1、目 录第一章 发电厂热力过程的理论基础思考题及习题 .2第二章 凝汽式发电厂极其热经济性 .7第三章 发电厂热力循环主要参数对电厂经济性的影响 15第四章 发电厂局部性热力系统及设备 .23第五章 发电厂原则性热力系统 35第六章 发电厂全面性热力系统 37热力发电厂习题解答第一章 发电厂热力过程的理论基础思考题及习题1对发电厂热功转换效果做出全面正确的评价,为什么必须建立在热力学第一定律和第二定律基础之上? 答：热力学第一定律是从能量转换的数量关系来评价循环的热经济性；它可对各种理想循环进行分析，而实际的各种热力循环中都存在原因不同的不可逆损失，找出这些损失的部件、大小、原因、及其数量关系，
2、提出减少这些不可逆损失的措施，以提高实际循环热效率就应采用以热力学第二定律为基础的方法来完成。因此对发电厂热功转换效果作出全面的评价，必须建立在热力学第一定律和第二定律 的基础之上。2评价实际热力循环的方法有几种？它们之间有什么区别和联系？ 答：评价实际热力循环的方法有两种：一种是热量法（既热效率法） ，另一种是 火 用 （ 或熵 ） 方法 。 热量法是以热力学第一定律为基础。用能量的基本特性提出热力循环能量转换的数量关系的指标，着眼于能量数量上的平衡分析，它主要通过计算各种设备及全厂的热效率来评价实际循环的优劣。这种评价方法的实质是能量的数量平衡。 火 用 方法是以热力学第一，第二定律为依据
3、，不仅考虑能量的数量平衡关系，也考虑循环中不可逆性引起作功能力损失的程度。它是一种具有特定条件的能量平衡法，其评价的指标是 火 用 效率，这种评价方法实质是作功能力的平衡。两种方法之间的区别：热量法考虑热的数量平衡关系，而 火 用 方法不仅考虑热的量，而且也研究其质的数量关系，即热的可用性与它的贬值问题。因此，两种方法所揭示出来的实际动力装置不完善性的部位、大小、原因是不同的。3热量 火 用 和工质 火 用 的含义和区别？为什么说 火 用 可作为一个状态参数？答：温度为 T 的恒温热源释放热量 q，则 q 在热源温度 T 和环境温度 Ten 之间实现卡诺循环时所做的最大技术功，称为热量 火 用
4、。 在发电厂的绝大部分热力设备中，工质都是在稳定流动中，流体由状态（p 1,t1）可逆的变到与环境状态（p en,ten）时所做的最大技术功，称为工质 火 用 ，而两者均以环境状态为变化的基础，而只是热源的性质不同。由 火 用 的定义可见，当环境温度 Ten 为常数时， 火 用 只是热源温度 T 或工质进口状态（p 1,t1）的函数。故 火 用 也可做为一个状态参数。4对同一热力过程，用热量法和 火 用 方法进行计算，其热效率和 火 用 效率为什么会不一样？试以节流过程为例说明。答：热量法是以热力学第一定律（能量传递和转换的数量平衡关系）为基础，从能量的基本特性提出评价热力循环的指标，着眼于能
5、量数量上的分析。 火 用 方法是以热力学第一、二定律为依据，研究循环中的不可逆性引起的做功能力损失的程度。故热效率和 火 用 效率的计算标准不同，故其计算结果也会不同。对于节流过程用热量法计算的热效率为：（其中 为节流过程中热量损失）%1010ppQpQ对于节流过程用 火 用 方法计算的 火 用 效率为inpinoutexpeE上式中 kj/kgpTEenp1l479.05汽轮机膨胀过程中的不可逆性引起的热损失和 火 用 损失是否相等？为什么？何者大？并在T-s 图上表示之。答：汽轮机膨胀过程中的不可逆性引起的热损失和 火 用 损失是不相等。因为它们的计算方法不同。热量损失要较 火 用 损失大
6、 Qc6.写出发电厂几种典型的不可逆过程的 火 用 损失和熵增的表达式。答：1）有温差的换热过程火 用 损失 )()1()( qbaenqbenqaen dTdTE= kj/kgsTenbben)(熵增 kj/kg.k)(bqbds2）有压降的绝热节流过程火 用 损 kj/kgpARTEen1l熵增 kj/kg.ks1l3） 两种介质混合过程火 用 损 =Ten(m1+m2)Smix-m1s1-m2s2(kj/kg)E熵增 (m1+m2)Smix-m1s1-m2s2 kj/kg.ks7 “传热温差越大， 火 用 损越大 ”，这和传热学中“ 传热温差越大，传热效果越好” 是否矛盾？为什么？答：不
7、矛盾。这是一种物理现象中两个不同研究方向。前者主要研究过程的不可逆性大小，而后者则是研究换热量的大小。8差是造成换热过程中不可逆损失的原因，所以应尽量减少传热温差，试以发电厂热力过程、热力系统和热力设备结构上的实际说明如何利用这一原理来提高热经济性的。答：如锅炉的打礁，过热器再热气的吹灰，以及凝汽器的清洗等。9朗肯循环若考虑汽轮机的相对内效率 ri 和水泵效率 pu 时，汽轮机的绝对内效率 i 如何用各点的焓来表示？（T-s 图） 2、2汽轮机理想排汽焓和实际排汽焓5、5泵出口的理想给水焓和实际给水焓10热力发电厂主要有哪些不可逆损失？怎样减少这些过程的不可逆损失以提高热经济性？答：主要不可逆
8、损失有1） 锅炉内有温差换热引起的不可逆损失；可通过炉内打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性。2） 主蒸汽中的散热和节流引起的不可逆性；可通过保温、减少节流部件等方式来减少不可逆性。3） 汽轮机中不可逆膨胀引起的不可逆损失；可通过优化汽轮机结构来减少不可逆性。4） 锅炉散热引起的不可逆损失；可通过保温等措施减少不可逆性。5） 凝汽器有温差的换热引起的不可逆损失；可通过清洗凝汽器减少热阻以减少不可逆性。11某一朗肯蒸汽循环，汽轮机进汽参数为：p 0=3.495Mpa,温度为 t0=435,排气压力pc=0.00499Mpa,环境温度为 ten=0，环境压力为 pen=0.0998Mpa,试求：（
9、1）朗肯循环的热效率；（2）同温限的卡诺循环的热效率；（3）该朗肯循环与温限、吸热量相同的卡诺循环相比熵增及 火 用 的损失？解：根据机组参数查焓熵图和水蒸汽图表可得h0=3310kj/kg hc=2110 kj/kg hc =133.7 kj/kg tc=32.90 sc=7.0 kj/kgk s1=0.4762 kj/kgk（1） 郎肯循环的热效率为= =0.378ctch071320（2）同温限卡诺循环热效率为=1-(32.9+273)/(435+273)=0.5681Ttc（3）对卡诺循环：熵增为kgjhs ./48.2374500火 用 损失为 jsTEen ./0123（4）对朗肯
10、循环熵增为 7-0.4762=6.5238kj/kg.k1c火 用 损失为 kgjsen ./9.1780235.612某一火力发电厂按朗肯循环工作，已知汽轮机的参数 p0=8.99Mpa,温度为 t0=535,排气压力 pc=0.00499Mpa,不计水泵的焓升，试求：（1）此理想朗肯循环的平均吸热温度和平均放热温度；（2）用平均吸热温度和平均放热温度的概念求理想循环的热效率；解：（1） 由焓熵图可查的h0=3310 kj/kg hc=2065kj/kg tc=32.90 s2=6.75kj/kgk 由饱和水蒸汽表查得 h1=137.7kj/kg s1=0.4762 kj/kgk故平均吸热温
11、度为 KTavecc 93.516)279.35ln(.)l(0 平均放热温度为 T=t+273=32.9+273=305.9K(2)理想循环的效率为=1-305.9/516.93=40.8%Tavetc113若某发电厂锅炉出口的蒸汽参数 pb=16.978MPa，t b=550，p fw=16.978MPa, tfw=33,锅炉燃烧平均温度为 2000K，锅炉效率 =0.91，若环境压力为 pen=0.0998Mpa，环境温度为 10，试求: 锅炉进口的b工质 火 用 ，并用 火 用 方法求锅炉的 火 用 损失和 火 用 效率。解：查饱和水与过热蒸汽表得hfw=153.49 kj/kg sf
12、w=0.479 kj/kg.k hen=42.1kj/kg sen=0.1510kj/kg.k故工质进口 火 用 为ein=(hfw-Tensfw)-(hen-Tensen)=(153.49-283. 0.472)-(42.1-283 0.1510)=20.25kj/kg由焓熵图查得出口工质的焓熵值hb=3435kj/kg sb=6.4kj/kg.k故工质出口 火 用 为 eout=(hb-Tensb)-(hen-Tensen)=(3435-283 6.4)-(42.1-283 0.1510)=1623.8kj/kg产生 1kg 蒸汽所需的热量为=3606.05kj/kg91.0453bfwb
13、hq锅炉热源的热量 火 用 为(1-Ten/Tg)=3606.5 0.91 (1-283/2000)bqe=3095.8kj/kg锅炉 火 用 损失为 eb=eq+ein-eout=3095.8+20.55-1623.8=1492.55kj/kg锅炉 火 用 效率为52.10%5.208.3916inqoutexb14.若已知 pb=3.9Mpa, tb=450,p 0=3.4Mpa, t0=435,试计算每千克蒸汽在主蒸汽管道中的 火 用 损失，并将此 火 用 损失在 T-s 图上表示出来。解：根据参数在焓熵图中查得 hb=3335kj/kg sb =6.96kj/kg.k h0=3305k
14、j/kg s0=7.0kj/kg.k将此过程理解为：首先是在 pb下的定压放热（由温度 tb变到了 t0） ，其次在 t0下的绝热节流（将压力从 pb变到了 p0）锅炉出口蒸汽 火 用 值为eb=(hb-Tensb)-(hen-Tensen)汽轮机进口蒸汽 火 用 值为e0=(h0-Tens0)-(hen-Tensen)故主蒸汽管道中 火 用 损失 ep=(hb-Tensb)-(h0-Tens0)=(hb-h0)-Ten(s0-sb)=(3335-3305)+Ten(7.0-6.96)=30+0.047TenSTTTenpe第二章 凝汽式发电厂极其热经济性思考题及习题1. 为什么纯凝汽式汽轮发
15、电机的汽耗率小于回热式汽轮发电机的汽耗率,而热耗率则大于回热式？答：在机组功率相同的条件下，由于回热抽汽的作功不足使机组的发电功率减少,若保持功率不变，则必需增大机组的汽耗量 D0 和汽耗率 d0。回热式汽轮发电机组的 kj/kw.hgmirq36纯凝汽式汽轮发电机组的 kj/kw.hgico因为 ，所以 q0qc0这说明在其它条件相同的情况下，由于机组采用了回热加热，减少了冷源iir损失，提高了给水温度，与纯凝汽机组相比热耗率 q0降低，提高了热经济性。2回热与回热再热实际循环热效率及其它一些热经济指标的计算有何异同之处？答：机组采用回热再热与只采用回热时的热经济指标计算其不同点就是在机组的
16、焓降中增加了中间再热量 ，计算式的其它表达方式完全相同。rhq3用热量法和 火 用 方法计算发电厂热功转换过程的损失和热经济性，结果有何不同？答：用热量法和 火 用 方法计算电厂的总热效率和总 火 用 效率值基本相同,但不同方法计算的各部位损失的大小和方向不同。用热量法计算时,汽轮机的冷源损失 Qc,是所有热损失中最大的,而锅炉的换热损失则较小,而用 火 用 方法计算时其 火 用 损失最大处是在锅炉而不是在凝汽器中的 火 用 损失，这主要是因为锅炉内存在巨大的换热温差 Tb所导致锅炉的 Eb 远大于 Et和 Ec.因此要提高电厂的经济性，必须设法降低电厂能量转换过程中各环节的不可逆性,特别是减
17、少锅炉的巨大的换热温差 Tb。4简述凝汽式电厂的热经济指标中那几个是主要的？它们之间的关系是什么？答：凝汽式发电厂的热经济性指标主要的有: 汽耗 (量、率)、热耗(量、率)、煤耗(量、率)和全厂毛、净效率等。其中汽轮发电机组的 q0发电厂的 cp, ncp,和 bs,bsn为主要热经济指标。它们之间具有互换计算的关系。5什么说标准煤耗率是一个较完善的热经济指标？答：由煤耗率的表达式 b=3600/Qb cpkg/(kw.h)可看出煤耗率除与全厂热效率 cp有关外,还与煤的低位发热量 Qb有关,为使煤耗率能作为各电厂之间的比较指标，采用了”标准煤耗率”b s作为通用的热经济指标,即 bs=360
18、0/29270 cp,由于 cp反映了能量转换的全过程,故标准煤耗率是一个较完善的热经济指标。6什么条件下可用汽耗率来衡量电厂的热经济性？什么条件下不能用汽耗率来衡量？答：汽耗率的表达式为 d=3600/ i m =3600/q0 i m ( I为 1kg 新汽实际做的功量)由表达式可看出,汽耗率不直接与热效率有关,而主要取决于 1kg 新汽实际做的工量 I,所以只有当 q0一定时,d 才能作为热经济指标,否则不能。7试以汽轮机理想焓降 H0，凝汽器热损失 qca=hca-hwc和 ri、 g、 m表示简单凝汽式汽轮机组的热耗率 q0，说明 q0与上面各因素的关系。答：简单凝汽式汽轮机组的热耗
19、率为 q0=3600/ ri m t gkj/kw.h理想循环的热效率为 t=H0/H0+qca代入上式可得grimwcagmricaHhHq000 )(36)(36由上式看出,理想焓降越大,则 q0越小,且 q0随给水焓的提高及各热效率的提高而减少。8一台 200MW 汽轮发电机组，若热耗率下降 4.1816kj/(kw.h)，年运行小时数 n=6000h，试问一年节约多少标准煤?解: 一台 200MW 汽轮发电机组一年的发电量为W=(200 106 6000 3600)/(3600 1000)=12 108(kw.h)故一年内节约标准煤=(W 4.1816)/Ql=12 108 4.181
20、6/29280=171.44 吨 B9凝汽式发电厂的热效率由六项分效率连乘而得，每一部分将造成热损失，这些热损失占全厂热损失的百分数是否是各项分效率？各部分的百分数和各项分效率的用处有和不同？答：热损失占全厂热耗量的百分数不是各项分效率。各部分损失的百分数用于表明各部分热量损失的大小，而各项分效率表明各部分能量转换或传递能量的完善程度。10某凝汽式发电厂的热耗率为 10764.3kj/(kw.h)，生产过程中每发 1kw.h 电各处的损失为：锅炉设备 971.3kj、主蒸汽管道 96.3kj、凝汽器 4777.14kj、机械损失 113kj、发电损失 75.4kj。试求发电机组的绝对内效率和发
21、电厂的效率汽轮发电机组的绝对内效率为%79.48.63971.064511 pbcpgmi q发电厂的效率为%95.433.10764.719 cpgmbcpqqq11若汽轮发电机组按朗肯循环工作，有关参数为 pb=13.83Mpa、t b=540、p0=12.75Mpa、t 0=535、pc=0.0049Mpa、 b=0.88、 ri=0.86、 g=0.985、 m=0.985、 ap=0.07，不计泵效率。（1）试求下列各经济指标：1）汽轮发电机组的汽耗量、汽耗率、热好量、和热耗率；2）锅炉设备的热耗量、煤耗量；3）发电厂的热耗量、热耗率、热效率、和标准供电煤耗率；（2）讨论这些指标之间
22、的关系，指出那些指标是较完善的，为什么？解：根据锅炉和汽轮机的参数，从水蒸汽表及焓熵图中查得hb=3440kj/kg h0=3430 kj/kg hca=2005 kj/kg hwc=136.5 kj/kg(1) 汽轮发电机组的经济指标汽耗量 =gmricaelPD)(360 985.0.860)2534(1=605545（kg/h）汽耗率 d 0=D0/Pel=605545/200000=3.03kg/(kw.h)热耗量 Q 0=D0(h0-hwc)=605545 (3430-136.5 )=1994.6 106(kj/h)热耗率 q 0=d0(h0-hwc)=3.00 (3430-136.
23、5)=9971.8kj/kw.h(2)锅炉设备的热经济指标= =2273.20 106 (kj/h)bWCbhD)(8.0)5.1364(65标准煤耗量B=Qb/Ql =2273.20 106/29270 10=77.6t/h(3)发电厂主要热经济指标管道效率=(3430-136.5)/(3440-136.5)=0.9969wcbph0热耗率= =11366.83kj/kw.hpbcpq08.096.71热耗量Qcp=BQl=2273l.20 106 (kj/h)热效率= =3600/qcp=3600/11366.83=0.317cpelcp30leBQ发电标准煤耗量=0.123 103/0.
24、317=388g 标准煤/kw.h cpsb12.0标准供电煤耗率=388/(1-0.07)=417g 标准煤/kw.h absabsnPB112某凝汽式发电厂共装有台汽轮发电机组，其中台容量为 50MW,台容量为 100MW，已知该厂的年设备利用小时数为 n=5500h/a，假定全厂的总效率 =0.342，所用燃料的cp低位发热量为 23446kj/kg。试求平均每昼夜所需的燃料量解： 4 台机组的年发电总能量为Qa=3Q1a+Q2a=(3 50 103+100 103)3600 5500=4.95 1012 kj则平均每昼夜所需的燃料量为=1691.3 吨3123 046.0659165l
25、cpaQm13.已知某汽轮发电机组的有关参数：p 0=3.34Mpa、t 0=435、d 0=4.7 kg/ (kw.h)、tfw=150、p fw=4.9Mpa，若 =0.88，试求该机组的绝对电效率和电厂的煤耗率。pb解： 根据锅炉和汽轮机参数，从水蒸汽表和焓熵图查得h0=3306kj/kg hfw=634.9kj/kg汽轮发电机组的热耗率为q0=d0(h0-hfw)=4.7 (3306-634.9)=12554.17kj/kw.h则发电厂的热耗率为=12554.17/0.88=14266.10kj/kw.hpbcp0发电厂热效率= =3600/qcp=3600/14266.10=0.25
26、2cpelcpQ36leB发电标准煤耗量=0.123 1000/0.252=487.4g 标准煤/kw.hcpsb12.0又 leb故该机组的绝对电效率为=0.252/0.88=0.286pbcel14某电厂燃用 Ql=20515kj/kg 的煤，B=148.5 103t/a，发出电量 W=200 106(kw/a)，厂用电率 =0.07，试求供电的标准煤耗率 。ap解 =cpelc360leB发电标准煤耗量= =cpsb123.0elPQ6. 3102365.481.0=0.520kg 标准煤/kw.h标准供电煤耗率=520/(1-0.07)=559.1g 标准煤/kw.habsabsnPB
27、115凝汽式发电厂装有两台 300MW 汽轮发电机组，年设备利用小时数 n=6000h,机组的热耗率 q0=7954.9kj/(kw.h), p=0.98, b=0.91，全年供电 W=337680 万 kW.h，试求：（）厂用电率和供电标准煤耗率；（）平均每天烧的煤多少吨；（）若某项革新使机组的热耗率降低 4.1868kj/kW.h，全年节约多少标准煤？ 解 ： 发电厂主要热经济指标电厂热耗率=7594.9/(0.91x0.98)=8920.04kj/kw.hobcpq0电厂热效率 = =3600/qcp=3600/8920.04=0.414cpelcpQ36leB电厂供电热效率601320
28、4.897866102343 elcpnPqW=0.379 =1-0.379/0.404=0.063cpnababcpn1)(故发电标准煤耗率=0.123 1000/0.404=304.45g 标准煤/kw.hcpsb123.0标准供电煤耗率=304.45/(1-0.063)=325g 标准煤/kw.habsabsnPB1(2) 全年能耗 ncpWQ360379.06184故平均每天烧煤 1052.354lcpaaB=3960.2(吨/天)(3) 全年共可节能 =W q=337680 104 4.1868=1.41 1010kjaQ则共可节约标准煤= /(29270 103)=1.41 101
29、0/(29270 1000)=482.85 吨aB16. 某 300MW 汽轮发电机组，制造厂提供的机组保证热耗值为 8331.7kj/(kW.h)，但由于各种原因 使的在实际运行中热耗率为 8345.55 kj/(kW.h)，若年利用小时数为6000h， p=0.98, b=0.91 问全年多耗标准煤多少吨？解： 设计电厂热耗率=8331.7/(0.91 0.98)=9342.57kj/kw.hobcpq0实际电厂热耗率=8345.55/(0.91 0.98)= 9358.10 kj/kw.hobcpq0,故电厂热耗率值多耗=qcp-qcp=9358.10-9342.57=15.53kj/k
30、w.hcp机组的发电量为 W=300 103 6000=1.8 109(kw.h)则全年多耗标准煤 =955 吨27053.18.129703cqWm17.某电厂汽轮发电机组的功率为 50MW，p b=8.99Mpa、t b=540、p 0=8.83Mpa、t 0=535、pc=0.0049Mpa、 b=0.88、 ri=0.86、 g=0.98、 m=0.97,不计水泵焓升，试求：（）发电厂的热效率；（）每发一度电，锅炉设备、新汽管道、凝汽器、汽轮发电机组的机械和发电机均有损失，指出这些损失所占的百分数，并列出热平衡表 解 根据机组参数，从水蒸汽表和焓熵图中查得hb=3485 kj/kg h
31、0=3475 kj/kg hca=2065 kj/kg hwc=136.3 kj/kg汽轮机理想循环的热效率= =0.442wcat03.164752管道热效率 = =0.997wcbph0.8故发电厂的热效率为=0.88 0.997 0.422 0.86 0.98 0.97=0.317mgritpbc（2） 热平衡表为发电厂的热平衡项目 符号 数值(kj/ww.h）所占百分数（%）锅炉设备 qb432 12蒸气管道 qp 9.36 0.26冷源损失 ql 2012.04 55.89机械损失 qm 34.56 0.96发电损失 qg21.96 0.61总损失 2509.92 69.72全厂效率
32、 cp30.28第三章 发电厂热力循环主要参数对电厂经济性的影响思考题及习题1提高蒸汽初温度和初压力对发电厂理想循环和实际循环的影响有什么不同？答：对于发电厂理想循环,当提高初温和初压时,可以使整个吸热过程中平均温度提高,从而使其等效的卡诺循环效率提高,即提高了蒸汽循环热效率。对于电厂实际循环热效率，即汽轮机绝对内效率 。当初参数提高时，它有不同的变化方向；riti对蒸汽流量较大的大容量汽轮机， 提高， 降低很小；因此提高蒸汽的初参数可以提高汽轮机的 。tri i对于蒸汽流量较小的小容量汽轮机， 的降低可能大于热效率 的提高，此时提高蒸汽的初参数会降低ri t汽轮机的 ，从而多耗燃料并使设备复
33、杂、造价提高。所以，只有当汽轮机容量较大时，采用高参数才i能提高机组的热经济性。2影响提高蒸汽初参数的主要技术因素有哪些？答：主要技术因素有：（1）提高蒸汽初温度，要受制造动力设备钢材性能的限制；当温度升高时，钢的强度极限、屈服点、以及蠕变极限等都降低得很快，而且在高温下金属要发生氧化，钢的金相结构也要发生各种变化，这同样会降低金属的强度。所以，用提高蒸汽初温来提高热力设备的热经济性，完全取决于冶金工业生产新型耐热合金钢和降低生产成本的方面发展。（2）提高蒸汽的初压力，除使设备壁厚和零件强度增加外，主要受汽轮机末级叶片容许最大湿度的限制。在其它条件不变时，对无中间再热机组随初压力的提高，蒸汽膨
34、胀终端湿度是不断增加的；当汽轮机蒸汽终端湿度超过容许值时，蒸汽水分对末级叶片不仅产生侵蚀作用、增加蒸汽流动阻力，而且还可能发生冲击现象，使汽轮机相对内效率降低很多，并影响其安全性。3发电厂蒸汽初参数的配合选择都受到那些因素的制约？在实际工程中是如何选择的？答：发电厂蒸汽初参数的配合选择主要受汽轮机蒸汽终端湿度和设备金属材料热力性能的制约。在实际工程中，要通过很复杂的技术经济比较后才能确定。因为提高初参数，一方面可以提高发电厂热经济性，节约燃料；但另一方面则增加了设备投资费用。只有将节省燃料和投资增加因素进行综合比较，才可作出经济上最佳蒸汽初参数配合选择的结论。4什么中间再热压力有一最佳值？如何
35、确定再热蒸汽压力和再热后温度？它与那些技术因素有关？答：当 Prh选的过低时，由于附加循环平均吸热温度 低于基本循环的平均吸热温度 Tav使整个再热循,avT环效率下降。反之，如 Prh选的过高，虽然附加循环的吸热平均温度 高于 的数值可能很大；但此,avTav时因附加循环热量占整个循环的份额很小，而使中间再热作用甚微，甚至失去中间再热作用。由此可见，对于每一个中间再热后的温度都相应存在一个中间再热最有利的再热压力值，此时中间再热循环效率最高，这一压力值称为热力学上最佳中间再热压力。而实际的最佳中间再热压力值应通过技术经济比较确定。提高再热后的温度 trh 有利于增加附加循环吸热过程平均温度
36、，因此希望 Trh 越高越好；但它受rh再热方法和所采用钢材的限制，中间再热后温度 trh 一般选择等于蒸汽初温度的值。降低凝汽式发电厂的蒸汽终参数在理论上和技术上受到什么限制？凝汽器的最佳真空是如何确定的？答：虽然降低蒸汽终参数是提高机组热经济性的一个很有效的手段,但它的降低却受到理论上和技术上两方面的限制。汽轮机的 pc 降低,取决于凝汽器中排汽凝结水的温度 tc 的降低。已知 t c=tc1+ t + t其中 tt c2-tc1式中 t 是冷却水进、出口温差，取决于冷却水量 G 或循环被率 m，一般合理的 t 为 011 ； tc1,tc2 为冷却水进、出口温度，； t 为凝汽器的端差,
37、 t = tc-tc2,它与凝汽器的面积、管材、冷却水量等有关。 t 一般为 3-10。由上式可见，冷却水进口水温度 tc1 受自然环境决定， 是降低 pc 的理论限制；而冷却水量不可能无限多，凝汽器面积也不可能无限大，汽轮机末级叶片不能太长限制了末级通流能力，均是降低 pc 的技术限制。最佳真空，是在汽轮机末级尺寸，凝汽器面积一定的情况下，运行中循环水泵的功耗与背压降低机组功率增加间的最佳关系。当 tc1 一定，汽轮机 Dc 不变时，背压只与凝汽器冷却水量 G 有关。当 G 增加时，汽轮机因背压降低增加的功率 Pe 与同时循环水泵耗功也增加的 Ppu 差值最大时的背压即为最佳真空。6水回热加
38、热能提高循环热效率的根本原因是什么？答：给水回热加热能提高循环热效率的根本原因是减少冷源损失。用做功能力法分析，回热使给水温度提高，提高了工质在锅炉内吸热过程的平均温度，降低了换热温差引起的 火 用 损。用热量法分析，汽轮机回热抽汽做功没有冷源损失，使凝汽量减少；从而减少了整机的冷源损失，提高了循环热效率。7回热级数、最佳给水温度和回热分配三者之间的关系怎样？答：多级回热加热的最佳给水温度与给水总加热量（即给水焓减去凝结水焓） 在各级如何分配有密切关系。因为给水总加热量一定时，各级加热量可以有不同的分配方案。其中必有一种最佳分配方案，使循环绝对内效率为最高。所以最佳给水温度是建立在各级最佳分配
39、基础上的值；换言之，最佳给水温度是各级最佳分配的必然结果。多级回热加热的最佳给水温度还与加热级数的多少有关；当给水温度为一定时，增加级数可以降低各级抽汽与给水之间的温差，从而减少给水加热过程的不可逆性，提高循环效率；增加级数的同时又能提高最佳给水温度，这样可使循环热效率达到最大值，即加热级数越多，最佳给水温度愈高。8给水回热加热分配的焓降分配法和平均分配法是在什么假定条件下得到的?答：它们共同的假设条件为不考虑新蒸汽、抽气压损和泵功，忽略散热损失。（1） 若忽略各级回热抽汽的凝结放热量 q1、q 2 q z 随 Z 的变化均认为是常数，此时，q 1=q2=qz =0，这种分配方法是将每一级加热
40、器水的焓升 hwz 取做前一级蒸汽至本一级蒸汽在汽轮机中的焓降 hz-1,简称为焓降分配法。（2） 若忽略各级加热蒸汽凝结放热量的差异，即 q1=q2=qz 这种分配方法的原则是每一级加热器水的焓升相等，简称为平均分配法。9中间再热对回热效果有何影响?实际动力工程中应如何选择再热机组的最佳回热参数?答：采用蒸汽中间再热会削弱给水回热的效果；其主要原因为：回热循环与朗肯循环比其效率的相对增长为 =riiriA1回热再热循环与回热循环相比其效率的相对增长 =hi irri比较以上两式可见：由于 所以回热机组采用再热后，绝对内效率的提高比无中间rhriri和再热采用回热提高的要小。这是因为中间再热后
41、抽汽焓值和温度都提高了，在给水加热温度不变的情况下，再热后各级抽汽量减少从而使回热抽汽做功减少，凝汽汽流做功相对增加，所以 ，这说rirhi明，回热机组采用中间再热后 削弱了给水效果。实际动力工程中，不能单纯追求热经济性，还必须考虑技术经济性。经济上最佳回热参数的选择，主要取决于煤钢的比价和设备的投资，并与机组容量和设备利用率有关。10某 200MW 汽轮发电机组，原设计参数为 p0=12.75Mpa、t 0=535、pc=0.0049Mpa、 ri=0.882、 mg=0.985。若将新汽压力提高到 16.2MPa，其它条件不变，试求该机组热耗率的相对变化。解： 根据机组参数查焓熵图和水蒸气
42、表得h 0=3439kj/kg h0=3395 kj/kg hc=2006 kj/kghc=1957 kj/kg hfw=136.2 kj/kg 在原设计参数下 =0.4342.1364900fwct将新汽压力提高后 =0.441.57,fcth则该机组设计参数的热耗率为=9547.9kj/kw.h98.0243.06360 gmritq将新汽压力提高后的热耗率为=9396.3kj/kw.h5.1.0, grit则热耗相对变化值为 =1.59%9.47|36|0, q11某汽轮机的参数为 p0=3。43Mpa、t 0=435、p c=0.0049Mpa、 ri=0.80、 mg=0.952。试
43、求当排汽压力降到 0 .0039MPa 时，汽轮发电机组的热耗率改变了多少（相对值）？假定这时汽轮机的相对内效率不变。解: 根据机组参数查焓熵图和水蒸气表得h0=3310kj/kg hc=2135 kj/kghc=2105kj/kg hfw=136.2 kj/kg hfw=120.4 kj/kg在原设计参数下 =0.372.136050fwct将新汽压力提高后 =0.3784.120395,0, fwcth则该机组设计参数的热耗率为=12775.4kj/kw.h2.837.6600 gmritq将新汽压力提高后的热耗率为=12538.2kj/kw.h95.0.0,0, grit则热耗相对变化值
44、为10%4.127|38|%1|0, q=1.85%12试用新汽参数 p0=3.43Mpa、t 0=435 ，排汽压力分别为 0.0083MPa 和 0.98MPa，t 0 不变，将 p0 由 3.43Mpa 提高到 8.83Mpa，说明 p0 的提高对凝汽式汽轮机和背压机的影响那个大（以理想循环来说明） 。 解: 根据机组参数查焓熵图和水蒸气表得对凝汽式机汽轮机： h 0=3310kj/kg h0=3220 kj/kg hc=2185 kj/kghc=2015 kj/kg hfw=176.8kj/kg 在原设计参数下理想循环的效率为=0.3598.1763250fwt改变新汽压力后理想循环得
45、效率为=0.396.200,fwcth则效率相对变化为 =10.3% 10%359.0|6|%1|, t对背压式机汽轮机：h 0=3310kj/kg h0=3220 kj/kg hc=2975 kj/kghc=2710 kj/kg hfw=758.6kj/kg 设计参数下理想循环效率为=0.1316.7583120fwct改变新汽压力后理想循环的效率为=0.207.200,fwcth则效率相对变化率为=58.2% 10%3.|7|%1|, t由上式计算可见,初压的提高对背压式汽轮机影响较大。13在上题的条件下，提高初压力的同时将初温提高到 535，背压仍为 0.0083MPa 和0.98MPa
46、，对凝汽式汽轮机和背压式汽轮机的影响程度如何？ 解 根据机组参数查焓熵图和水蒸气表得(1)对凝汽式汽轮机： h0=3310kj/kg h0=3480 kj/kg hc=2185 kj/kghc=2120 kj/kg hfw=176.8kj/kg 在原设计参数下理想循环的效率为=0.3598.1763250fwct改变初温初压后理想循环得效率为=0.41.400,fwcth则效率相对变化为=14.7% 1%359.0|12|%|, t对背压式汽轮机：h 0=3310kj/kg h0=3480 kj/kg hc=2975 kj/kghc=2875kj/kg hfw=758.6kj/kg 设计参数下
47、理想循环效率为=0.1316.7583120fwct改变初温初压后理想循环的效率为=0.222.400,fwcth则效率相对变化率为=85.7% 10%3.|2|%1|, t由上式计算可见,改变初温初压后对背压式机组影响较大14当夏季水温升高时，排汽压力由 0.0049MPa 升高到 0.0078MPa，试分析凝汽器的真空变化对高参数和中参数机组热经济性的影响。若中参数机组的参数为：p0=3.43Mpa、t 0=435 、p c=0.0049MPa；高参数机组的参数为：p 0=8.83Mpa、t 0=535、pc=0.0049MPa。解： (1)对高参数机组根据机组参数查焓熵图和水蒸气表得h0
48、=3480kj/kg hc=2070 kj/kg hfw=136.2kj/kg 凝汽器真空变化后h0=3480 kj/kg hc=2115kj/kg h,fw=171.80kj/kg则 =0.4232.1364807fwt=0.41.50,fcth则效率相对变化为=2.4% 10%423.0|%1|, t(2) 对中参数机组根据机组参数查焓熵图和水蒸气表得h0=3310kj/kg hc=2175 kj/kg hfw=136.2kj/kg 凝汽器真空变化后h0=3310kj/kg hc=2185kj/kg h,fw=171.80kj/kg=0.3732.13605fwt=0.3588.70,fcth则效率相对变化率为=3.9% 10%3.0|5|%1|, t通过比较可见
