Qg Pe g 1 Pax 3600Pax

发电机能量损失率为
g
Qg Qcp
b pim (1 g )
（六）全厂总能量损失及总效率 对整个发电厂的生产过程而言，将上述各项损失综 合考虑以后，得出凝汽式发电厂的总效率ηcp的表达 式为

cp b pimg
1 1 Z Z

（3）用反平衡法求Wi、wi
Wi Q0 Qc
wi q0 qc

2. 汽轮机汽耗为D0kg时机组热耗（循环吸热量）
Q0 D0h0 Drh qrh Dfwhfw
D0 Dfw , Q0 D0 (h0 hfw ) Drh qrh

1kg新蒸汽的热耗（比热耗）

v ds dp T
节流过程的熵产ΔSp 1v s p dp s1 s0 0T 做功能力损失

I p Tens p Ten
v dp Ten ( s1 s0 ) 0T
1
图1－4 工质绝热节流过程T－s图
3. 工质膨胀做功（或 压缩）过程的做功能 力损失。 蒸汽在汽轮机中不可 逆热膨胀，水在水泵 中被不可逆绝热压缩 等都属于有摩阻的绝 热过程，膨胀时其做 功能力损失
图1-2 凝汽式电厂能量转换过程的热量利用和热量损失
三、熵方法 熵方法以热力学第二定律为理论基础，着重研究各 种动力过程中做功能力的变化。实际的动力过程都 是不可逆过程，必然引起系统的熵增（熵产），引 起做功能力的损失。熵产的大小表征热力过程不可 逆性的大小，可用来确定做功能力损失，并以此作 为评价电厂热力设备热经济性的指标。 在温度为T en的环境里，某一热力过程或设备中的 熵产Δs引起的做功能力损失

图１－６
纯凝汽式发电厂热力系统图
图１－６
纯凝汽式发电厂做功能力损失分布图

（1） 锅炉的散热损失Δq 锅炉散热引起的做功能力损失
q q(1 b )
Ib q(1 b )

11 （2） 化学能转变为热能引起的熵产 sb
11 sb
q0 h0 h3 s8 s3 Tg Tg
锅炉热损失率为
Qb Qcp Qb Q b 1 b 1 b Qcp Qcp Qcp
（二）管道热损失与管道效率 在工质流过主蒸汽管道时，会有一部分热损失。管 道效率用汽轮机的热耗量Q0与锅炉设备热负荷Qb之 比（主蒸汽管道出、进口热量之比）表示，其表达式为



Qp Q0 p 1 Qb Qb

Wi 1 Qc Wi Wa i rit Qo Q0 Wa W0

汽轮机冷源热损失率
c
Qc Qc Q0 Qb Q Q W b 0 (1 i ) b p (1 i ) Qcp Q0 Qb Qcp Qcp Qb Q0
以图1-1为例，以汽轮机的汽水参数所表示的Q0、 Wi、q0、wi及ηi如下所述。 1. 汽轮机汽耗为D0时的实际内功 汽轮机实际做功 Wi有三种表示法： （1） Wi以汽轮机凝汽流和各级回热汽流的内功之 和表示，则实际内功为

5. 汽轮机的机械磨擦损失产生的做功能力损失 I m (h1 h2 )(1 m ) Tensm

6. 发电机的做功能力损失
I g＝（h1 h2 )(1 g )m Tensg
7.凝汽式发电厂的做功能力损失及全厂效率 每生产1kg蒸汽凝汽式发电厂做功能力损失

锅炉中总的做功能力损失 为 I I 1 I 11 I 111
b b b b
(1 b )q Ten ( s8 s3 ) Ten ( s0 s8 )
Leabharlann 2. 主蒸汽管道的做功能力损失
蒸汽流过主蒸汽管道时，既有沿程压力损失，又有沿程散热损失，因压 损而引起的做功能力损失见图中面积0′-1′-1″-0″-0′,其表达式为
(四）汽轮机的机械损失△Qm及机械效率ηm 汽轮机输出给发电机轴端的功率与汽轮机内功率之 比称之为机械效率ηm，其表达式为

3600Pax Qm m 1 Wi Wi

汽轮机机械热损失率为
Qm m b pi (1 m ) Qcp
（五）发电机的能量损失及发电机效率 发电机的输出功率Pe与轴端输入功率Pax之比称之为 发电机效率ηg，其表达式为
D h
j 1
Z
j
qrh ) Dc (h0 hc
wi i 1 q0 (h0 h fw ) rh qrh
用比内功和比热量来表示
h
j Z j j
z
j
c hc
h
1
c hc
h
j 1
Z
j
qrh ) c (h0 hc
1 Z

其中
D0 D1 D2 Dz Dc D j Dc
1
Z
Drh D0 D1 D2 D j Dc
3
Z

汽轮机组的实际比内功表达式为：
wi h0 rh qrh j h j c hc j h j c .hc

I＝Tens

考虑能量转换过程中所有的不可逆过程 后，火电厂 总的做功能力损失 I I
cp

cp
(一）典型不可逆过程的做功能力损失 1. 有温差换热过程的做功能力损失。

dq Ta sa Tbsb
dq dq T s sb sa dq Tb Ta TaTb
管道热损失率
p
Qp Qcp Qp Qb Qb Q Q b (1 0 ) b (1 p ) Qcp Qcp Qb

（三）汽轮机的冷源损失与汽轮机绝对内效率 汽轮机的绝对内效率ηi表示汽轮机实际内功率与汽 轮机热耗量之比（即单位时间所做的实际内功与耗 用的热量之比），其表达式为

全厂总效率也表示发电厂输出的有效能量（电能） 与输入总能量（燃料的化学能）之比，其表达式为
3600Pe 3600Pe cp BQnet Qcp

发电厂总能量损失率为
cp
Q j Qcp
j
cp


Qj Qb Qp Qc Qm Qg
Qcp 3600P e Qb Qp Qc Qm Qg

e (ein eq ) (eout w) Tens
其中
eq q0c q0 (1
Ten ) Tg
实际电厂的总火用损为
e＝e
b
ep et ec epu em eg
电厂生产1kg蒸汽所消耗燃料的火用值为：
emax q
全厂火用效率


热量法是以燃料化学能从数量上被利用的程度来评价电厂的 热经济性，一般用于电厂热经济性定量分析。 熵方法、火用方法是以燃料化学能的做功能力被利用的程度 来评价电厂的热经济性，一般用于电厂热经济性定性分析。 两种不同的观点：能量的数量利用和能量的质量利用 热量法（热效率法）：以热力学第一定律为基础； 做功能力法（或称火用方法）与熵方法：以热力学第 一、二定律为基础。

Wi D1 (h0 h1 ) D2 (h0 h2 ) Dz (h0 hz qrh ) Dc (h0 hc qrh ) D j h j Dc hc
1 Z

（2）Wi以输入、输出汽轮机的能量之差来表示， 则实际内功为
Wi D0 h0 Drh qrh D j h j Dc hc
I Tens Ten T .dq T dq Ten ( )( ) TaTb T Tb Tb


结论：①△T越大 I 越大；
②dq越大 I 也越大； ③ Tb 越高 I 越小。
图1-3 有温差换热过程的T-S图
2. 工质节流过程的做功能力损失 热力学第一定律可表示为 dq dh vdp 节流前后工质焓不变 ，则

化学能转变为热能引起的做功能力损失
q0 I Tens Ten Tg
II b 11 b

（3） 工质温差传热引起的熵产 sb q0 111 sb s0 s3 s0 s8 Tg 工质温差传热引起的做功能力损失
111

III 111 Ib Tensb Ten (s0 s8 )
图1－1 凝汽式发电厂热力系统图
（一）锅炉设备的损失与锅炉效率 锅炉设备中的热损失主要包括有排烟热损失，散热 损失，未完全燃烧热损失，排污热损失等。其中排 烟热损失占总损失的40%～50%。 锅炉效率ηb表示锅炉设备的热负荷与输入燃料的热 量之比。其表达式为


Db (hb h fw ) Qb Qb Qb b 1 Qcp BQnet BQnet Qcp

It Tenstu Ten (s5 s8 )
图1－5 工质膨胀做功过程T－s图
(二）凝汽式发电厂各种损失及全厂总效率ηcp
1. 锅炉的做功能力损失 锅炉设备的做功能力损失由三部分组成：（1）锅 炉的散热引起的做功能力损失 I b ，见图1-6中面积 6-7-3″-6″-6面积；（2）化学能转变为热能引起的 做功能力损失 I ,见图 1-6中3′-8′-8″-3″-3′的面积； b （3）工质温差传热引起的做功能力损失 ,见图1 6中 8′ I b -O′- O″-8″-8′。
（一）热量法 热量法进行热经济性分析时是通过热量的利用程 度（如热效率）或损失大小（如热量损失、热量损 失率）来评价电厂和热力设备的热经济性的。 在热量转换及传递过程中，热平衡式为： 供给热量=有效利用热量+损失热量 1．热效率（热量利用率）η