1、熱力發電廠復習思考題一、概念題機組絕對內效率 ：汽輪機的實際內功率與汽輪機熱耗之比。 回熱作功比 ：汽輪機回熱抽汽做內功量和所有蒸汽做內功量之 比回熱抽汽做功缺乏系數 ：回熱抽汽做功量占 1kg 凝氣做功量的 比值除氧器自生沸騰現象： 在除氧器的熱量平衡計算時， 如果計算 出的除氧器所加熱所需的抽氣量為零或負值， 那么無需抽氣， 其它各 項汽水流量的熱量已經能將水加熱至除氧器工作壓力下的飽和溫 度這種情況稱為除氧器的自生沸騰。熱化發電率 ：熱化發電率是指熱化發電量與熱化供熱量的比值， 也叫單位供熱量的電能生產率。電廠供電熱效率： 扣除廠用電的全廠效率 發電標準煤耗率： 指發電企業每發一千瓦時的

2、電能所消耗的標 準煤量，是考核發電企業能源利用效率的主要指標。 其計算公式為： 發電標準煤耗 (克/千瓦時 )=一定時期內發電耗標準煤量 /該段時間 內的發電量熱化發電比： 熱化發電量占整個機組發電量的比值 最有利蒸氣初壓： 當蒸汽初溫與排氣壓力一定， 必有一個使循 環內效率達最大的蒸汽初壓，與機組容量有關熱電比 ：Rtp 供熱機組熱化供熱量與發電量之比。機組汽耗率： 汽輪發電機組絕對電效率： 機組熱耗率 ： 發電廠發電熱耗率 ：發電廠生產單位電能所消耗的熱量。二 簡答題2-1 發電廠熱經濟性分析方法及特點 熱量法基于熱力學第一定律， 通過計算某一熱力循環中裝置或 設備有效利用的能量占所消耗能

3、量的百分數， 并以此數值的上下作 為評價動力設備在能量利用方面的完善程度的指標。 其實質是能量 的數量平衡，而不考慮能量的質量，不區分能量品位的上下，故汽 輪機的熱損失為最大。 yong 方法基于熱力學第二定律， 從能量的質 和量兩方面來評價其效果， 即有效利用的可用能與供給的可用能之 比，區分能量品質的上下以鍋爐燃燒傳熱過程的不可逆最嚴重， 故 其可用能損失為最大。 熱量法便于定量計算， 作功能力法便于定性 分析。兩種方法算得的總損失量和全廠效率相同2-2 現代火力發電廠主要采取了哪些措施提高其熱經濟性 提高蒸汽初參數、降低蒸汽終參數、采用給水回熱循環、蒸汽 再熱循環、熱電聯產循環2-3 提

4、高蒸汽初參數的主要目的是什么？為何現代大容量汽 輪發電機組向超臨界、 超超臨界蒸汽參數開展？受那些主要條件制 約？答：主要目的是提高發電廠的熱經濟性。 蒸汽初參數對電廠熱經濟性的影響主要取決于對汽輪機絕對內效率的影響，隨著蒸汽初參數的提高， 汽輪機的絕對內效率即n i = n t n -可以有不同方向的變化。對于大容量汽輪機，當蒸汽初參 數提高時， 相對內效率可能降低的數值不是很大， 這時提高蒸汽初 參數可以保證設備熱經濟性提高。 對于小容量汽輪機， 由于蒸汽容 積流量減小， 當蒸汽初參數提高時， 其相對內效率的下降會超過此 時循環熱效率的提高。在這種情況下，當蒸汽初參數提高時，設備 的熱經濟

5、性是降低的。 所以這時提高蒸汽初參數反而有害， 因為他 不但使設備復雜， 造價提高，而且還要消耗更多的燃料。 綜上所述， 為了式汽輪機組有較高的絕對內效率， 在汽輪機組進氣參數與容量 的配合上， 必然是“高參數必須是大容量 。提高蒸汽初溫受動力設 備材料強度的限制， 提高蒸汽初壓主要受到汽輪機末級葉片容許的 最大濕度的限制。2-4 何謂火電廠的冷端優化？試定性說明它受那些主要因素 影響？與凝汽器最正確真空、 循環水泵經濟調度和多壓凝汽器有何 關系？2-5試用T-S圖分析說明單級回熱加熱時的抽氣壓損、換熱溫差與加熱器端差導致的做功能力損失。2-6 最正確蒸汽再熱壓力值與那些技術因素有關？在推導T

6、rhop Tc /(1t )式時，在理論上做了那些假設，為什么？答：與再熱溫度、有無回熱抽汽有關。2-7 再熱后汽溫超過規定值時，常用噴水減溫至允許值，試定 性說明對再熱循環熱效率的影響？2-8 分析采用回熱循環的熱經濟性。答：利用了在汽輪機中局部作過功的蒸汽來加熱給水，使給水溫度提高， 減少了由于較大溫差傳熱帶來的熱損失； 因為抽出 了在汽輪機作過功的蒸汽來加熱給水， 使得進入凝汽器的排汽量減 少，從而減少了工質排向凝汽器中的熱量損失， 所以，節約了燃料， 提高了電廠的熱經濟性。 用熱量法分析，汽輪機回熱抽汽做功沒 有冷源損失，使凝汽量減少；從而減少了整機的冷源損失，提高了 循環熱效率。 2

7、-9 為什么現代大容量機組的回熱系統， 以面式加熱器為主？ 全由混合式加熱器組成的系統， 每級混合式加熱器的水泵應有 正的吸入水頭， 而且需要有備用泵， 反而使系統復雜化， 投資增加， 又不平安；雖然面式加熱器有端差，熱經濟性差，但面式加熱器組 成的系統卻只有給水泵和凝結水泵較全為混合式的簡單， 運行平安 可靠，系統投資小；所以現在電廠只設一個混合式的作為除氧器， 其余的皆為外表式的。2-10 混合式低壓加熱器的特點是什么？為何國外大機組有采 用混和式低壓加熱器的？答：在混合式加熱器中，汽和水兩種介質直接接觸，其傳熱效 果比擬好，傳熱端差近似等于零。構造簡單，造價低，便于收集不 同壓力和溫度的

8、水流。缺點：在串聯的混合加熱系統中，每個加熱 器后需要加給水泵，導致系統復雜，運行可靠性降低，同時耗電量 增加。隨著機組蒸汽初參數的不斷提高 , 特別是采用超臨界參數以 后, 蒸汽中各種雜質的溶解度增加 , 沉積在鍋爐受熱面中的雜質相 對減少 , 而汽輪機通流局部的沉積物那么相對增加。 這些雜質中以氧 化銅最危險 , 它在汽輪機通流局部生成很難去除的銅垢 , 使汽機 的經濟性和出力降低。銅主要來自凝汽器和外表式低加中的銅管。 對于外表式加熱器產生的銅腐蝕物 , 目前還沒有可靠的消除方法。 由于混合式加熱器沒有銅管 , 可大大減少銅腐蝕的產生 , 這是采用 混合式加熱器的原因之一。另外 , 在傳

9、統的外表式加熱器中 , 當抽汽壓力低于大氣壓時 , 加熱器實際運行端差往往很大 , 而漏入混合式加熱器的空氣對端 差影響很小。 混合式加熱器中由于汽水直接混合 , 可以把凝結水加 熱到抽汽壓力下的飽和溫度 , 即實現“零端差 運行 , 提高了回熱 效果, 而且還能除去局部不凝結氣體 , 減少凝水溶氧。這是采用混 合式加熱器的又一原因。2-11 回熱系統的疏水方式有幾種？大機組回熱系統的疏水方 式是怎樣選擇的？兩種， 疏水逐級自流方式利用汽側壓差， 將壓力較高的 疏水自流到壓力較低的加熱器中， 逐級自流直至與主水流集合； 疏水泵方式借助疏水泵將疏水與水側的主水流集合， 匯入點常 為該加熱器的出口

10、水流中。 選擇：不同疏水方式熱經濟性變化不大， 主要比擬技術經濟。 雖然疏水逐級自流方式熱經濟性最差， 但系統 簡單可靠，投資小，無附加運行費，維護簡單，故大型機組廣泛采 用。僅可能在最低一個低加采用疏水泵方式， 以減少大量疏水直接 流入凝汽器增加冷源熱損失。2-12 采用疏水冷卻器、 蒸汽的冷卻器的作用是什么？在 T-s 圖 上說明其做功能力損失的變化 。答：為減少疏水逐級自流排擠低壓抽汽所引起的附加冷源損失， 又不擬裝疏水泵時， 可采用疏水冷卻器。 它是用裝在主凝結水管上 的孔板造成壓差， 使局部主凝結水進入疏水冷卻器吸收疏水的熱量， 疏水焓值由 hj, 降為 hj, 后在流入下一級加熱器

11、中，從而減少對 下一級回熱抽汽量排擠所引起的附加冷源損失。再熱回熱循環中再熱后的各級回熱抽汽過熱度大幅度 提高，尤其是再熱后的第一、 二級的抽汽口的蒸汽過熱度高達 150-200 甚至更高。導致再熱后各級回熱加熱器的換熱溫差加大， 而增大了火用損降低了熱經濟性， 為了減少火用損失， 故可采用蒸 汽冷卻器；即具有高過熱度的回熱抽汽先送至蒸汽冷卻器冷卻至飽 和蒸汽溫度后，在引至加熱器本體，可減少總的不可逆換熱損失。2-13 回熱系統的常規熱力計算的原理、方法是什么？為何其 計算順序是“從高到低 ？答：常規熱力計算方法可分為定功率計算和定流量計算兩種。 前者以機組的額定電功率 Pel 為定值，通過計

12、算，求得所需的新蒸 汽量。它在設計、運行部門用的較為普遍。后者以進入汽輪機的蒸 汽量 D0 為定值，計算能發出多少電功率， 汽輪機制造廠多用此方法。 常規計算法的核心， 實際上是對 z 個加熱器的熱平衡方程和一個功 率方程式 如 DDz D Y 或求凝汽流量的D 0 D c 0 D j Y ji1物質平衡式所組成的z+1個線性方程組求解；其最終求得 z個 抽汽量和一個新氣量 或凝汽量 。工程上為計算方便， 通常是以汽 輪機的汽耗量的相對量來表示各回熱抽汽份額和凝汽份額， 即各回熱抽汽系數j和凝汽系數c,且 j c=ikg ；再根據功 率方程式求得汽輪機的汽耗量 D0,算出各抽汽量 Dj和凝汽流

13、量 DC的絕對值。也可用蒸汽的絕對量計算，此時先近似估計一個 Do值， 根據各加熱器的熱平衡式求得各級抽汽量的絕對值，經過迭代后， 再電腦組的電功率及其熱經濟性指標。2-14發電廠的汽水損失有那些？怎樣減少這些損失？ 答：發電廠的汽水損失分為內部損失和外部損失兩局部： 1發電廠內部損失： 主機和輔機的自用蒸汽消耗， 如鍋爐受熱 面的吹灰、重油加熱用汽、重油油輪的霧化蒸汽、汽輪機啟動抽汽 器、軸封外漏蒸汽等；熱力設備、管道及其附件連接處的不嚴所 造成的汽水泄漏； 熱力設備在檢修和停運時的放汽和放水等； 經常性和暫時性的汽水損失， 如鍋爐連續排污、 定排罐開口水箱的 蒸發、除氧器的排汽、鍋爐平安門

14、動作，以及化學監督所需的汽水 取樣等；熱力設備啟動時用汽或排汽，如鍋爐啟動時的排汽、主 蒸汽管道和汽輪機啟動時的暖管、暖機等。 2發電廠的外部損失：發電廠外部損失的大小與熱用戶的工藝 過程有關， 它的數量取決于蒸汽凝結水是否可以返回電廠， 以及使 用汽水的熱用戶以汽水污染情況。降低汽水損失的措施：提高檢修質量，加強堵漏、消漏、壓力管 道的連續盡量采用焊接，以減少泄漏；采用完善的疏水系統，按 疏水品質分級回收；減少主機、輔機的啟停次數，減少啟停中的 汽水損失；降低排污量，減少凝汽器的泄漏。2-15 鍋爐連續排污擴容器的壓力應如何確定，有無最正確值？ 為何連排擴容蒸氣一般引往除氧器？蒸汽回收率 a

15、 f =Df Dbl=hbl n f ? hbl h f ? hbl式中的分子是 1kg 排污水在擴容器內的放熱量，它決定于汽包壓力與擴容器 的壓力差。分母是擴容器工作壓力下 1kg 排污水的汽化潛熱。在 壓力變化范圍不 大時，它可看作一個常數。因此當鍋爐壓力一定 時，擴容器的壓力越低，回收工質的數量越多一般 為排污量的 30%-50% 。即獲得的擴容蒸汽量是靠排污水的能位貶值壓降 來實現的能位貶值用 來使局部排污水變成蒸汽，能位貶值愈厲害，得到的擴容蒸汽量越多， 此時蒸汽的質量愈差， 因此 在排污 水的利用上， 可通過對回收工質的數量與質量方面的要求來選擇擴 容器的壓力；此值即為最正確 值。

16、除氧器的壓力較低， 別離蒸汽送入除氧器可減少排擠較高壓力的回 熱抽汽， 故可提高熱經濟 性。 因除氧器又是一個回收各種汽水流 的設備， 所以擴容蒸汽送入除氧器是最正確去處。 對于汽包鍋爐， 采用一級連續排污擴容蒸汽系統， 將擴容蒸汽引入除氧器， 因此 擴容器的壓力就取決于除氧器的壓力， 對于高壓熱電廠的汽包鍋 爐，采用兩級連續排污擴容系統，根據擴容蒸汽的利用條件，應分 別引入除 氧器和大氣式補水除氧器。2-16 為什么現代發電廠多采用熱除氧方法？化學除氧的應用 情況是怎樣的？答：因為熱力除氧價格廉價， 同時除氧器作為回熱系統中的一 個混合式加熱器， 而凸顯了回熱系統在熱經濟上的優勢， 所以現代

17、 發電廠多采用熱除氧。化學除氧是向水中參加化學藥劑， 使水中溶解氧與它產生化學 反響生成無腐蝕性的穩定化合物， 到達除氧的目的， 該方法能徹底 除氧，但是不能除去其他氣體，且價格較貴，還會生成鹽類，故在 電廠中較少單獨采用這種方法。2-17 為何亞臨界和超臨界參數的阿給水要徹底除氧，而凝結水要全部精處理？因為蒸汽溶鹽能力強2-18熱除氧的機理是什么？它的必要條件、充分條件是什么？必須把給水加熱到除氧器壓力對應的飽和溫度必須及時 排走水中別離逸岀的氣體 3保證水和蒸汽有足夠的接觸時間和接 觸面積4有強化深度除氧的措施。2-19為什么大機組采用噴霧一填料式熱除氧？并采用滑壓運 行方式？2-20除氧器滑壓運行、給水泵不汽蝕的條件是什么？并據以 說明可采取那些技術措施防止給水泵的汽蝕？1提高靜壓頭2改善泵的結構，采用低轉速前置泵3 降低下降管道的