发电厂总效率与热平衡优化分析

发电厂的总效率表示发电厂在整个能量转化过程中能量损失的大小，是指发电厂输出的电能与消耗能量的比值，即

在确定了发电厂各设备或过程的效率后，很容易求得整个电厂实际循环的总效率。对凝汽式发电厂而言，整个热功转换过程的热量有效利用程度则可用发电厂实际循环的总效率ηcp表示，其计算表达式为各热力设备或过程效率的积，即

式（1-6）表明，凝汽式发电厂的总效率取决于各设备的分效率，其中任一设备热经济性的改善，都可能使电厂热效率有所提高。因此，为了提高发电厂的热经济性，必须提高每一个设备对能量的利用率。

若以锅炉生产1kg蒸汽需要消耗燃料的热量为基准进行计算，可得电厂能量平衡方程为

式中　——锅炉每生产1kg蒸汽需要消耗的热量，kJ/kg；

qlb——锅炉热损失，kJ/kg；

qlp——管道热损失，kJ/kg；

qlc——冷源损失，kJ/kg；(www.xing528.com)

qlm——汽轮机的机械损失，kJ/kg；

qlg——发电机的能量损失，kJ/kg；

We——1kg蒸汽的发电量，kW·h/kg。

表1-1列出了不同参数的凝汽式发电厂的各项损失。

以燃料供给的热量为基准，计算出电能及各项能量损失所占的百分数以后，便可绘制出发电厂的热流图。图1-2为一个超高压参数纯凝汽式电厂的热流图，其蒸汽初参数为13MPa、535℃，终参数为5kPa。图中直观地显示出发电厂能量利用与损失的具体分布情况，其中汽轮机的冷源损失是所有损失中最大的。

表1-1　火力发电厂的各项损失　%

图1-2　超高压参数纯凝汽式发电厂热流图

热量法从数量上揭示了能量利用的效果，它建立在自然界中能量守恒与转换定律基础上；从热力学范畴看，它是以热力学第一定律为基础的，其实质是能量在数量上的平衡，并未揭示出能量在品质上的差异。