【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 與分產(chǎn)供熱的比例與其經(jīng)濟(jì)性。也可用于宏觀控制地區(qū)熱電聯(lián)產(chǎn)和集中供熱鍋爐供熱房供熱發(fā)展的比例及其綜合經(jīng)濟(jì)效益。9． 熱電聯(lián)產(chǎn)為什么能節(jié)省燃料？節(jié)省燃料的條件是什么？如何計(jì)算？ 熱電廠所以節(jié)省燃料主要是采用了熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)的方式減少了冷源損失，以及集中供熱，即由熱電廠的大型高效鍋爐代替效率較低的分產(chǎn)供熱鍋爐的結(jié)果。 熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)雖能節(jié)省燃料，但由于一般供熱式機(jī)組仍有凝汽流發(fā)電，熱網(wǎng) 損失等不利因素，影響其燃料節(jié)省，因此燃料節(jié)省是有條件的。（1） 熱電廠生產(chǎn)電能燃料節(jié)省的條件。其計(jì)算式為： = (t/a) 式中A=。 H=。 K= 系數(shù)A基本上為一常數(shù)，H和K僅取決于熱電廠和代替凝汽式電廠的蒸汽參數(shù)，熱力系統(tǒng)及其設(shè)備完善程度，一般這兩個(gè)系數(shù)變化不很大，因X可以在01之間變化，所以調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)燃料節(jié)省主要取決于熱化發(fā)電比X的大小。其臨界熱化發(fā)電比為[X]=K/H，此時(shí)熱電聯(lián)產(chǎn)凝汽流多耗燃料等于供熱汽流節(jié)省的燃料。顯然要使熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)電能節(jié)省燃料必須滿足X[X]的條件。 （2） 熱電廠生產(chǎn)熱能節(jié)省燃料的條件。其計(jì)算式為 由上式可見(jiàn)，熱電廠供熱節(jié)省燃料是因?yàn)殄仩t效率一般大于分散鍋爐效率，但熱電廠集中供熱的熱網(wǎng)損失使熱電廠供熱節(jié)約燃料降低，是多耗燃料的因素，要是集中熱節(jié)省燃料，即0,則熱電廠供熱節(jié)約燃料的條件為： 10． 熱化發(fā)電率增大是否一定節(jié)省燃料？ 答：熱化發(fā)電率增大不一定能節(jié)省燃料；只有在參數(shù)為一定的情況下，熱化發(fā)電率增大 才能節(jié)省燃料。12. 為什么說(shuō)在具有高參數(shù)大容量機(jī)組的大電網(wǎng)中設(shè)置中參數(shù)供熱機(jī)組是不經(jīng)濟(jì)的？答：要使熱電聯(lián)產(chǎn)生產(chǎn)電能節(jié)省燃料，必須滿足X[x]的條件，[X]由i和 確定，因此它與熱電廠和代替凝汽式電廠的蒸汽參數(shù)、熱力系統(tǒng)及其熱力設(shè)備的完善程度有關(guān)。當(dāng)熱電廠和代替凝汽式電廠具有相同得初參數(shù)時(shí)，其熱化發(fā)電比[X]相當(dāng)小時(shí)，即約為13%15%時(shí)熱電廠便開(kāi)始節(jié)省燃料。當(dāng)熱電廠的蒸汽初參數(shù)比代替凝汽式電廠的蒸汽初參數(shù)低很多時(shí)，只有熱化發(fā)電比[X]很大時(shí)，才開(kāi)始節(jié)省燃料；由于熱電廠的熱負(fù)荷一般具有季節(jié)性，而熱電廠在低熱負(fù)荷時(shí)運(yùn)行其X值較小，所以不易取得經(jīng)濟(jì)效益。故在具有高參數(shù)大容量機(jī)組的大電網(wǎng)中設(shè)置中參數(shù)供熱機(jī)組是不經(jīng)濟(jì)的。13． 如何理解“熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)”的燃料節(jié)省并不僅表現(xiàn)在聯(lián)合能量生產(chǎn)本身范圍內(nèi)，還表現(xiàn)在整個(gè)能量供應(yīng)系統(tǒng)？ 答：由于熱電廠電能的生產(chǎn) 采用聯(lián)合能量生產(chǎn)方式，減少了冷源損失，以及由于集中供熱，既由熱電廠的高效鍋爐代替效率較低的分產(chǎn)供熱鍋爐，所以說(shuō)“熱電聯(lián)合能量生產(chǎn)”的燃料節(jié)省并不僅表現(xiàn)在聯(lián)合能量生產(chǎn)本身范圍內(nèi)；而且因聯(lián)產(chǎn)供熱，代替了分散的分產(chǎn)供熱，從而砍掉了地方鍋爐，節(jié)約了燃煤，所以節(jié)煤是表現(xiàn)在整個(gè)能量供應(yīng)系統(tǒng)。14． 某地區(qū)既有熱負(fù)荷也有電負(fù)荷，是否就應(yīng)建立熱電廠？影響建立熱電廠的主要因素是什么？ 答：某地區(qū)既有熱負(fù)荷也有電負(fù)荷也不一定適宜建立熱電廠。它主要決于與熱負(fù)荷的大小和特性，還要考慮建熱電廠初投資較大，周期較長(zhǎng)；而且還要在熱負(fù)荷集中的地方建廠，選廠較困難。如果水質(zhì)條件差，回水率又低，或熱用戶分散，相距又較遠(yuǎn)，都是其不利條件。因此必須經(jīng)過(guò)詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析論證才能確定采用那種方案更為合理。15． 說(shuō)明熱化系數(shù)的含意及熱化系數(shù)最優(yōu)值的含意，為什么說(shuō)熱化系數(shù)值才是經(jīng)濟(jì)的？ 熱化系數(shù)是以熱電聯(lián)產(chǎn)為基礎(chǔ)，把熱電聯(lián)產(chǎn)與熱電分產(chǎn)按一定比例組成的熱電聯(lián)產(chǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)綜合經(jīng)濟(jì)性的宏觀控制指標(biāo)；它表示在熱電聯(lián)產(chǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)中熱化供熱量（即熱電聯(lián)產(chǎn)供熱量）所占比例。其余熱量的百分值由系統(tǒng)中尖峰鍋爐或由電廠的鍋爐富裕量供應(yīng)。它可簡(jiǎn)單表述為：熱電廠供熱機(jī)組同一抽汽參數(shù)的最大抽汽供熱量Qht(m)與供熱系統(tǒng)最大熱負(fù)荷Qm之比，即；就其含意來(lái)說(shuō)，它不僅反映了聯(lián)產(chǎn)能量供應(yīng)系統(tǒng)中聯(lián)產(chǎn)供熱與分產(chǎn)供熱的比例及其經(jīng)濟(jì)性，也反映了分產(chǎn)供電經(jīng)濟(jì)性。 當(dāng)節(jié)約煤量對(duì)熱化系數(shù)的導(dǎo)數(shù)為零時(shí)的值稱為理論上熱化系數(shù)最優(yōu)值。它表明此時(shí)燃料節(jié)省達(dá)到最大值。 若=1， Qht(m)=Qm。即在采暖最冷期的短時(shí)間內(nèi)，因熱負(fù)荷較大，此時(shí)熱經(jīng)濟(jì)性較好。但在整個(gè)采暖期間大部分時(shí)間內(nèi)，因熱負(fù)荷減少，熱化發(fā)電量Wh下降，凝汽發(fā)電量Wc增大，因熱電廠發(fā)Wc的bec要高于電網(wǎng)代替凝汽式電站的發(fā)電煤耗b，這部分發(fā)電反而多耗煤，熱經(jīng)濟(jì)性降低；而在非采暖期，采暖熱負(fù)荷為零，或僅有小量熱水負(fù)荷或?yàn)榱?；此時(shí)幾乎為凝汽發(fā)電，其熱經(jīng)濟(jì)性大為降低，所以對(duì)于熱電聯(lián)產(chǎn)供能系統(tǒng)的 1才是經(jīng)濟(jì)的。16. 若背壓汽輪機(jī)的Pel=12000kW、p0=、t0=435℃，排氣參數(shù)pb=、hb=，bp=、mg=、hs=1。排汽凝結(jié)水全部返回，hhs=，假定hfw=hhs, 且不考慮自用汽量（下同），試求：（１） 此熱電廠的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量；（２） 發(fā)電方面和供熱方面的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)（熱量法）；（３） 燃料利用系數(shù)；（４） 熱化發(fā)電率； 解 ：根據(jù)鍋爐和汽輪機(jī)的參數(shù)，查焓熵圖得 h0=3312kj/kg 供熱機(jī)組的汽耗量 機(jī)組的熱平衡 = D0=== (t/h) 熱電廠總的熱耗量Qtp=== =(KJ/h) 供熱方面分配的熱耗量　 Qtp(h)=== =(KJ/h)發(fā)電方面的熱耗量Qtp(e)=QtpQte(h)= =(KJ/h) (1)此熱電廠的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 =(t/h)(2) a. 發(fā)電方面的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo) 發(fā)電熱效率：= 發(fā)電方面熱耗率=3600/=(kj/) 發(fā)電方面標(biāo)準(zhǔn)煤耗率 =(kg/)b. 供熱方面的熱經(jīng)濟(jì)指標(biāo)供熱熱效率: =供熱標(biāo)準(zhǔn)煤耗率=(kg/Gj)(3)熱電廠的燃料利用系數(shù) ==(1) 熱化發(fā)電率==17. 上題中若回水率只有60%，而補(bǔ)充水的溫度為20℃。若給水焓為回水和補(bǔ)水的混合焓，試求熱電廠供熱的熱耗量及全廠煤耗量。 解 20℃時(shí)補(bǔ)充水的焓值為 hma= 則給水的焓值為 hfw==+=(kj/kg) 則供熱熱耗量為 Qtp(h)== ==(kj/h) 熱電廠總的熱耗量Qtp== = =(KJ/h) 則全廠的標(biāo)準(zhǔn)煤耗量 =(t/h)18. 若B635/5型背壓機(jī)的p0=、t0=435℃，ph=、D0=60t/h， 設(shè) bp=、mg=，回水率為100%，試求：，并說(shuō)明變化的原因。 解 根據(jù)機(jī)組參數(shù)可查焓熵圖得 h0=3310kj/kg hh=2780kj/kg 熱電廠總的熱耗量 Qtp=== = (KJ/h) 汽輪機(jī)的理想循環(huán)熱效率 = 當(dāng)相對(duì)內(nèi)效率=,則機(jī)組的熱損耗為 = () =當(dāng)相對(duì)內(nèi)效率=,則機(jī)組的熱損耗為 = 2108 () = 鍋爐和管道熱損失為 = 2108 ()=24106 (kj/h) 電廠的燃料利用系數(shù) == == 由計(jì)算可見(jiàn),該電廠燃料利用系數(shù)的變化主要是由于機(jī)械損失和發(fā)電損失的改變.19 . 某熱電廠裝有C1235/10型一次調(diào)節(jié)抽汽式汽輪機(jī)，其有關(guān)參數(shù)為：p0=、t0=435℃、p1=、pc= 、hc=、h1=2332kj/kg 、hwc=、 bp=、mg=、hs=hhs=。如果熱用戶需要從該熱電廠獲得62802103kj/h的供熱量，對(duì)外供汽的凝結(jié)水全部返回。試求該汽輪機(jī)進(jìn)入凝汽器的凝汽量，燃料利用系數(shù)及熱化發(fā)電率。解 由汽輪機(jī)參數(shù)查焓熵圖得 h0=3312kj/kg 供熱方面的熱耗量為 Qtp(h)= 則 =71336103(kg/h) 由機(jī)組的熱平衡可得 D0(h0h1)+(D0Dh)(h1hc)= = D0(h0hc)=Dh(h1hc)+ = =+=(t/h) 故 Dc=D0Dh==(t/h) 混合水焓值為 熱電廠總的熱耗量 Qtp=== = (KJ/h)熱電廠的燃料利用系數(shù) == 熱化發(fā)電量 熱化供熱量 故熱化發(fā)電率=20.　　某熱電廠裝有一臺(tái)C5090/，若凝汽量最小為17t/h仍需發(fā)出額定功率Pel=5000kW時(shí)，它的最大抽汽量是多少？已知汽輪機(jī)的p0=，t0=535℃，h1=，hc=， mg=。 　　解 根據(jù)機(jī)組參數(shù)由焓熵圖查得 h0=3485kj/kg 汽輪機(jī)額定功率為Pe=50000kw由功率方程得 [Dc(h0hc)+Dh(h0hh)]=3600Pe Dh(h0hh)=3600Pe/Dc(h0hc) Dh()=360050000/() Dh=(t/h) (t/h) 第四章 發(fā)電廠熱力循環(huán)主要參數(shù)對(duì)電廠經(jīng)濟(jì)性的影響思考題及習(xí)題1. 　提高蒸汽初溫度和初壓力對(duì)發(fā)電廠理想循環(huán)和實(shí)際循環(huán)的影響有什么不同？ 　答：對(duì)于發(fā)電廠理想循環(huán),當(dāng)提高初溫和初壓時(shí),可以使整個(gè)吸熱過(guò)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(duì)于電廠實(shí)際循環(huán)熱效率，即汽輪機(jī)絕對(duì)內(nèi)效率。當(dāng)初參數(shù)提高時(shí)，它有不同的變化方向；對(duì)蒸汽流量較大的大容量汽輪機(jī)，提高，降低很??；因此提高蒸汽的初參數(shù)可以提高汽輪機(jī)的。對(duì)于蒸汽流量較小的小容量汽輪機(jī)，的降低可能大于熱效率的提高，此時(shí)提高蒸汽的初參數(shù)會(huì)降低汽輪機(jī)的，從而多耗燃料并使設(shè)備復(fù)雜、造價(jià)提高。所以，只有當(dāng)汽輪機(jī)容量較大時(shí)，采用高參數(shù)才能提高機(jī)組的熱經(jīng)濟(jì)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(jī)組嗎？　答：主要技術(shù)因素有：（1） 提高蒸汽初溫度，要受制造動(dòng)力設(shè)備鋼材性能的限制；當(dāng)溫度升高時(shí)，鋼的強(qiáng)度極限、屈服點(diǎn)、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(huì)降低金屬的強(qiáng)度。所以，用提高蒸汽初溫來(lái)提高熱力設(shè)備的熱經(jīng)濟(jì)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(qiáng)度增加外，主要受汽輪機(jī)末級(jí)葉片容許最大濕度的限制。在其它條件不變時(shí)，對(duì)無(wú)中間再熱機(jī)組隨初壓力的提高，蒸汽膨脹終端濕度是不斷增加的；當(dāng)汽輪機(jī)蒸汽終端濕度超過(guò)容許值時(shí)，蒸汽水分對(duì)末級(jí)葉片不僅產(chǎn)生侵蝕作用、增加蒸汽流動(dòng)阻力，而且還可能發(fā)生沖擊現(xiàn)象，使汽輪機(jī)相對(duì)內(nèi)效率降低很多，并影響其安全性?！?duì)于供熱機(jī)組因抽汽供熱量較大、凝汽流較小，所以除對(duì)終端濕度要略放寬外，其它影響同凝汽機(jī)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(shí)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(jī)蒸汽終端濕度和設(shè)備金屬材料熱力性能的制約。 在實(shí)際工程中，要通過(guò)很復(fù)雜的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后才能確定。因?yàn)樘岣叱鯀?shù)，一方面可以提高發(fā)電廠熱經(jīng)濟(jì)性，節(jié)約燃料；但另一方面則增加了設(shè)備投資費(fèi)用。只有將節(jié)省燃料和投資增加因素進(jìn)行綜合比較，才可作出經(jīng)濟(jì)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(dāng)Prh選的過(guò)低時(shí)，由于附加循環(huán)平均吸熱溫度低于基本循環(huán)的平均吸熱溫度Tav使整個(gè)再熱循環(huán)效率下降。反之，如Prh選的過(guò)高，雖然附加循環(huán)的吸熱平均溫度高于的數(shù)值可能很大；但此時(shí)因附加循環(huán)熱量占整個(gè)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(jiàn)，對(duì)于每一個(gè)中間再熱后的溫度都相應(yīng)存在一個(gè)中間再熱最有利的再熱壓力值，此時(shí)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(shí)際的最佳中間再熱壓力值應(yīng)通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)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(guò)程平均溫度，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(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的一個(gè)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(jī)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＝tc2tc1　 式中t是冷卻水進(jìn)、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(jìn)、出口溫度，℃；t為凝汽器的端差,t = tctc2,它與凝汽器的面積、管材、冷卻水量等有關(guān)。t一般為310℃。由上式可見(jiàn)，冷卻水進(jìn)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(wú)限多，凝汽器面積也不可