热力发电厂生产的实质是能量转换,即将燃料中的化学能通过在锅炉中燃烧转变为蒸汽的热能,并通过汽轮机的旋转变为机械能,最后通过发电机转为所需电能。
热力发电厂的类型:
化石燃料发电厂,供电的凝汽式发电厂;
核能发电厂,供电,供热的热电厂;
再生能源发电,供电,热,冷的发电厂;
垃圾发电厂,供电,热,煤气的发电厂;
磁流体发电厂,多功能热电厂;
新能源发电厂。
评价热力发电厂热经济性两种基本分析方法:
从热力学观点来分析,只要两种基本分析方法,即基于热力学第一定律的热量法(效率法,热平衡法);基于热力学第二定律的火用方法(可用能法,做功能力法)或火商方法(火用损,做功能力损失)。
两种热经济性评价方法的比较及其应用:
1,两种方法算得的总损失量和装置效率是相同的。
2,对于损失的分布,两种方法得出了不同的结果。
热量法中的能量损失以散失于环境为准,不区分能量品味的高低,故凝汽器的损失最大;火用方法中,锅炉由于燃烧、传热的严重不可逆性,可用能损失最大。
3,热量法只表明能量数量转变的结果,不能揭示能量损失的本质原因。
火用方法不仅表明能量转换的结果,并能确切揭示能量损失的部位、数量及其损失原因,考虑了不同事物有其质的区别,两者对同一事物不同侧面的认识,两者是相辅相成、互为补充,却不能相互取代。
4,定量计算采用热量法,定性分析采用火商方法。
蒸汽动力循环的循环参数:新蒸汽压力P0、温度t0,及再热后进入中压缸的再热蒸汽温度trh和进入凝汽器的排气压力pc。
现在火电厂的常用蒸汽循环为:再热循环、回热循环、热电联产循环和热电冷三联产循环。
提高蒸汽初温:排气干度x提高到x’,减少了低压缸排汽湿汽损失。
提高蒸汽温度使其比体积增大,当其他条件不变时,汽轮机高压端的叶片高度加大,相对减少了高压端漏气损失,因而可提高汽轮机的相对内效率nri,从而提高了汽轮机的绝对内效率ni=ntnri.
影响提高蒸汽初参数的主要因素
1,提高蒸汽初参数可提高热经济性,节约燃料
2,提高t0受金属材料的制约
3,提高p0受蒸汽膨胀终了时湿度的限制
4,提高p0,t0影响电厂的钢材消耗和总投资
5,更高蒸汽初参数,更大容量机组的可用率
电厂用水量
凝汽器的冷却水量Gc一般可根据冷却水倍率m来确定,即Gc=mDc,Dc为汽轮机的最大凝汽流量。
冷却倍率m与地区、季节、供水系统、凝汽器结构有关。
冷却系统的选择
热力发电厂的供水有直流供水(开式供水)、循环供水(闭式供水)和将两种方法结合起来的混合供水
常用的循环供水的冷却设施有:冷却池、喷水池、喷射冷却装置及冷却塔四种。
给水回热循环;利用已在汽轮机做过功的部分蒸汽,通过在给水回热加热器将回热蒸汽冷却放热来加热给水,以减少液态区低温工质的吸热,因而提高循环的吸热平均温度,使循环热效率提高。
再热的目的
采用郎肯循环时,提高蒸汽初压、降低排汽压力,均使汽轮机的排汽湿度加大,不仅降低了汽轮机的相对内效率,而且蒸汽中水滴冲蚀汽轮机叶片,危及叶片安全。
采用蒸汽再热是保证汽轮机最终湿度在允许范围的一项有效措施。
只要再热参数选择合适,还是进一步提高初压和热经济性的重要手段。
核电汽轮机的新蒸汽过热度低,或为干饱和蒸汽乃至湿蒸汽,采用蒸汽再热的作用主要还是为了安全,用以提高进入汽缸的蒸汽干度,使排汽湿度在允许范围。
热电联产或热化是热电联合能量生产的简称,他将燃料的化学能转化为高品位的热能用来发电,同时将已在供热式汽轮机中做了部分功后的低品位热能,用来对外供热,符合按质利用热能的原则,达到了热尽其用,提高热利用率,使热电厂的热经济性大为提高,节约了能源。
燃料利用系数ntp为输出电、热两种产品的总能量与输入能量之比,它将高品位的电能按热量单位折算为3600W后经与品位低的供热量Qh相加,不能表明热、电两种能量产品在品位上的差别;只能表明燃料能量用在数量上的有效利用程度,故称为热电厂的燃料利用系数,是数量指标。
热化发电率w为质量不等价的热电联产的热化发电量Wh与热化供热量Qh,t的比值。
为什么说w是评价热电联产技术完善程度的质量指标?
热化发电率w与热电厂所采用的供热机组类型及其主要蒸汽参数、返回水率及其水温,补补充水温、设备的技术完善程度等有关。
当供热机组的汽水参数一定时,热功转换过程的技术完善程度越高,w越高。
热化系数的定义
供热机组每小时最大热化供热量Qh,t与每小时最大热负荷Qh之比,为以小时计的热化系数atp,即atp=Qh,t/Qh
燃气轮机组主要由压气机,燃烧室和燃气轮机三大设备组成。
助燃锅炉联合循环:燃气轮机的排气引人普通锅炉做助燃空气之用,故称助燃锅炉联合循环。
核电厂由核岛和常规岛组成。
核电在反应堆热中子堆--清水堆LWR--压水堆PWR--燃料为浓缩铀--慢化剂为轻水--冷却水为轻水
地热发电方式,蒸汽型地热发电和热水型地热发电。
热力系统可分为原则性热力系统和全面性热力系统两类。
全面性热力系统图是实际热力系统的反映,它包括不同运行工况下的所有系统,以反映该系统的安全可靠性、经济性和灵活性。
因此,全面性热力系统图是施工和运行的主要依据。
混合式加热器的优点由于汽水直接接触传热,其端差为零,能将水加热到加热蒸汽压力下所对应的饱和温度,热经济性高于有端差的表面式加热器,同时由于没有金属传热面,构造简单,在金属耗量、制造、投资以及汇集各种汽、水流等方面优于表面式。
热除氧机理
1,分压定律(道尔顿定律)
混合气体全压力P0等于其组成各气体分压力之和
P0=PN2+PO2+PCO2+。
+PH2O=Pj求和+PH2O
2,亨利定律:气体在水中的溶解度,与该气体在水面上的分压力成正比。
即单位体积水中溶解某气体量b与水面上该气体的分压力Pb成正比
b=Kd.Pb/P0................P0为混合气体全压力Kd为该气体的重量溶解度系数
3传热方程4传质方程
热负荷:由电厂通过热网向热用户的不同用途的热量,称为热负荷
热网分类:热网载热质有蒸汽和热水两种,相应的热网称为汽网和水网。
一般发电厂全面性热力系统由以下局部系统组成:主蒸汽和再热蒸汽系统、旁路系统、回热加热系统、给水除氧系统、主凝结水系统、补充水系统、供热系统、厂内循环水系统、和锅炉启动系统。
主蒸汽系统的三种形式
A单母管制系统B切换母管制系统C单元制系统
旁路系统的作用
1保护再热器2协调启动参数和流量,缩短启动时间,延长汽轮机寿命
3回收工质和热量、降低噪声4防止锅炉超压,兼有锅炉安全阀的作用
5电网故障或机组甩负荷时,锅炉能维持热备用状态或带厂用电运行。