电厂热力系统与辅助设备(PPT202页)

机械效率一般为ηj = 9 6％～ 99％。
5、发电机损失及发电机效率 发电机损失：发电机轴与支持轴承的摩擦， 以及发电机机内冷却介质的摩擦和铜损（线圈发 热）、铁损（激磁铁芯涡流发热等）造成的功率 消耗。 发电机效率ηd ：发电机的输出电功率与轴端 输入功率之比。
ηd＝96％～99％
发电厂总效率
总结：
采用热电联产，避免或减少冷源损失，提高 燃料的利用率，可节约大量燃料（20~25%）。
同时提高蒸汽初压力和初温度， 则使汽轮机相对内效率降低和提高的 因素同时起作用，经分析计算表明， 提高初压力对相对内效率降低的影响 大于提高初温度对相对内效率提高的 影响。也就是说，同时提高蒸汽的初 压力和初温度，汽轮机的相对内效率 是降低的。
蒸汽初参数与单机容量的关系：
容量越大，热效率增加的幅度大于相对内效 率降低的幅度，故发电厂总效率提高。
火电厂各项损失及效率
1、锅炉损失和锅炉效率
锅炉损失：包括有排烟、散热热损失，未完全 燃烧热损失，排污热损失等
锅炉效率ηgl：锅炉在完成燃料化学能转变为 蒸汽热能的过程中，锅炉的有效利用热量与输入 燃料热量之比 。
大、中型锅炉ηgl=85％～94％
2、管道损失和管道效率 管道损失：工质流过蒸汽管道和给水管道时由 于泄露及散热造成的损失。
结论
采用再热循环后，电厂的经济性提高，故大 容量发电厂的热力循环均采用再热循环。
四、采用热电联产
基本概念 热电联产：既生产电能又对外供热的过程。 热电厂：既生产电能又对外供热的电厂。
生产方式
1、背压式汽轮机：排汽压力高于0.1MPa的
汽轮机。
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汽轮机
发电机
热
器
热用户
锅 炉
给水泵
2、调节抽汽式汽轮机
一、提高蒸汽初参数，降低终参数
1、提高初参数对发电厂热经济性的影响 对循环热效率的影响：
其它条件不变，提高初参数循环热效率提高。
对汽轮机相对内效率的影响： 提高蒸汽初温，汽轮机相对内效率提高。 提高蒸汽初压力，汽轮机相对内效率降低。
同时提高蒸汽的初压力和初温度，汽轮机相对 内效率降低。
提高蒸汽初温度，蒸汽比容增大，
电厂热力系统与辅助设备
火电厂生产过程 火电厂经济性分析 火电厂的辅助设备及系统 火电厂的热力系统
杨淑红
纯凝汽式发电厂的热经济性
朗肯循环及热效率 火电厂各项损失及效率 火电厂主要热经济指标
朗肯循环及热效率
朗肯循环的组成：
锅炉——定压加热过程 汽轮机——绝热膨胀过程 凝汽器——定压放热过程 给水泵——绝热压缩过程 锅炉
管道效率ηgd ：汽轮机组的热耗量与锅炉设备
热负荷的比值。
若不计工质损失，一般 ηgd =99％；若考虑 工质损失，ηgd =96～ 97％。
3、汽轮机内部损失和汽轮机相对内效率 汽轮机内部损失：汽轮机在实际工作过程中存 在着进汽节流、排汽及内部（包括漏汽、摩擦、 湿汽等）损失。 汽轮机的相对内效率ηrn：汽轮机的实际焓降 与理想焓降之比。
汽耗率增大。
回热级数越多，热效率越高。但设备投资越大。 因此回热抽汽量为进汽量的15%-25%，回热级 数也有限制。
结论：
采用回热循环后，电厂的经济性提高，故发 电厂的热力循环均采用回热循环。
三、采用蒸汽中间再热
蒸汽中间再热：
在汽轮机高压缸内膨胀到某一中间压力的蒸 汽，全部送回锅炉再热器定压加热至初温后再送 回汽轮机低压缸继续膨胀做功的过程。
环境温度 排汽干度 凝汽器尺寸
二、采用给水回热
基本概念：
1．回热抽汽：由汽轮机中间级抽出的蒸汽。
2．回热过程：利用汽轮机的抽汽加热锅炉给水 的过程。
3．回热循环：利用汽轮机抽汽加热锅炉给水 的热力循环。
装置系统图：
锅炉
给 水 泵
汽轮机 ~
凝 汽 器
回热加热器 凝结水泵
分析:
循环热效率提高。 节省燃料和金属材料，提高经济性。 冷源损失减小。
容量越小，热效率增加的幅度小于相对内效 率降低的幅度，故发电厂总效率降低。
总结：
高参数配大容量 低参数配小容量
提高初参数的限制：
金属耐热能力 排汽干度
2、蒸汽终参数对电厂经济性的影响 蒸汽终参数影响：
降低终参数，循环热效率提高，汽轮机相对 内效率略有降低。故电厂总效率提高。
降低终参数的限制：
一般ηrn =78％～ 85％ 汽轮机的绝对内效率：ηan=ηrn .ηt
4、汽轮机机械损失及机械效率
汽轮机机械损失：汽轮机支持轴承、推力轴 承与轴和推力盘之间的机械摩擦，以及拖动主油 泵、调速系统所引起的损失。
机械效率ηj ：汽轮机输出给发电机轴端的功 率与汽轮机的内功率之比的百分数，称之为机械 效率。
再热循环的目的：
提高汽轮机排汽干度。
装置系统图
过再 热热 器器 锅 炉
给水泵
汽轮机 发电机
凝 汽 器
分析
汽轮机排汽干度提高。
正确选择再热压力，可以同时提高排汽干度 和循环热效率。
再热次数增多，设备系统复杂，投资费用增 大。目前高参数大容量机组的再热级数一般小于 两 级在。相同参数范围内，再热循环汽耗率小于朗 肯循环汽耗率。
汽轮机 凝汽器
给水泵
状态变化：
锅炉——工质由未饱和水变成过热蒸汽。 汽轮机——工质由过热蒸汽变为湿蒸汽。 凝汽器——工质由湿蒸汽变为饱和水。 给水泵——压缩后压力升高，温度略有升高 工质由饱和水变为未饱和水。
热效率：
t
t
q0
h0 hna h0 hn'
朗肯循环热效率ηt的大小反映了冷源损失的大 小，其数值约在40％～45％。
ηndc= ηt ηglηgdηrnηjηd
总结
纯凝汽式发电厂热效率低的原因： 1）冷源损失太大 2）热力过程的不可逆性使损失太大
火电厂主要热经济指标
1）汽耗率 每产生1kwh的电所消耗的热量。 2）热耗率 每产生1kwh的电所消耗的热量。 3）煤耗率 每产生1kwh的电所消耗的燃料量。
提高火电厂热经济性的途径
容积流量增大，在其它条件不变的情 况下，汽轮机叶栅高度增加，漏汽损 失减少。同时初温提高，湿汽损失减 少。因此，提高蒸汽初温度，可使汽 轮机的相对内效率得到提高。
提高蒸汽初压力，蒸汽比容减小， 容积流量减少，汽轮机的级间漏汽损 失相对增大。排汽终湿度增加。增大 了湿汽损失。所以，提高蒸汽初压力， 使汽轮机的相对内效率降低。