《熱力發(fā)電廠》復(fù)習(xí)題計(jì)算題和簡(jiǎn)答題華電經(jīng)管

1、word計(jì)算題： 3 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。4 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,

2、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=0.3782同溫限卡諾循環(huán)熱效率為=1-(32.9+273)/(435+273)=0.5683對(duì)卡諾循環(huán)：熵增為 火用損失為4對(duì)

3、朗肯循環(huán) 熵增為7-0.4762=6.5238kj/kg.k 火用損失為8. 一臺(tái)200MW汽輪發(fā)電機(jī)組，假設(shè)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 故一年內(nèi)節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤10 假設(shè)汽輪發(fā)電機(jī)組按朗肯循環(huán)工作，有關(guān)參數(shù)為pb=13.83Mpa、tb=540、p0=12.75Mpa、t0=535、 pc=0.0049Mpa、b=0.88、ri=0.86、g=0.985、m=0.985、ap不計(jì)泵效率。（1） 試求以下各經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：1） 汽輪發(fā)電機(jī)組的汽耗量、汽耗率、熱好量、和熱耗率；2） 鍋爐設(shè)備的熱

4、耗量、煤耗量；3） 發(fā)電廠的熱耗量、熱耗率、熱效率、和標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗率； 2討論這些指標(biāo)之間的關(guān)系，指出那些指標(biāo)是較完善的，為什么？ 解：根據(jù)鍋爐和汽輪機(jī)的參數(shù)，從水蒸汽表及焓熵圖中查得 hb=3440kj/kg h0=3430 kj/kg hca=2005 kj/kg hwc=136.5 kj/kg (1) 汽輪發(fā)電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 汽耗量 = =605545kg/h 汽耗率 d0=D0/Pel=605545/200000=3.03kg/(kw.h) 熱耗量 Q0=D0(h0-hwc)=605545 (3430-136.5 )=1994.6106(kj/h) 熱耗率 q0=d0(h0-hwc)=

5、3.00 (3430-136.5)=9971.8kj/kw.h(2)鍋爐設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) =2273.20226 (kj/h)標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 B=Qb/Ql =2273.20226/2927010=77.6t/h(3)發(fā)電廠主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)管道效率 =(3430-136.5)/(3440-136.5)=0.9969 熱耗率 =11366.83kj/kw.h 熱耗量 Qcp=BQl=2273l.20226 (kj/h) 熱效率 =3600/qcp=3600/11366.83=0.317 發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 =0.123103/0.317=388g標(biāo)準(zhǔn)煤/kw.h 標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗率 =388/(1-0.07)

6、=417g標(biāo)準(zhǔn)煤/kw.h 12.某汽輪發(fā)電機(jī)組的有關(guān)參數(shù)：p0=3.34Mpa、t0=435、d0=4.7kg/(kw.h)、tfw=150、pfw=4.9Mpa，假設(shè)=0.88，試求該機(jī)組的絕對(duì)電效率和電廠的煤耗率。 解： 根據(jù)鍋爐和汽輪機(jī)參數(shù)，從水蒸汽表和焓熵圖查得 h0=3306kj/kg hfw=634.9kj/kg 汽輪發(fā)電機(jī)組的熱耗率為 q0=d0(h0-hfw)=4.7(3306-634.9)=12554.17kj/kw.h 那么發(fā)電廠的熱耗率為 =12554.17/0.88=14266.10kj/kw.h 發(fā)電廠熱效率 =3600/qcp=3600/14266.10=0.25

7、2 發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 =0.1231000/0.252=487.4g標(biāo)準(zhǔn)煤/kw.h 又 故該機(jī)組的絕對(duì)電效率為 =0.252/0.88=0.28614某凝汽式發(fā)電廠裝有兩臺(tái)300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，年設(shè)備利用小時(shí)數(shù)n=6000h,機(jī)組的熱耗率q0=7954.9kj/(kw.h), p=0.98,b=0.91，全年供電W=337680萬(wàn)kW.h，試求：（） 廠用電率和供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率；（） 平均每天燒的煤多少噸；（） 假設(shè)某項(xiàng)革新使機(jī)組的熱耗率降低4.1868kj/kW.h，全年節(jié)約多少標(biāo)準(zhǔn)煤？ 解 發(fā)電廠主要熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 電廠熱耗率 =7594.9/(0.91x0.98)=8920.04kj/kw.

8、h 電廠熱效率 =3600/qcp=3600/8920.04=0.414 電廠供電熱效率 =0.379 =1-0.379/0.404=0.063 發(fā)電標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 =0.1231000/0.404=304.45g標(biāo)準(zhǔn)煤/kw.h 標(biāo)準(zhǔn)供電煤耗率 =304.45/(1-0.063)=325g標(biāo)準(zhǔn)煤/kw.h (2) 全年能耗 故平均每天燒煤 =3960.2(噸/天) (3) 全年共可節(jié)能 =Wq=3376801044.1868=1.411010kj 那么共可節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤 =/(29270103)=1.411010/(292701000)=482.85噸16. 某300MW汽輪發(fā)電機(jī)組，制造廠提供的機(jī)

9、組保證熱耗值為8331.7kj/(kW.h)，但由于各種原因 使的在實(shí)際運(yùn)行中熱耗率為8345.55 kj/(kW.h)，假設(shè)年利用小時(shí)數(shù)為6000h，p=0.98,b=0.91問(wèn)全年多耗標(biāo)準(zhǔn)煤多少噸？ 解 設(shè)計(jì)電廠熱耗率 =8331.7/(0.910.98)=9342.57kj/kw.h 實(shí)際電廠熱耗率 =8345.55/(0.910.98)= 9358.10 kj/kw.h 故電廠熱耗率值多耗 =qcp-qcp=9358.10-9342.57=15.53kj/kw.h 機(jī)組的發(fā)電量為W=3001036000=1.8109(kw.h) 那么全年多耗標(biāo)準(zhǔn)煤=955噸17. 某200MW汽輪發(fā)電

10、機(jī)組，原設(shè)計(jì)參數(shù)為p0=12.75Mpa、t0=535、pc=0.0049Mpa、ri=0.882、mg=0.985。假設(shè)將新汽壓力提高到16.2MPa，其它條件不變，試求該機(jī)組熱耗率的相對(duì)變化。 解： 根據(jù)機(jī)組參數(shù)查焓熵圖和水蒸氣表得 h0=3439kj/kg h0'=3395 kj/kg hc=2006 kj/kg hc'=1957 kj/kg hfw=136.2 kj/kg 在原設(shè)計(jì)參數(shù)下=0.434 將新汽壓力提高后=0.441那么該機(jī)組設(shè)計(jì)參數(shù)的熱耗率為=9547.9kj/kw.h將新汽壓力提高后的熱耗率為=9396.3kj/kw.h那么熱耗相對(duì)變化值為 =1.59%

11、簡(jiǎn)答題： 1. 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??；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)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。2 影響提高蒸汽初參

12、數(shù)的主要技術(shù)因素有哪些？均適用于供熱機(jī)組嗎？答：主要技術(shù)因素有：（1） 提高蒸汽初溫度，要受制造動(dòng)力設(shè)備鋼材性能的限制；當(dāng)溫度升高時(shí)，鋼的強(qiáng)度極限、屈服點(diǎn)、以及蠕變極限等都降低得很快，而且在高溫下金屬要發(fā)生氧化，鋼的金相結(jié)構(gòu)也要發(fā)生各種變化，這同樣會(huì)降低金屬的強(qiáng)度。所以，用提高蒸汽初溫來(lái)提高熱力設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)性，完全取決于冶金工業(yè)生產(chǎn)新型耐熱合金鋼和降低生產(chǎn)本錢(qián)的方面開(kāi)展。（2） 提高蒸汽的初壓力，除使設(shè)備壁厚和零件強(qiáng)度增加外，主要受汽輪機(jī)末級(jí)葉片容許最大濕度的限制。在其它條件不變時(shí)，對(duì)無(wú)中間再熱機(jī)組隨初壓力的提高，蒸汽膨脹終端濕度是不斷增加的；當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽終端濕度超過(guò)容許值時(shí)，蒸汽水分對(duì)末級(jí)葉

13、片不僅產(chǎn)生侵蝕作用、增加蒸汽流動(dòng)阻力，而且還可能發(fā)生沖擊現(xiàn)象，使汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率降低很多，并影響其平安性。對(duì)于供熱機(jī)組因抽汽供熱量較大、凝汽流較小，所以除對(duì)終端濕度要略放寬外，其它影響同凝汽機(jī)組。3 發(fā)電廠蒸汽初參數(shù)的配合選擇都受到那些因素的制約？在實(shí)際工程中是如何選擇的？答：發(fā)電廠蒸汽初參數(shù)的配合選擇主要受汽輪機(jī)蒸汽終端濕度和設(shè)備金屬材料熱力性能的制約。 在實(shí)際工程中，要通過(guò)很復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬后才能確定。因?yàn)樘岣叱鯀?shù)，一方面可以提高發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約燃料；但另一方面那么增加了設(shè)備投資費(fèi)用。只有將節(jié)省燃料和投資增加因素進(jìn)行綜合比擬，才可作出經(jīng)濟(jì)上最正確蒸汽初參數(shù)配合選擇的結(jié)論。4 為什么

14、中間再熱壓力有一最正確值？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)平均吸熱溫度低于根本循環(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)上最正確中間再熱壓力。而實(shí)際的最正確中間再熱壓力值應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比擬確定。 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，

15、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。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？凝汽器的最正確真空是如何確定的？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。 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 ； tc1,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、

16、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。最正確真空，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)組功率增加間的最正確關(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)的背壓即為最正確真空。6 給水回?zé)峒訜崮芴岣哐h(huán)熱效率的根本原因是什么？給水回?zé)峒訜崮芴岣哐h(huán)熱效率的根本原因是減少

17、冷源損失。 用做功能力法分析，回?zé)崾菇o水溫度提高，提高了工質(zhì)在鍋爐內(nèi)吸熱過(guò)程的平均溫度，降低了換熱溫差引起的火用損。 用熱量法分析，汽輪機(jī)回?zé)岢槠龉](méi)有冷源損失，使凝汽量減少；從而減少了整機(jī)的冷源損失，提高了循環(huán)熱效率。7 回?zé)峒?jí)數(shù)、最正確給水溫度和回?zé)岱峙淙咧g的關(guān)系怎樣？答：多級(jí)回?zé)峒訜岬淖钫_給水溫度與給水總加熱量即給水焓減去凝結(jié)水焓在各級(jí)如何分配有密切關(guān)系。因?yàn)榻o水總加熱量一定時(shí)，各級(jí)加熱量可以有不同的分配方案。其中必有一種最正確分配方案，使循環(huán)絕對(duì)內(nèi)效率為最高。所以最正確給水溫度是建立在各級(jí)最正確分配根底上的值；換言之，最正確給水溫度是各級(jí)最正確分配的必然結(jié)果。 多級(jí)回?zé)峒訜岬淖?/p>

18、正確給水溫度還與加熱級(jí)數(shù)的多少有關(guān)；當(dāng)給水溫度為一定時(shí)，增加級(jí)數(shù)可以降低各級(jí)抽汽與給水之間的溫差，從而減少給水加熱過(guò)程的不可逆性，提高循環(huán)效率；增加級(jí)數(shù)的同時(shí)又能提高最正確給水溫度，這樣可使循環(huán)熱效率到達(dá)最大值，即加熱級(jí)數(shù)越多，最正確給水溫度愈高。8. 給水回?zé)峒訜岱峙涞撵式捣峙浞ê推骄峙浞ㄊ窃谑裁醇俣l件下得到的 答:它們共同的假設(shè)條件為不考慮新蒸汽、抽氣壓損和泵功，忽略散熱損失。（1） 假設(shè)忽略各級(jí)回?zé)岢槠哪Y(jié)放熱量q1、q2qz隨Z的變化均認(rèn)為是常數(shù)，此時(shí)，q1=q2=qz =0，這種分配方法是將每一級(jí)加熱器水的焓升hwz取做前一級(jí)蒸汽至本一級(jí)蒸汽在汽輪機(jī)中的焓降hz-1,簡(jiǎn)稱為焓降

19、分配法。（2） 假設(shè)忽略各級(jí)加熱蒸汽凝結(jié)放熱量的差異，即q1=q2=qz這種分配方法的原那么是每一級(jí)加熱器水的焓升相等，簡(jiǎn)稱為平均分配法。9. 中間再熱對(duì)回?zé)嵝Ч泻斡绊憣?shí)際動(dòng)力工程中應(yīng)如何選擇再熱機(jī)組的最正確回?zé)釁?shù) 答:采用蒸汽中間再熱會(huì)削弱給水回?zé)岬男Ч黄渲饕驗(yàn)椋?回?zé)嵫h(huán)與朗肯循環(huán)比其效率的相對(duì)增長(zhǎng)為= 回?zé)嵩贌嵫h(huán)與回?zé)嵫h(huán)相比其效率的相對(duì)增長(zhǎng)= 比擬以上兩式可見(jiàn)：由于所以回?zé)釞C(jī)組采用再熱后，絕對(duì)內(nèi)效率的提高比無(wú)中間再熱采用回?zé)崽岣叩囊　＿@是因?yàn)橹虚g再熱后抽汽焓值和溫度都提高了，在給水加熱溫度不變的情況下，再熱后各級(jí)抽汽量減少?gòu)亩够責(zé)岢槠龉p少，凝汽汽流做功相對(duì)增加，所以，這說(shuō)明，回?zé)釞C(jī)組采用中間再熱后 削弱了給水效果。 實(shí)際動(dòng)力工程中，不能單純追求熱經(jīng)濟(jì)性，還必須考慮技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。經(jīng)濟(jì)上最正確回?zé)釁?shù)的選擇，主要取決于煤鋼的比價(jià)和設(shè)備的投資，并與機(jī)組容量和設(shè)備利用率有關(guān)。10、 混合式加汽器一般指除氧器和外表式