华北电力大学《发电厂动力部分》复习纲要.pdf

1 发电厂动力部分复习纲要 第一章第一章 一、基本概念 1热力学系统热力学系统：热力系（简称系统）是一个可识别的物质集团，其物理特性和可能产生的 作用就是我们要研究的内容 系统总是由边界包围的， 其边界叫做界面， 界面以外就是外界 2热机热机：凡是能将热能转换为机械能的机器统称为热力发动机，简称热机热机例如蒸汽轮机、 燃气轮机、内燃机和喷气发动机皆为热机 3热力学第一定律热力学第一定律 （1）热可以变为功，功也可以变为热一定量的热消失时，必产生数量与之相当的功；消耗 一定量的功时，必产生数量与之相当的热 （2）对于任何一个系统，输入系统的能量减去输出系统的能量，等于系统储存能量的增加 4热力学第二定律热力学第二定律 （1）克劳修斯说法：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体 （2）开尔文说法：任何发动机都不可能只从单一的热源吸热，并把它连续不断地转变为功 二、考点 1状态参数状态参数6 个名称及单位个名称及单位 （1）可直接测量：压力 p（Pa或N/m2） 、温度 T（K或） 、比容 vV/m（m3/kg） （2）不可简单测量（导出） ：比内能 u（kJ/kg）比焓 h（kJ/kg） 比熵 s（kJ/(kg.K)） 2热力学第一热力学第一与与第二定律第二定律两者的两者的区别与联系区别与联系 第一定律指出了不同能量形式之间转化的可能，以及转换过程中的数量关系，但它没有揭示 这种转化的的方向性和转化的深度，热力学第二定律指出了一些自然过程的不可逆性。

3卡诺循环卡诺循环过程？循环效率公式（会对该公式分析给出提高循环效率的办法） 第二章第二章 一、基本概念 1干度干度：湿蒸汽中，纯饱和蒸汽的质量百分数 n 过冷水过冷水：在定压下，未达到饱和状态的水 n 饱和水饱和水：在定压下，达到饱和状态的水 n 饱和蒸气饱和蒸气：在定压下，达到饱和状态的蒸气 n 湿饱和蒸汽湿饱和蒸汽：在定压下，饱和水与饱和蒸汽的机械混合物 n 干饱和蒸汽干饱和蒸汽：在定压下，纯饱和蒸汽 2喷管喷管：在火电厂中应用较多的喷管湿一种使流体速度得以提高的热力设备 n 工质流经喷管时，压力和焓值降低压力和焓值降低，速度提高速度提高 n 工质流经喷管时间极短，可认为该过程是不对外散热的绝热绝热流动过程，且不不对外做功 2 二、考点 1水的定压形成过程水的定压形成过程（会 T-S 及 P-V 画图，会“一点、两线、三区、五态” ） 2水的临界参数水的临界参数 当压力增加到某一临界值时，饱和水与干饱和蒸汽不仅具有相同的压力和比体积，而且 还具有相同的温度和熵，这时的饱和水与干饱和蒸汽之间的差异已完全消失，在图中由同一 点 C 表示，这个点称为临界点，这样一种特殊的状态称为临界状态。

pc=22.129MPa vc=0.00326m3/kg tc=374.15 3喷管的种类与选型喷管的种类与选型渐缩喷管、缩放喷管（拉伐尔喷管） 4绝热节流绝热节流使工质做功能力下降 n 工质在管道内流动时，经常需要流经阀门、孔板等设备阀门、孔板出的局部阻力使 工质压力明显降低的现象称为节流节流一般认为是来不及散热的，即绝热节流 n 节流前后焓相等 （但节流过程不是等焓过程） ， 但节流后工质的做功能力随其压力降低、 熵增大而降低了即节流后热能数量虽未改变，但其品位降低了 n 节流虽然造成能量损失，但工程上离不开节流如控制和测量流量 5水蒸气动力循环 n 朗肯循环朗肯循环 1 点：C 点为临界点 2 线：AC 饱和水线（上界线） CB 干饱和蒸气线（下界线） 3 区：AC 以左过冷水区（液相区） ACB以下湿蒸汽区 （汽液两相区） CB 以右过热蒸汽区（汽相区） 5 态：a 未饱和水、b 饱和水、c 湿蒸汽、 d 干蒸汽、e 过热蒸汽 3 （1） 朗肯循环与卡诺循环的不同之处在于水在锅炉内的吸热过程是非定温的； 汽轮机进 口处的蒸汽是过热蒸汽而非干饱和蒸汽；乏汽的凝结时完全的，而非在两相区。

（2）朗肯循环热效率：=(h1-h2)/(h1-h3) =(h1-h2)/(h1-h2) n 再热循环再热循环 n 提高循环热效率的方式 第三章第三章 一、基本概念 1导热、导热过程导热、导热过程 n 定义：指温度不同的物体各部分或温度不同的两物体间直接接触时，依靠分子、原子 及自由电子等微观粒子热运动而进行的热量传递现象 n 过程：物体内部或物体间并无物质的宏观相对位移，其热量的传递使依靠物体（或物 质）内部微粒的热运动来实现的 （从微观角度看，导热机理不同） 2对流换热、辐射换热 l 热对流：流体中（气体或液体）温度不同的各部分之间，由于发生相对的宏观运动而 把热量由一处传递到另一处的现象 l 对流换热对流换热：流体与固体壁间的换热 l 辐射：物体通过发射电磁波向外传递能量的现象 l 热辐射：由于热的原因，物体的热力学能转化为电磁波的能量而进行的辐射过程 l 辐射换热辐射换热：物体之间通过热辐射方式交换热量的过程 3有效辐射有效辐射：单位时间离开单位面积的总辐射能为有效辐射 本体辐射 E 和反射辐射 Er的总和称为有效辐射 Eef 12为过热蒸汽在汽轮机内的可逆 绝热膨胀做功过程 23为乏汽向凝汽器的可逆定压放 热的完全凝结过程 34为凝结水通过水泵的可逆绝热 压缩过程 45、56、61 为高压水在锅炉 内经定压预热、汽化、过热而称为 过热蒸气的可逆吸收过程 热效率： 循环本身不一定提高循环热效率 其热效率与在热压力有关 x2降低,给提高初压创造了条件， 选取再热压力合适，一般采用一次 再热可使热效率提高 23.5 4 二、考点 1影响对流换热的因素影响对流换热的因素 2黑体与黑色物体的区别 n Ea+Er+Ed=Ee 吸收辐射反射辐射透射辐射投射辐射 n A+R+D=1 吸收率反射率透射率1（上式以总能量 Ee通除） n 黑体黑体：：落到物体表面的辐射能被物体全吸收（A=1） ；；白体（R=1） ；透热体（D=1） n 区别区别： 黑色物体是现实存在的物体， 它不是黑体； 而黑体是吸收比等于 1 的理想物体， 现实中并不存在。

有些黑色物体吸收能力很强， 其吸收率接近于 1,可近似认为是黑体 3顺流、逆流顺流、逆流各受热面的优缺点各受热面的优缺点 在条件相同时，逆流较顺流可以获得较好的传热效果但是逆流布置时，因两种流体的 最高温度集中在换热器的同一端面上，容易造成该端面的金属壁过热超温而导致损坏，顺流 则不会因此，对于高温换热器，有时需要故意设计成顺流 对于有相变的换热器，如蒸发器和冷凝器，发生相变的流体温度不变，所以不存在顺流 还是逆流的问题 4传热强化 n 传热过程：热量从温度较高的流体经过固体壁传递给另一侧温度较低流体的过程 n 强化传热目的：缩小设备尺寸、提高热效率、保证设备安全 n 强化传热措施强化传热措施：增发传热系数 K 或增大传热温差t 以及传热面 S 第第五五章章 一、基本概念 1工业分析与元素分析 n 元素分析：全面测定煤中所含化学元素的分析 碳（碳（C） 、氢（） 、氢（H） 、氧（） 、氧（O） 、氮（） 、氮（N） 、硫（） 、硫（S）） 、灰分（、灰分（A） 、水分（） 、水分（M）） n 工业分析：在一定实验室条件下的煤样，分析得出四种成分的质量分数的过程 水分、灰分、挥发分水分、灰分、挥发分、、固定碳固定碳 2低位发热量 l 发热量 Q：单位质量的煤完全燃烧时释放的热量，单位为：千焦/公斤（kJ/kg） 。

l 煤的高位发热量煤的高位发热量 Qgr：1 公斤煤完全燃烧后产生的热量，包括燃烧产物（烟气）中水 分的汽化潜热 l 煤的低位发热量煤的低位发热量 Qnet ：从高位发热量中扣除了水蒸气的汽化潜热后的热量 3煤粉细度、煤粉经济细度 l 煤粉细度煤粉细度：取一定数量的煤粉样放入某一尺寸的筛子上进行筛分，当有 ag 煤粉留在 筛面上，bg 煤粉通过筛孔落下，则筛子上剩余的煤粉质量占原煤粉样总质量的百分数 就是煤粉细度 Rx=a/(a+b) 表示煤粉颗粒群的粗细程度， 是衡量煤粉质量的重要指标 l 煤粉经济细度煤粉经济细度：磨制煤粉的电耗和燃烧不完全损失之和最小时的煤粉细度 影响因素：A）煤种 B）磨煤机和分离器的形式 C）燃烧方式等 5 4过量空气系数：实际空气量 Vr与理论空气量 V0的比值，以表示 5自然循环： 锅炉的自然循环是锅炉在冷态下，汽包水位标高以下的蒸发系统内充满的水是静止的， 当上升管在锅炉内受热时，部分水就生成蒸汽，形成了密度较小的混合物而下降管在炉外 不受热，管中水分密度较大，这样在两者密度差的作用下就产生了推动力，汽水混合物在水 冷壁内向上流动，经过上联箱、导管进入汽包，下降管中由汽包来的水则向下流动，经下联 箱补充到水冷壁内，这样不断的循环流动，就形成了自然循环。

二、考点 1锅炉型号铭牌、会解释各字母及参数的意义 2锅炉分类按压力、水冷壁内工质的流动动力、燃烧方式等 按用途分 电站锅炉(发电)、工业锅炉(工业生产工艺用汽或供暖 )、热水锅炉 (民用采暖或供热) 按容量分 锅炉机组容量以大、 中、 小的排序和分类在不断演变， 目前 300MW 以上的机组配置的锅炉为大容量锅炉 按蒸气压力分 低压(P<2.5Pa)、中压(P3.9Pa)、高压(P10.8Pa)、超高压 (P14.7Pa)、亚临界压力(P16.818.6Pa)、超临界及超超临 界压力(P2540Pa) 按燃烧方式分 火床炉、煤粉炉(四角燃烧、对冲燃烧、型火焰燃烧)、 旋风炉、流化床锅炉 按蒸发受热面 循环方式分 自然循环、控制循环、直流锅炉、低倍率符合循环 按排渣方式分 固态排渣炉（主要方式） 液态排渣炉（娘子关电厂） 按通风方式分 平衡通风锅炉（微负压） 微正压锅炉（很少） 按水冷壁内工质 的流动动力分 自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉 3工业分析、元素分析和基准三者之间关系图 收到基收到基 空气干燥基空气干燥基 干燥基干燥基 干燥无灰基干燥无灰基 碳 氢 氧 氮 硫 内部水分 外部水分 A C H O N S Mad Mf 灰分 固定碳 挥发分 水分 焦炭 挥发性物质 4磨煤机磨煤机按转速分类分别适合何种制粉系统 1）低速磨煤机：1525rm； 一般适用于中间储仓式制粉系统 2）中速磨煤机：50300rm；适用于直吹式制粉系统 3）高速磨煤机：7501500rm 5制粉系统 n 分类分类：1）直吹式制粉系统（正压系统、负压系统） 2）储仓式制粉系统（干燥介质送粉、热风送粉） 6 n 给出图能表处主要设备 （a）负压系统 中速磨直吹式制粉系统中速磨直吹式制粉系统 （b）正压系统 1-原煤斗；2-自动磅秤；3-给煤机；4-中速磨煤机；5-煤粉分离器；6-次风箱；7-一次风管； 8-燃烧器；9-锅炉；10-送风机；11-一次风机；12-空气预热器；13-热风管道；14-冷风管道； 15-排粉机；16-二次风箱；17-冷风门；19-密封风机 （a）干燥剂送粉 中间储仓式制粉系统中间储仓式制粉系统 （b）热风送。