《熱力發電廠》習題解答 - 下載本文

還要考慮建熱電廠初投資較大,周期較長;而且還要在熱負荷集中的地方建廠,選廠較困難。如果水質條件差,回水率又低,或熱用戶分散,相距又較遠,都是其不利條件。因此必須經過詳細的技術經濟比較和分析論證才能確定采用那種方案更為合理。

15. 說明熱化系數的含意及熱化系數最優值的含意,為什么說熱化系數值?tp?1才是經濟的?

熱化系數是以熱電聯產為基礎,把熱電聯產與熱電分產按一定比例組成的熱電聯產能量供應系統

綜合經濟性的宏觀控制指標;它表示在熱電聯產能量供應系統中熱化供熱量(即熱電聯產供熱量)所占比例。其余熱量的百分值由系統中尖峰鍋爐或由電廠的鍋爐富裕量供應。它可簡單表述為:熱電廠

供熱機組同一抽汽參數的最大抽汽供熱量Qht(m)與供熱系統最大熱負荷Qm之比,即?tp?Qht(m)Qm;就

其含意來說,它不僅反映了聯產能量供應系統中聯產供熱與分產供熱的比例及其經濟性,也反映了分產供電經濟性。

當節約煤量?Btp對熱化系數?tp的導數為零時的?tp值稱為理論上熱化系數最優值。它表明此時燃料節省達到最大值。

若?tp=1, Qht(m)=Qm。即在采暖最冷期的短時間內,因熱負荷較大,此時熱經濟性較好。但在整

個采暖期間大部分時間內,因熱負荷減少,熱化發電量Wh下降,凝汽發電量Wc增大,因熱電廠發Wc的bec要高于電網代替凝汽式電站的發電煤耗b,這部分發電反而多耗煤,熱經濟性降低;而在非采暖期,采暖熱負荷為零,或僅有小量熱水負荷或為零;此時幾乎為凝汽發電,其熱經濟性大為降低,所以對于熱電聯產供能系統的?tp <1才是經濟的。 16.

若背壓汽輪機的Pel=12000kW、p0=3.43Mpa、t0=435℃,排氣參數pb=0.98Mpa、hb=3023.7kj/kg,?b?p=0.855、?mg=0.95、?hs=1。排汽凝結水全部返回,hhs=334.9kj/kg,假定hfw=hhs, 且不考慮自用汽量(下同),試求: (1) (2) (3) (4)

此熱電廠的標準煤耗量;

發電方面和供熱方面的熱經濟指標(熱量法); 燃料利用系數; 熱化發電率;

解 :根據鍋爐和汽輪機的參數,查焓熵圖得

h0=3312kj/kg 供熱機組的汽耗量

機組的熱平衡 D0(h0?hb)=

3600Pel?mg

D0=

3600?120003600Pel==157.3 (t/h)

.7)?0.95(h0?hb)?mg(3312?3023 熱電廠總的熱耗量Qtp=

Q0?b?p=

D0(h0?hb)157730?(3312?334.9)=

0.885?B?P =549.22?106(KJ/h) 供熱方面分配的熱耗量

Qtp(h)=

Qh?b?p=

D0(hb?hfw)157730(3023.7?334.9)=

?b?p0.855 =479.40?106(KJ/h) 發電方面的熱耗量

Qtp(e)=Qtp-Qte(h)= 549.22?106-479.40?106=69.82?106(KJ/h) (1)此熱電廠的標準煤耗量 Btp?sQtpQl=549.22?106/29270=18.76(t/h)

(2) a. 發電方面的熱經濟指標 發電熱效率:?tp(e)?3600Pel3600?12000=0.6187 669.82?10Qtp(e)3600 發電方面熱耗率qtp(e)??tp(e)=3600/0.6187=5818.33(kj/kw.h)

發電方面標準煤耗率 btp(e)s?Btp(e)Pels?0.123?tp(e)=0.123/0.6187=0.119(kg/ke.h)

b. 供熱方面的熱經濟指標

供熱熱效率: ?tp(h)??b?p?hs=0.885 供熱標準煤耗率btp(h)?(3)熱電廠的燃料利用系數

sBtp(h)Ql106=34.16/0.885=39.96(kg/Gj)

29270?tp(h)3600Pel?Qh3600?12000?479.40?106?0.855 ?tp?==0.825 6549.22?10BtpQl(1) 熱化發電率??17.

Wh3600?12000==0.102 Qht157730?(3023.7?334.9)上題中若回水率只有60%,而補充水的溫度為20℃。若給水焓為回水和補水的混合焓,試求熱電廠

供熱的熱耗量及全廠煤耗量。

解 20℃時補充水的焓值為 hma=84.4kj/kg

則給水的焓值為 hfw=?hb?(1??)hma=0.6?334.9+0.4?84.4=234.7(kj/kg) 則供熱熱耗量為

Qtp(h)=

Qh?b?p=

D0(hb??hhs)?b?p

=

157730(3023.7?0.6?334.9)=520.74?106(kj/h)

0.855

熱電廠總的熱耗量Qtp=

Q0?b?p=

D0(h0?hfw)?B?P

=

157730?(3312?234.7)

0.855 =567.7?106(KJ/h) 則全廠的標準煤耗量 Btp?sQtpQl=567.7?106/29270=19.39(t/h)

?mg=0.95,18. 若B6-35/5型背壓機的p0=3.43Mpa、t0=435℃,ph=0.419Mpa、D0=60t/h, 設 ?b?p=0.88、

回水率為100%,被壓汽輪機的給水焓等于用戶的返回水焓376.8kj/kg,試求:當汽輪機的相對內效率由0.75變化到0.64時該電廠燃料利用系數的變化,并說明變化的原因。

解 根據機組參數可查焓熵圖得 h0=3310kj/kg hh=2780kj/kg

熱電廠總的熱耗量

D0(h0?hfw)60?103?(3310?376.8) Qtp===

0.88?b?P?b?pQ0 =2.0?108 (KJ/h) 汽輪機的理想循環熱效率

?t?h0?hh3310?2780=0.18067 ?h0?hfw3310?376.8 當相對內效率?ri=0.75時,則機組的熱損耗為

?Qmg1?Qcp?mg?Qtp?bp?i(1??mg)?Qcp?tp?t?ri(1??mg)?

= 2?108?0.88?0.18067?0.75? (1-0.95) =1.1924?106kj/h

當相對內效率?ri=0.64時,則機組的熱損耗為

?Qmg2?Qcp?mg?Qtp?bp?i(1??mg)?Qtp?bp?t?ri(1??mg)

= 2?108 ?0.88?0.18067?0.64? (1-0.95) =1.0175?106kj/h 鍋爐和管道熱損失為

?Qbp?Qtp(1??bp)= 2?108 ?(1-0.88)=24?106 (kj/h) 電廠的燃料利用系數

?tp13600W1?Qh1Qtp??Qmg1??Qbp ??QtpQtp2?108?24?106?1.1924?106 ==0.8740 82?10 ?tp23600W2?Qh2Qtp??Qmg2??Qbp ??QtpQtp2?108?24?106?1.0175?106 ==0.8749 82?10 由計算可見,該電廠燃料利用系數的變化主要是由于機械損失和發電損失的改變.

19 . 某熱電廠裝有C12-35/10型一次調節抽汽式汽輪機,其有關參數為:p0=3.43Mpa、t0=435℃、p1=0.98Mpa、pc=0.0036Mpa 、hc=2030.4kj/kg、h1=2332kj/kg 、hwc=116.89kj/kg 、 ?b?p=0.88、?mg=0.95、?hs=1、hhs=334.94kj/kg 假定給水焓為凝結水和回水供熱的混合焓。如果熱用戶需要從該熱電廠獲得62802?103kj/h的供熱量,對外供汽的凝結水全部返回。試求該汽輪機進入凝汽器的凝汽量,燃料利用系數及熱化發電率。 解 由汽輪機參數查焓熵圖得 h0=3312kj/kg 供熱方面的熱耗量為

Qtp(h)=

Q?b??hsp62802?103?71366

0.88 則 Dh?Qtp(h)?b?ph1?hhs62802?103=71336?103(kg/h) ?2332?334.94 由機組的熱平衡可得 D0(h0-h1)+(D0-Dh)(h1-hc)= =

3600Pel?mg

D0(h0-hc)=Dh(h1-hc)+

3600Pel?mg D0?Dh(h1?hc)3600Pel ?h0?hc(h0?hc)?m?g31.45(2332?2030.4)3600?12000?10?3 = ?3312?2030.4(3312?2030.4)0.95 =35.48+7.4=42.88(t/h)

故 Dc=D0-Dh=42.88-31.45=11.43(t/h) 混合水焓值為 hfw?Dchwc?Dhhs11.43?116.89?31.45?334.94??276.82kj/kg

D042.88 熱電廠總的熱耗量

D0(h0?hfw)42.88?103?(3312?276.82) Qtp===

0.88?B?P?b?pQ0 =147.9?106 (KJ/h) 熱電廠的燃料利用系數

3600Pel?Qh3600?12000?62.802?106 ?tp?==0.717

147.9?106Qtp 熱化發電量Wh?Dh(h0?h1)?mg?1033600

Dh(h1?hhs1)?103 熱化供熱量Qh?

3600 故熱化發電率??Wh(h0?h1)?mg(3312?2332)0.93=0.466 ??Qhh1?hhs2332?334.9420. 某熱電廠裝有一臺C50-90/1.2型汽輪機,若凝汽量最小為17t/h仍需發出額定功率Pel=5000kW時,

它的最大抽汽量是多少?已知汽輪機的p0=8.82Mpa,t0=535℃,h1=2682.5kj/kg ,hc=2298.97kj/kg, ?mg=0.95。 解 根據機組參數由焓熵圖查得 h0=3485kj/kg 汽輪機額定功率為Pe=50000kw由功率方程得 [Dc(h0-hc)+Dh(h0-hh)]?mg=3600Pe Dh(h0-hh)=3600Pe/?mg-Dc(h0-hc)

Dh(3485-2682.5)=3600?50000/0.95-17?103(3485-2298.97)

Dh=210.98(t/h)

故其最大抽汽量為210.98(t/h)

??????第四章????????發電廠熱力循環主要參數對電廠經濟性的影響?

思考題及習題?

??? 提高蒸汽初溫度和初壓力對發電廠理想循環和實際循環的影響有什么不同?

? 答:對于發電廠理想循環,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效率提高,即提高了蒸汽循環熱效率。

對于電廠實際循環熱效率,即汽輪機絕對內效率?i??t?ri。當初參數提高時,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降低很小;因此提高蒸汽的初參數可以提高汽輪機的?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會降低汽輪機的?i,從而多耗燃料并使設備復雜、造價提高。所以,只有當汽輪機容量較大時,采用高參數才能提高機組的熱經濟性。 2.

影響提高蒸汽初參數的主要技術因素有哪些?均適用于供熱機組嗎?

答:主要技術因素有: (1)

提高蒸汽初溫度,要受制造動力設備鋼材性能的限制;當溫度升高時,鋼的強度極限、屈服點、





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