《热力发电厂》习题解答1要点.docx

第一章 发电厂热力过程的理论基础思考题及习题 2第二章 凝汽式发电厂极其热经济性 8第三章 发电厂热力循环主要参数对电厂经济性的影响 15第四章 发电厂局部性热力系统及设备 24第五章 发电厂原则性热力系统 35第六章 发电厂全面性热力系统 37《热力发电厂》习题解答第一章 发电厂热力过程的理论基础思考题及习题1 .对发电厂热功转换效果做出全面正确的评价，为什么必须建立在热力学第一定律和第二定 律基础之上？答：热力学第一定律是从能量转换的数量关系来评价循环的热经济性；它可对各种理想循环进行分析，而实际的各种热力循环中都存在原因不同的不可逆损失， 找出这些损失的部件、 大小、原因、及其数量关系,提出减少这些不可逆损失的措施，以提高实际循环热效率就应采用以热力学第二定律为基础的方法来完成因此对发电厂热功转换效果作出全面的评价，必须建立在热力学第一定律和第二定律 的基础之上2 .评价实际热力循环的方法有几种？它们之间有什么区别和联系？答：评价实际热力循环的方法有两种：一种是热量法（既热效率法） ，另一种是火用（或嫡）方法热量法是以热力学第一定律为基础用能量的基本特性提出热力循环能量转换的数量关系的指标，着眼于能量数 量上的平衡分析，它主要通过计算各种设备及全厂的热效率来评价实际循环的优劣。

这种评价方法的实质 是能量的数量平衡 训方法是以热力学第一，第二定律为依据，不仅考虑能量的数量平衡关系，也考虑循 环中不可逆性引起作功能力损失的程度它是一种具有特定条件的能量平衡法，其评价的指标是 火用效率,这种评价方法实质是作功能力的平衡两种方法之间的区别：热量法考虑热的数量平衡关系，而 火用方法不仅考虑热的量，而且也研究其质的数量关系，即热的可用性与它的贬值问题因此，两种方法所揭示出 来的实际动力装置不完善性的部位、大小、原因是不同的3 .热量沙却和工质刑前勺含义和区别？为什么说 则可作为一个状态参数？答：温度为T的恒温热源释放热量 q,则q在热源温度T和环境温度T^之间实现卡诺循环时所做的最大 技术功，称为热量 火用在发电厂的绝大部分热力设备中，工质都是在稳定流动中，流体由状态（ pi,ti）可逆的变到与环境状态（Pecten）时所做的最大技术功，称为工质 加，而两者均以环境状态为变化的基础，而只是热源的性质不同由 火用的定义可见，当环境温度 Ten为常数时，火用只是热源温度 T或工质进口状 态（Pi,ti）的函数故 火用也可做为一个状态参数4 .对同一热力过程，用热量法和“训方法进行计算，其热效率和“川效率为什么会不一样？试 以节流过程为例说明。

答：热量法是以热力学第一定律（能量传递和转换的数量平衡关系）为基础，从能量的基本特性提出评价热力循环的指标，着眼于能量数量上的分析 火用方法是以热力学第一、二定律为依据，研究循环中的不可逆性引起的做功能力损失的程度故热效率和 火用效率的计算标准不同，故其计算结果也会不同对于节流过程用热量法计算的热效率为：Qc … Qn - Q …“p = 30父100% = p "100% （其中AQp为节流过程中热量损失）p Qp Qp p对于节流过程用火用方法计算的火用效率为pex= 100% , en . Ep 100%ein en上式中.：Ep =0.4479Tenln—p- [kj/kg] pPl - p5 .汽轮机膨胀过程中的不可逆性引起的热损失和 训损失是否相等？为什么？何者大？并在T-s图上表示之答：汽轮机膨胀过程中的不可逆性引起的热损失和 火用损失是不相等因为它们的计算方法不同热量损失要较火用损失大6 .写出发电厂几种典型的不可逆过程的 训损失和嫡增的表达式答：1)有温差的换热过程则损失 AE =(1 T)dq 一(1 一如dq =Ten(T^Tbdq) Ta Tb TaTb ■ , T 、，dq、= Ten(^ )(^) = Ten」S [kj/kg]Tb 订 Tb嫡增..：s = (=_2T-)(dq)[kj/kg.k]Tb ：T Tb2)有压降的绝热节流过程火损 E =TenARln -p—[kj/kg]Pi - P嫡增. ：s = ARln p1 [kj/kg.k]Pi - P3)两种介质混合过程火用损 E =Tm[(m 1+m2)Smix-m1S1-m2s2](kj/kg)嫡增 s =(m1+m)Smix-m1S1-mus2 [kj/kg.k]7 .“传热温差越大，“却损越大”，这和传热学中“传热温差越大，传热效果越好”是否矛盾?为什么?答：不矛盾。

这是一种物理现象中两个不同研究方向前者主要研究过程的不可逆性大小，而后者则 是研究换热量的大小8 .差是造成换热过程中不可逆损失的原因， 所以应尽量减少传热温差，试以发电厂热力过程、 热力系统和热力设备结构上的实际说明如何利用这一原理来提高热经济性的答：如锅炉的打礁，过热器再热气的吹灰，以及凝汽器的清洗等 9 .朗肯循环若考虑汽轮机的相对内效率 ri和水泵效率州pu时，汽轮机的绝对内效率 1如何用各点的始来表示?T-s 图）2、2——汽轮机理想排汽始和实际排汽烙5、5——泵出口的理想给水烙和实际给水烙10 .热力发电厂主要有哪些不可逆损失？怎样减少这些过程的不可逆损失以提高热经济性？答：主要不可逆损失有1)锅炉内有温差换热引起的不可逆损失； 可通过炉内打礁、吹灰等措施减少热阻减少不可逆性2)主蒸汽中的散热和节流引起的不可逆性； 可通过保温、减少节流部件等方式来减少不可逆性3)汽轮机中不可逆膨胀引起的不可逆损失；可通过优化汽轮机结构来减少不可逆性4)锅炉散热引起的不可逆损失；可通过保温等措施减少不可逆性5)凝汽器有温差的换热引起的不可逆损失；可通过清洗凝汽器减少热阻以减少不可逆性11 .某一朗肯蒸汽循环，汽轮机进汽参数为： p0=3.495Mpa,温度为to=435C ,排气压力Pc=0.00499Mpa环境温度为ten=0C ,环境压力为pen=0.0998Mpa,试求：(1)朗肯循环的热效率；(2)同温限的卡诺循环的热效率；(3)该朗肯循环与温限、吸热量相同的卡诺循环相比嫡增及 则的损失？解：根据机组参数查烙嫡图和水蒸汽图表可得ho=3310kj/kg h c=2110 kj/kg h c =133.7 kj/kg t c =32.90 C s c=7.0 kj/kg k s 1=0.4762 kj/kg k(1) 郎肯循环的热效率为tcho -hc 3310-2110 -= =0.378h0 -hc 3310 -137 7(2)同温限卡诺循环热效率为tc =1 —Tc =1-(32.9+273)/(435+273)=0.568T1(3)对卡诺循环：嫡增为h0 -h c 3310 -137.7.：s = = = 4.48kj / kg.k435 237如损失为：E =Ten s = 237 4.48 = 1223.04kj/kg.k(4)对朗肯循环嫡增为 s ^sc-s1 =7-0.4762=6.5238kj/kg.k则损失为 E =Ten ：s =6.5328 273 = 1780.99kj / kg.k12.某一火力发电厂按朗肯循环工作，已知汽轮机的参数 p0=8.99Mpa,温度为t0=535C,排气压力Pc=0.00499Mpa不计水泵的始开，试求：(1)此理想朗肯循环的平均吸热温度和平均放热温度；(2)用平均吸热温度和平均放热温度的概念求理想循环的热效率;解:(1)由崎嫡图可查的h 0=3310 kj/kg hs 2=6.75kj/kg由饱和水蒸汽表查得h \=137.7kj/kgc=2065kj/kg t c=32.90 Cks 1=0.4762 kj/kg k故平均吸热温度为T0 -TcTave =ln(T0)I c彳 535-32.9=1 - 535 273 ln( )32.9 273-516.93K平均放热温度为 T=t+273=32.9+273=305.9K(2) 理想循环的效率为Ttc =1 - =1-305.9/516.93=40.8%Tave13 .若某发电厂锅炉出口的蒸汽参数 Pb=16.978MPa, tb=550C, pfw=16.978MPa, tfw=33 C ,锅炉燃烧平均温 度为2000K ,锅炉效率 \=0.91 ,若环境压力为pen=0.0998Mpa ,环境温度为10 C,试求：锅炉进口的工质 加，并用训方法求锅炉的 灿损失和训效率。

解：查饱和水与过热蒸汽表得h fw=153.49 kj/kg s fw=0.479 kj/kg.kh en=42.1kj/kg s en=0.1510kj/kg.k故工质进口则为e in =(h fw-T ensfw)-(h en-T enSen)二(153.49-283. 0.472)-(42.1-283 0.1510)=20.25kj/kg由崎嫡图查得出口工质的烙嫡值h b=3435kj/kg s b=6.4kj/kg.k故工质出口灿为e out =(h b-T enSb)-(h en-T enSen)=(3435-283 6.4)-(42.1-283 0.1510)=1623.8kj/kg产生1kg蒸汽所需的热量为qb -hb -hfw3435-153.490.91=3606.05kj/kg锅炉热源的热量则为eq =qb(1-Ten/Tg)=3606.5 0.91 (1-283/2000)二3095.8kj/kg锅炉期损失为 eeb=eq+ein -e out =3095.8+20.55-1623.8=1492.55kj/kg锅炉灿效率为bexGuteq - ein16238 =52.10%3095.8 20.5514 .若已知pb=3.9Mpa, tb=450C , p0=3.4Mpa, t0=435 C ,试计算每千克蒸汽在主蒸汽管道中 的则损失，并将此 训损失在T-s图上表示出来。

解：根据参数在崎嫡图中查得h b=3335kj/kg s b =6.96kj/kg.kh=3305kj/kg s 0=7.0kj/kg.k将此过程理解为：首先是在 pb下的定压放热(由温度 tb变到了 t0),其次在t下的绝热节流(将压力从pb变到了 p)锅炉出口蒸汽训值为e b=(h b-Tensb)-(h en-Tensen)汽轮机进口蒸汽训值为e 0=(h 0-T ens0)-(h en-Tensen)故主蒸汽管道中则损失•■: ep = (h b-T enSb)-(h 0-T enSo)=(h b-h o)-T en(s 0-s b)=(3335-3305)+T en(7.0-6.96)=30+0.047T en第二章凝汽式发电厂极其热经济性思考题及习题1 .为什么纯凝汽式汽轮发电机的汽耗率小于回热式汽轮发电机的汽耗率 ，而热耗率则大于回热式？答：在机组功率相同的条件下，由于回热抽汽的作功不足使机组的发电功率减少 ，若保持功率不变，则必需增大机组的汽耗量 D0和汽耗率d0回热式汽轮发电机组的 q0 = 3600 [kj/kw.。