)備的運(yùn)行工況；并且影響運(yùn)行和投資費(fèi)用的變化。例如：提高給水溫度，可以節(jié)省燃料，但也增加了回?zé)嵯到y(tǒng)的設(shè)備。同時(shí)，增加了鍋爐的產(chǎn)汽量和汽輪機(jī)高壓缸的進(jìn)汽量，汽輪機(jī)低壓缸和凝汽流量相應(yīng)減少。所以不同程度地影響到許多系統(tǒng)的投資和運(yùn)行費(fèi)用（鍋爐、汽輪機(jī)、主蒸汽管道、主給水管道、回?zé)峒訜嵫b置、給水泵、凝汽設(shè)備和冷卻系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、送引鳳系統(tǒng)、除塵和除灰系統(tǒng)、廠用電系統(tǒng)）。四、經(jīng)濟(jì)上最有利的回?zé)峒?jí)數(shù)和給水溫度經(jīng)濟(jì)上最佳給水溫度：按照133燃料價(jià)格和設(shè)備利用率是主要經(jīng)濟(jì)因素之一：提高給水溫度時(shí)，設(shè)備利用率越高燃料節(jié)省越多，燃料價(jià)格越高燃料費(fèi)用的減少越明顯。經(jīng)濟(jì)上最有利的回?zé)峒?jí)數(shù)和給水溫度主要取決于鋼煤比價(jià)，即燃料價(jià)格和設(shè)備投資，并且與機(jī)組容量和設(shè)備利用率有關(guān)。煤價(jià)高，鋼價(jià)低，設(shè)備利用率高，回?zé)峒?jí)數(shù)可較多，給水溫度可較高。高參數(shù)大容量機(jī)組應(yīng)該采用較多回?zé)峒?jí)數(shù)和較高的給水溫度。價(jià)格要有預(yù)見性燃料價(jià)格和設(shè)備利用率是主要經(jīng)濟(jì)因素之一：提高給水溫度時(shí)，設(shè)備134表面式回?zé)峒訜崞鞯倪B接（一）疏水泵連接送到出口的經(jīng)濟(jì)性好：疏水與凝結(jié)水混合，提高的是上一級(jí)的進(jìn)水溫度，減少的是上一級(jí)的抽汽量。表面式回?zé)峒訜崞鞯倪B接（一）疏水泵連接送到出口的經(jīng)濟(jì)性好：疏135（二）疏水逐級(jí)自流連接熱經(jīng)濟(jì)性最差，可靠性最高，投資少，不耗電，運(yùn)行簡單，維護(hù)方便，是普遍采用的疏水回收方式之一。（二）疏水逐級(jí)自流連接熱經(jīng)濟(jì)性最差，可靠性最高，投資少，不耗136回?zé)嵩瓌t性系統(tǒng)回?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題：追求簡單可靠和可控性追求盡量高的熱經(jīng)濟(jì)性較小的過熱度不宜采用蒸汽冷卻器回?zé)嵩瓌t性系統(tǒng)回?zé)嵯到y(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)問題：137（a）N200-12.75/535/535型機(jī)組（三缸二排汽）自然循環(huán)鍋爐8級(jí)回?zé)岢槠?高、4低、1除氧電動(dòng)前置給水泵電動(dòng)調(diào)速給水泵外置疏水冷卻器外置蒸汽冷卻器提高水溫4℃疏水逐級(jí)自流（a）N200-12.75/535/535型機(jī)組（三缸二排汽138（b）N300-16.18/550/550型機(jī)組亞臨界直流鍋爐8級(jí)回?zé)岢槠?高、4低、1除氧汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵為直流鍋爐配置除鹽裝置（b）N300-16.18/550/550型機(jī)組139（c）引進(jìn)法國N600-17.75/540/540型機(jī)組前置給水泵和給水泵由一臺(tái)汽輪機(jī)拖動(dòng)7級(jí)回?zé)岢槠呒?外置蒸汽冷卻器（c）引進(jìn)法國N600-17.75/540/540型機(jī)組140（d）引進(jìn)美國N600-16.67/537/537型機(jī)組強(qiáng)制循環(huán)鍋爐8級(jí)回?zé)岢槠?高、4低、1除氧汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵高加全配內(nèi)置蒸汽冷卻器和疏水冷卻器低加全配內(nèi)置疏水冷卻器（d）引進(jìn)美國N600-16.67/537/537型機(jī)組141（e）前蘇聯(lián)1200MW超臨界機(jī)組單軸五缸六排汽沖動(dòng)式180°回轉(zhuǎn)高壓缸3950t/h直流鍋爐中低壓缸均為分流布置9級(jí)回?zé)岢槠?高、5低、1除氧H3高加有內(nèi)置和外置蒸汽冷卻器汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵汽輪機(jī)拖動(dòng)送風(fēng)機(jī)給水冷卻器（e）前蘇聯(lián)1200MW超臨界機(jī)組142（f）美國坎伯蘭等地安裝的1300MW超臨界機(jī)組雙軸六缸八排汽兩軸功率相等8級(jí)回?zé)岢槠?高、3低、1除氧汽輪機(jī)拖動(dòng)給水泵送風(fēng)機(jī)蒸發(fā)器產(chǎn)生蒸餾水補(bǔ)充（f）美國坎伯蘭等地安裝的1300MW超臨界機(jī)組143再熱壓損對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響再熱壓損：從高壓缸排汽口至中壓缸入口的流動(dòng)阻力引起的壓力降低減少蒸汽的做功能力，降低機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性。再熱壓損每增加98kPa，汽輪機(jī)熱耗增加0.2~0.3%。減少再熱壓損，一般要增加投資，主要技術(shù)措施有：采用大直徑管采用雙管道，并采用一段較長的大直徑管道再熱壓損常控制為高壓缸排汽壓力的8~12%；機(jī)組容量越大，取值應(yīng)偏小。再熱壓損對(duì)機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的影響再熱壓損：從高壓缸排汽口至中壓缸144再熱蒸汽管道直徑的確定原則（材質(zhì)已知）：選擇直徑、壁厚使年運(yùn)行費(fèi)用最低年平均投資阻力燃料費(fèi)散熱燃料費(fèi)年運(yùn)行費(fèi)用：直徑增加使投資增加，阻力減少，散熱增加再熱蒸汽管道直徑的確定原則（材質(zhì)已知）：選擇直徑、壁厚使年運(yùn)145年平均投資M1：Dw___管道外直徑，mδ___管道壁厚，mPst___鋼材單價(jià)，元/噸ρst___鋼材密度，t/m3μit___安裝費(fèi)率L___管道長度，m年平均投資M1：Dw___管道外直徑，m146阻力燃料費(fèi)M2：ζλ、ζ___摩擦、局部阻力系數(shù)ρ___管道內(nèi)工質(zhì)密度，kg/m3ha___年運(yùn)行小時(shí)數(shù)b___發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率，kg/kW.h

△h___焓降壓力變化率，△h=0.000006kJ/(Pa.kg)D___管道內(nèi)工質(zhì)流量，kg/sPfu___標(biāo)準(zhǔn)煤單價(jià)，元/公斤阻力燃料費(fèi)M2：ζλ、ζ___摩擦、局部阻力系數(shù)147算例算例148蒸汽終參數(shù)對(duì)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響一、蒸汽終參數(shù)對(duì)循環(huán)熱效率的影響汽機(jī)排汽壓力的相關(guān)因素：汽輪機(jī)負(fù)荷冷卻水溫度冷卻水流量凝汽器的冷卻面積和構(gòu)造汽機(jī)排汽口構(gòu)造汽輪機(jī)末級(jí)葉片高度蒸汽終參數(shù)對(duì)發(fā)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響一、蒸汽終參數(shù)對(duì)循環(huán)熱效率的影149汽輪機(jī)排汽壓力pc越低，排汽溫度tc越低，理想循環(huán)熱效率越大。但是，降低排汽壓力也有不利的影響：汽輪機(jī)設(shè)計(jì)方面：排汽壓力pc越低，排汽比容vc越大，需要長葉片或多個(gè)排汽口，增加汽輪機(jī)的造價(jià)汽輪機(jī)運(yùn)行方面：末級(jí)排汽面積一定時(shí)，凝汽器壓力pc越低，排汽比容vc越大，流速增大，排汽管阻力增大，甚至使汽輪機(jī)排汽壓力升高。汽輪機(jī)極限真空：實(shí)際內(nèi)功Pi達(dá)到最大值的凝汽器真空汽輪機(jī)排汽壓力pc越低，排汽溫度tc越低，理想循環(huán)熱效率越大