計算題：3． 熱力發(fā)電廠主要有哪些不可逆損失？怎樣減少這些過程的不可逆損失以提高熱經(jīng)濟性？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； 可通過保溫、減少節(jié)流部件等方式來減少不可逆性。3）汽輪機中不可逆膨脹引起的不可逆損失；可通過優(yōu)化汽輪機結(jié)構(gòu)來減少不可逆性。4）鍋爐散熱引起的不可逆損失；可通過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)，汽輪機進汽參數(shù)為：p0=3.495Mpa,溫度為t0=435℃,排氣壓力cenen=0.0998Mpa,試求：p=4.99Mpa,環(huán)境溫度為t=0℃，環(huán)境壓力為p（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)機組參數(shù)查焓熵圖和水蒸汽圖表可得h0=3310kj/kghc=2110kj/kgh‘’c=7.0c=133.7kj/kgtc=32.90kj/kgskj/kgs‘1=0.4762kj/kg.（1）郎肯循環(huán)的熱效率為h0hc33102110=0.378tc'=3310137,7h0hc（2）同溫限卡諾循環(huán)熱效率為tc1Tc=1-(32.9+273)/(435+273)=0.568T1（3）對卡諾循環(huán)：熵增為h0h'c3310137.7sT4352374.48kj/kg.k火用損失為ETens2374.481223.04kj/kg.k（4）對朗肯循環(huán)熵增為 s sc s1' 7-0.4762=6.5238kj/kg.k火用損失為 E Tens 6.5328 273 1780.99kj/kg.k一臺200MW汽輪發(fā)電機組，若熱耗率下降4.1816kj/(kw.h)，年運行小時數(shù)n=6000h，試問一年節(jié)約多少標準煤?解:一臺200MW汽輪發(fā)電機組一年的發(fā)電量為W=(20010660003600)/(36001000)=12108(kw.h)故一年內(nèi)節(jié)約標準煤10．若汽輪發(fā)電機組按朗肯循環(huán)工作，有關(guān)參數(shù)為pb、b℃、0、=13.83Mpat=540p=12.75Mpa0pc=0.0049Mpa、b=0.88、ri=0.86、g=0.985、m=0.985、apt=535℃、1不計泵效率。（1）試求下列各經(jīng)濟指標：1）汽輪發(fā)電機組的汽耗量、汽耗率、熱好量、和熱耗率；2）鍋爐設(shè)備的熱耗量、煤耗量；3）發(fā)電廠的熱耗量、熱耗率、熱效率、和標準供電煤耗率；（2）討論這些指標之間的關(guān)系，指出那些指標是較完善的，為什么？解：根據(jù)鍋爐和汽輪機的參數(shù)，從水蒸汽表及焓熵圖中查得h b=3440kj/kg h 0=3430kj/kgh ca=2005kj/kgh wc=136.5kj/kg汽輪發(fā)電機組的經(jīng)濟指標汽耗量D3600Pel=36002001000(34302005)0.860.9850.985(h0hca)rimg=605545（kg/h）汽耗率d=D/Pel=605545/200000=3.03[kg/(kw.h)]00熱耗量Q0=D0(h0-hwc)=605545(3430-136.5)=1994.6106(kj/h)熱耗率q0=d0(h0-hwc)=3.00(3430-136.5)=9971.8[kj/kw.h]鍋爐設(shè)備的熱經(jīng)濟指標QbD0(hbhwc)=605545(3440136.5)=2273.20106(kj/h)b0.88標準煤耗量B=Qb/Ql=2273.20 106/29270 10=77.6t/h發(fā)電廠主要熱經(jīng)濟指標管道效率h0hwc=(3430-136.5)/(3440-136.5)=0.9969hbhwc熱耗率q0=9971.8qcp=11366.83[kj/kw.h]bo0.99690.88熱耗量cpl6Q=BQ=2273l.2010(kj/h)熱效率cp3600pel=3600pel=3600/qcp=3600/11366.83=0.317QcpBQl發(fā)電標準煤耗量2bs0.1233標準煤/kw.h]=0.12310/0.317=388[gcp標準供電煤耗率bnsBbs=388/(1-0.07)=417[g標準煤/kw.h]PPab1ab已知某汽輪發(fā)電機組的有關(guān)參數(shù)：p0=3.34Mpa、t0=435℃、d0=4.7kg/(kw.h)、tfw=150℃、pfw=4.9Mpa，若bp=0.88，試求該機組的絕對電效率和電廠的煤耗率。解： 根據(jù)鍋爐和汽輪機參數(shù)，從水蒸汽表和焓熵圖查得h 0=3306kj/kg h fw=634.9kj/kg汽輪發(fā)電機組的熱耗率為q0=d(h-hfw)=4.7(3306-634.9)=12554.17[kj/kw.h]00則發(fā)電廠的熱耗率為qcpq0=12554.17/0.88=14266.10[kj/kw.h]bo發(fā)電廠熱效率cp3600pel=3600pel=3600/qcp=3600/14266.10=0.252QcpBQl發(fā)電標準煤耗量bs0.123=0.1231000/0.252=487.4[g標準煤/kw.h]cp又cpbpel故該機組的絕對電效率為elcp=0.252/0.88=0.286bp14某凝汽式發(fā)電廠裝有兩臺300MW汽輪發(fā)電機組，年設(shè)備利用小時數(shù)n=6000h,機組的熱耗率q0=7954.9kj/(kw.h),p=0.98,b=0.91，全年供電W=337680萬kW.h，試求：（１）廠用電率和供電標準煤耗率；（２）平均每天燒的煤多少噸；（３）若某項革新使機組的熱耗率降低 4.1868kj/kW.h，全年節(jié)約多少標準煤？解 發(fā)電廠主要熱經(jīng)濟指標電廠熱耗率q0qcp =7594.9/(0.91x0.98)=8920.04[kj/kw.h]b o3電廠熱效率cp3600pel=3600pel=3600/qcp=3600/8920.04=0.414QcpBQl電廠供電熱效率n3600W360033768104cpqcp2Pel10360008920.0423001036000=0.379ncp(1ab)cpn故ab1cp=1-0.379/0.404=0.063cp發(fā)電標準煤耗率bs0.123=0.1231000/0.404=304.45[g標準煤/kw.h]cp標準供電煤耗率bnsBbs=304.45/(1-0.063)=325[g標準煤/kw.h]PPab1ab(2)全年能耗Qa3600W3376801043600n0.379cp故平均每天燒煤BaQa3376801043600cpQl3650.379221903651000=3960.2(噸/天)(3)全年共可節(jié)能Qa=Wq’=33768044.1868=1.41101010kj則共可節(jié)約標準煤Ba=Qa/(292703101000)=482.85噸10)=1.4110/(2927016.某300MW汽輪發(fā)電機組，制造廠提供的機組保證熱耗值為8331.7kj/(kW.h)，但由于各種原因使的在實際運行中熱耗率為8345.55kj/(kW.h)，若年利用小時數(shù)為6000h，p=0.98,b=0.91問全年多耗標準煤多少噸？解設(shè)計電廠熱耗率q0=8331.7/(0.910.98)=9342.57[kj/kw.h]qcpbo實際電廠熱耗率qcp,q0=8345.55/(0.910.98)=9358.10[kj/kw.h]bo4故電廠熱耗率值多耗qcp=qcp’-qcp=9358.10-9342.57=15.53[kj/kw.h]機組的發(fā)電量為W=3001036000=1.8109(kw.h)則全年多耗標準煤mWqc1.810915.53=955噸292701032927000036003600q00.43408820.985trimg17.某200MW汽輪發(fā)電機組，原設(shè)計參數(shù)為p0=12.75Mpa、t0=535℃、pc=0.0049Mpa、ri=0.882、mg=0.985。若將新汽壓力提高到16.2MPa，其它條件不變，試求該機組熱耗率的相對變化。解：根據(jù)機組參數(shù)查焓熵圖和水蒸氣表得h0=3439kj/kgh0'=3395kj/kghc=2006kj/kghc'=1957kj/kghfw=136.2kj/kg在原設(shè)計參數(shù)下th0hc34392006=0.434h0hfw3439136.2,h,c33951957將新汽壓力提高后,h0h,0hfw3395136.2=0.441t則該機組設(shè)計參數(shù)的熱耗率為=9547.9[kj/kw.h]將新汽壓力提高后的熱耗率為q,0'360036000.985=9396.3[kj/kw.h]trimg0.4410882則熱耗相對變化值為|q,q0||9396.39547.9|=1.59%0q09547.9簡答題：提高蒸汽初溫度和初壓力對發(fā)電廠理想循環(huán)和實際循環(huán)的影響有什么不同？答：對于發(fā)電廠理想循環(huán),當提高初溫和初壓時,可以使整個吸熱過程中平均溫度提高,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。對于電廠實際循環(huán)熱效率，即汽輪機絕對內(nèi)效率itri。當初參數(shù)提高時，它有不同的變化方向；對蒸汽流量較大的大容量汽輪機，t提高，ri降低很??；因此提高蒸汽的初參數(shù)可以提高汽輪機的i。對于蒸汽流量較小的小容量汽輪機，ri的降低可能大于熱效率t的提高，此時提高蒸汽的初參數(shù)會降低汽輪機的i，從而多耗燃料并使設(shè)備復(fù)雜、造價提高。所以，只有當汽輪機容量較大時，采用高參數(shù)才能提高機組的熱經(jīng)濟性。2． 影響提高蒸汽初參數(shù)的主要技術(shù)因素有哪些？均適用于供熱機組嗎？5答：主要技術(shù)因素有：（1）提高蒸汽初溫度，要受制造動力設(shè)備鋼材性能的限制；當溫度升高時，鋼的強度極限、屈服點、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，這同樣會降低金屬的強度。所以，用提高蒸汽初溫來提高熱力設(shè)備的熱經(jīng)濟性，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)成本的方面發(fā)展。（2）提高蒸汽的初壓力，除使設(shè)備壁厚和零件強度增加外，主要受汽輪機末級葉片容許最大濕度的限制。在其它條件不變時，對無中間再熱機組隨初壓力的提高，蒸汽膨脹終端濕度是不斷增加的；當汽輪機蒸汽終端濕度超過容許值時，蒸汽水分對末級葉片不僅產(chǎn)生侵蝕作用、增加蒸汽流動阻力，而且還可能發(fā)生沖擊現(xiàn)象，使汽輪機相對內(nèi)效率降低很多，并影響其安全性。對于供熱機組因抽汽供熱量較大、凝汽流較小，所以除對終端濕度要略放寬外，其它影響同凝汽機組。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蒸汽終端濕度和設(shè)備金屬材料熱力性能的制約。在實際工程中，要通過很復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟比較后才能確定。因為提高初參數(shù)，一方面可以提高發(fā)電廠熱經(jīng)濟性，節(jié)約燃料；但另一方面則增加了設(shè)備投資費用。只有將節(jié)省燃料和投資增加因素進行綜合比較，才可作出經(jīng)濟上最佳蒸汽初參數(shù)配合選擇的結(jié)論。4． 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Prh選的過低時，由于附加循環(huán)平均吸熱溫度T,低于基本循環(huán)的平均吸熱溫度Tav使整個再avPrh選的過高，雖然附加循環(huán)的吸熱平均溫度,,熱循環(huán)效率下降。反之，如Tav高于Tav的數(shù)值可能很大；但此時因附加循環(huán)熱量占整個循環(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，對于每一個中間再熱后的溫度都相應(yīng)存在一個中間再熱最有利的再熱壓力值，此時中間再熱循環(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。而實際的最佳中間再熱壓力值應(yīng)通過技術(shù)經(jīng)濟比較確定。提高再熱后的溫度trh有利于增加附加循環(huán)吸熱過程平均溫度Trh，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。５． 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)是提高機組熱經(jīng)濟性的一個很有效的手段,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t＝tc2-tc1式中t是冷卻水進、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0～11℃；tc1,tc2為冷卻水進、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，冷卻水進口水溫度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限多，凝汽器面積也不可能無限大，汽輪機末級葉片不能太長限制了末級通流能力，均是降低pc的技術(shù)限制。最佳真空，是在汽輪機末級尺寸，凝汽器面積一定的情況下，運行中循環(huán)水泵的功耗與背壓降低機組功率增加間的最佳關(guān)系。當tc1一定，汽輪機Dc不變時，背壓只與凝汽器冷卻水量G有關(guān)。當G增加時，汽輪機因背壓降低增加的功率Pe與同時循環(huán)水泵耗功也增加的Ppu差值最大時的背壓即為最佳真空。66． 給水回熱加熱能提高循環(huán)熱效率的根本原因是什么？給水回熱加熱能提高循環(huán)熱效率的根本原因是減少冷源損失。用做功能力法分析，回熱使給水溫度提高，提高了工質(zhì)在鍋爐內(nèi)吸熱過程的平均溫度，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(huán)熱效率。7． 回熱級數(shù)、最佳給水溫度和回熱分配三者之間的關(guān)系怎樣？答：多級回熱加熱的最佳給水溫度與給水總加熱量（即給水焓減去凝結(jié)水焓） 在各級如何分配有密切關(guān)系。因為給水總加熱量一定時， 各級加熱量可以有不同的分配方案。 其中必有一種最佳分配方案，使循環(huán)絕對內(nèi)效率為最高。所以最佳給水溫度是建立在各級最佳分配基礎(chǔ)上的值；換言之，最佳給水溫度是各級最佳分配的必然結(jié)果。多級回熱加熱的最佳給水溫度還與加熱級數(shù)的多少有關(guān)；當給水溫度為一定時，增加級數(shù)可以降低各級抽汽與給水之間的溫差，從而減少給水加熱過程的不可逆性，提高循環(huán)效率；增加級數(shù)的同時又能提高最佳給水溫度，這樣可使循環(huán)熱效率達到最大值，即加熱級數(shù)越多，最佳給水溫度愈高。8.給水回熱加熱分配的焓降分配法和平均分配法是在什么假定條件下得到的?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?！?）若忽略各級回熱抽汽的凝結(jié)放熱量q1、q2??qz隨Z的變化均認為是常數(shù)，此時，q1=q2=??qz=0，這種分配方法是將每一級加熱器水的焓升hwz取做前一級蒸汽至本一級蒸汽在汽輪機中的焓降hz-1,簡稱為焓降分配法。（2）若忽略各級加熱蒸汽凝結(jié)放熱量的差異，即q1=q2=??qz這種分配方法的原則是每一級加熱器水的焓升相等，簡稱為平均分配法。9.中間再熱對回熱效果有何影響?實際動力工程中應(yīng)如何選擇再熱機組的最佳回熱參數(shù)?答:采用蒸汽中間再熱會削弱給水回熱的效果；其主要原因為：回熱循環(huán)與朗肯循環(huán)比其效率的相對增長為r1i=1

iiArrh1r回熱再熱循環(huán)與回熱循環(huán)相比其效率的相對增長ii=1rArrhi比較以上兩式可見：由于iri和ArrhAr所以回熱機組采用再熱后，絕對內(nèi)效率的提高比無中間再熱采用回熱提高的要小。這是因為中間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，再熱后各級抽汽量減少從而使回熱抽汽做功減少，凝汽汽流做功相對增加，所以rrhii，這說明，回熱機組采用中間再熱后削弱了給水效果。實際動力工程中，不能單純追求熱經(jīng)濟性，還必