工程热力学读书报告.docx

工程热力学读书报告――火力发电的效率问题及引起的环境问题工程热力学是热力学的一个分支，是热力学理论在工程上的具 体应用工程热力学主要研究热能和机械能及其他形式的能量之间相 互转换的规律而工程热力学在发电厂的应用是相当广泛的，本实验 报告主要针对火力发电厂涉及到的相关热力学理论及火力发电所引 发的一系列环境问题展开讨论电力工业是为国民经济发展提供能源的基础性行业，同时也是社 会发展和人民生活的公用性事业由于我国的能源结构是以煤炭为 主，火力发电一直在我国的电力结构中占据主导地位，并且还将在很 长一段时期内继续保持这种状态然而火力发电的效率由于各种条件 因素的限制，一直处于较低水平，有待提高，虽然我国的煤炭资源相 对丰富，但其使用量也必须是有一定限制的并且火电燃煤还引发了 一系列环境问题，给社会发展和人民健康带来了威胁因此我国火力 发电能否解决其效率问题与环境问题，实现热量的高效转换和与环境 的和谐发展具有重要的战略意义提高火电厂发电效率的措施有：通过设置节流阀，减少热能的损 失，提高气体的定向动能，从而达到较大程度提高火力发电的目的 另外，火力发电过程中，各机件运动也是能量消耗的原因如汽轮机 和磁极转动，它们本身没有能量，也是靠热能提供，有一部分不能转 化为电能。

因此，还得尽量减小这些机件的质量或密度如汽轮机厂 可把汽轮机的叶片尽可能做薄或用轻材料（如钛铝合金）代替钢铁部分对旋转磁极，也应该尽量让其减小质量当然，各生产线可综合 各种情况，具体改进，从而提高火电效率火力发电厂的主要工作流程是，燃料燃烧的热能f锅炉f高温高压水蒸汽 f汽轮机f机械能 发电机 电能 变压器 电力系统燃料的化学能在锅炉中转变为热能，加热锅炉中的水使之变为蒸汽， 称为燃烧系统；锅炉产生的蒸汽进入汽轮机，推动汽轮机旋转，将热 能转变为机械能，称为汽水系统；由汽轮机旋转的机械能带动发电机 发电，把机械能变为电能，称为电气系统朗肯循环是最简单的蒸汽动力循环由水泵、锅炉、汽轮机和 冷凝器四个主要装置组成.水在水泵中被压缩升压；然后进入锅炉 被加热汽化，直至成为过热蒸汽后，进入汽轮机膨胀作功，作功 后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水再回到水泵中，完成 一个循环透平膨胀后的低压载热体蒸汽在冷凝器中凝结成液体 低压液体经泵提高压力升压后的载热体液体加热变成高压蒸汽 高压蒸汽经透平膨胀成低压蒸汽，对外输出功，可带动发动机发 电提高郎肯循环热效率可以从以下方面考虑，提高蒸汽的初温， 这样可以使循环的热效率有所提高，还可以增加出口的乏汽干度， 有利于汽轮机的安全工作。

但由于蒸汽的初温越高，对锅炉的过 热器及汽轮机的高压部分所使用金属的耐压及强度要求也越高， 就不得不采用耐热合金钢，在目前的火力发电厂中，由于受材料 性能的限制，导致蒸汽初温的提高受到一定的限制提高蒸汽的初压也可以提高循环的热效率，但出口乏汽的干度会减小，影响 汽轮机的使用寿命，并使蒸汽机内部摩擦损失增加减低乏汽压 力亦可以提高循环的热效率，但终压的降低受冷凝器冷却介质温 度的限制，不能任意降低通过以上分析可知，为了提高发电厂 蒸汽动力循环的热效率，应尽可能提高蒸汽的初压和初温，并降 低乏汽压力除此之外，在郎肯循环的基础上对循环加以改进， 可以形成相对高效的再热循环，回热循环，和热电联供循环等除了火力发电厂的效率问题外，其引发的环境问题和能源问 题也深受人们的关注目前，我国的环境形势严峻，以煤为主的能 源结构导致大气污染物排放总量居高不下，潜在的环境问题不断显 现，区域性大气污染问题日趋明显我国能源资源以煤炭为主，在电 源结构方面今后相当长的时间内将继续维持燃煤机组的基本格局由 此可见，火电大气污染物的排放对生态环境的影响将越来越严重 燃O煤火力发电目前存在着两个突出的环境保护问题：一是燃煤技术有待 改善，煤的经济利用率要进一步提高；二是煤燃烧除释放出热量外， 还会产生大量的烟尘、二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染环境的 排放物。

合理调整各种能源的发电参数比例，通过技术进步提高燃煤 电厂的煤炭利用效率可以适当降低造成的环境问题当然对于火力发电来说，燃煤不可能对环境是零污染，那么从 环境角度考虑的话，我们便那可以明显感觉到大力发展风力发电，太 阳能发电，地热发电，潮汐发电等清洁能源发电的必要性。