热能动力基础知识及电厂培训资料

目录第一篇基础知识类第一章．热工基础第一节。

热力学常用的基本概念第二章热力循环及其经济性第一节火力发电厂概述第二节热工测量和自动化系统第三节热力循环第四节．热力系统第三章汽轮机的热应力、热膨胀和热变形第四章管道及其附件第五章．汽水流动损失及减小损失的方法第一节有关流体的基本知识第二节．汽水流动的压力损失第三节减少汽水流动损失的方法第六章水泵及其运行第一节水泵的主要性能参数第二节．水泵的分类及型号第三节．离心泵的各种损失及效率第四节．离心泵的性能曲线及工作点第五节．离心泵的汽蚀第二篇专业篇第一章．汽轮机常识第二章汽轮机构造及工作原理第一节，静止部分第二节，转动部分第三章．汽轮机调节、保护、油系统第一节．调节系统第二节．保安系统第三节油系统及供油设备第四章．辅助设备第一节凝汽设备一．凝汽器二．抽汽器三．冷却塔第二节除氧、回热加热设备一．除氧器二．高压加热器三．低压加热器四．轴封加热器第三节．给水泵第四节．泵与风机第五节．减温减压器第三篇．实际操作篇第一章．汽轮机的启动第二章．汽轮机的停止第三章．汽轮机运行中的维护第一节．运行中的日常维护第二节．正常运行中的试验及设备切换第三节．蒸汽参数变化对汽轮机的影响第四节．运行中监视段压力、机组振动等的监督第五节．汽轮机的滑压运行第四章．汽轮机大修后的验收和试运行第一节．试运前的验收第二节．总体试运行第五章．汽轮机辅助设备的运行第一节．凝汽器的运行第二节．低压加热器的运行第三节．高压加热器的运行第四节．低压除氧器的运行第五节．高压除氧器的运行第六节．高压给水泵的运行第七节．中继水泵的运行第八节．减温减压器的运行第九节．热网首站的运行第四篇．图表类第一章．DCS操作界面第二章．DEH操作界面第三章．现场常规盘操作界面第四章．DCS系统汽机及除氧给水系统保护、联锁汇总第五篇．安全篇第一章．汽轮机的事故处理第一节．事故处理的基本要求第二节．典型故障处理第二章事故预想第三章汽机专业电源一．6KV二．400V三．MCC四．直流负荷五．厂房、控制室照明开关柜六．UPS不间断电源第一篇基础知识类第一章．热工基础第一节。

热力学常用的基本概念一．分子及其运动物质在通常情况下有三态－固态、液态和汽态，一切物质都是由极小的微粒组成的，这些微粒叫做分子。

分子的特征：（1）分子的质量很小，在很小的体积内，分子的数目却是很大的。

如：直径0.1mm 的一滴水含有106个分子；标准状态下（0℃，1个大气压）1cm3的氧气含有2.7×1019个氧分子。

（2）分子是运动的。

（3）分子与分子之间存在一定的距离。

（4）分子与分子之间有相互作用的分子力。

分子力是分子间引力与斥力的结合。

（5）分子的运动与物质的温度有关。

二．工质汽轮机利用具有一定压力和温度的蒸汽作功，把热能转变成机械能，这里，蒸汽起了媒介作用。

这种实现能量转换的媒介物质，我们就称其为工质。

电能生产是连续的，为了使热机不断的做功，就要求工质连续不断的流过。

因此工质应具有良好的流动性和膨胀性，水蒸气正好具有价廉、易得、热力性能稳定、无毒、不腐蚀等这样的特性，所以发电厂中主要以水和水蒸汽作为工质。

三．工质的状态参数工质的状态是由于工质的压力、温度、比热容等物理量来确定的，这些表明工质状态特征的物理量，称为工质的状态参数。

工质如有一组（最少2个）确定的状态参数，就表明工质处于一个确定的状态，若工质确定状态对应的状态参数中有一个或几个发生了变化，则工质的状态就会发生变化。

工质的状态参数有压力、温度、比容、内能、焓、熵六个常用量，其中温度、压力、比容这三个状态参数可以通过仪表直接测得，因而称为基本状态参数，而内能、焓、熵则称为导出参数。

（一）温度温度是表明物体冷热程度的度量。

温度的数值表示方法叫做温标，常用的温标有两类，即摄氏温标和绝对温标（也称热力学温标）。

1．摄氏温标摄氏温标又称为国际百度温标，它规定标准大气压下（1.01325×105Pa）下水的冰点为0℃，沸点为100℃，其间划分一百等分，每一等分称为1摄氏度。

摄氏温度用字母t表示，单位为℃。

2．绝对温标又称开氏温标，它以摄氏零下273.15℃作为零度，用字母T表示，单位为K。

即273.15K=0℃。

两者的换算关系是：T=t＋273.15（二）压力1．压力的定义物体单位面积上所受到的垂直作用力称为压力，用P表示。

相当于物理学中的压强即P=F/S式中P－压力（Pa）S－面积（m2）F－作用在面积S上的垂直作用力（N）2．压力的单位我们介绍两个非法定计量单位：标准大气压和工程大气压。

（1）物理学上，把纬度45°海平面上常年平均气压定为标准大气压（物理学上又称为1物理大气压）。

1标准大气压=1.01325×105Pa=760mmHg(2)而在工程计算中，更多的是用工程大气压作为压力单位。

1工程大气压=1Kgf／cm2=9.81N／cm2=9.81×104Pa=736mmHg 735.63．绝对压力、表压力和真空值容器内气体的真实压力称为绝对压力。

此压力若高于大气压力，则气体处于正压状态pe，须用压力计来测量气体的绝对压力；反之若容器内绝对压力低于大气压力则称气体处于负压状态pv，测量时应用真空计。

（1）表压力：用压力表测得的压力，称为表压力。

表压力是气体的绝对压力与大气压力的差值，也就是说表压力是以大气压力为起点测量的，而绝对压力是以完全真空为起点测量的。

其间关系式为：P绝=P表＋B（2）真空值：真空计测得的数值称为真空，它表示大气压力超出绝对压力的部分，真空值愈大，则绝对压力愈低。

其间关系式为：P绝=B－H（三）比容单位质量的物体所占有的容积称为比容，用字母υ表示，单位为m3／Kg。

其数学表示式为：υ=V／m式中υ－物体的比容（m3／Kg）V－物体所占有的容积（m3）m－物体的质量（Kg）而单位容积内物体的质量称为密度，用ρ表示，单位为Kg／m3，它与比容的关系为υρ=1比容愈大，说明物体愈轻；比容愈大，表示物体愈重。

（四）能任何物体具有做功的能力，我们就说这个物体具有能。

1．动能：物体因为运动而具有的做功的能力称之为动能。

Eυ=1/2 mυ2式中Eυ－物体的动能（J）m－物体的质量（Kg）υ－物体的速度（m／s）2．热能：物体内部分子由于热运动而具有的能量称为内动能，又叫热能，它与温度有关。

3．位能：物体由于处于一定的高度（离开地球一定距离），所具有的能称为重力位能活势能与比容有关Eg=WH式中Eg－重力位能（J）W－物体重量（N）H－物体离开地面的垂直高度（m）4．内能：物体的内能是指储存于物体内部的能量。

内能有时又称内热能，它包括内动能和内位能两部分。

外加给气体的能量可以转换为它的内能储存起来，如蒸汽被加热时温度升高；而有时气体的内能又可以释放出来对外做功，如高温高压蒸汽在汽轮机内作功时温度降低。

（五）焓在某一状态下，单位质量的工质比容为υ，压力为p，则乘积pυ称为流动势能，这一能量是工质固有的，它与工质的内能之和称之为工质的焓。

用i表示，单位为KJ／Kg。

表达式：i=u＋pυ由此可见，焓也是一个状态参数。

从热力学观点看，蒸汽的热焓就是蒸汽的能量，对于一定状态下（压力、温度）单位重量的蒸汽，焓是一定的。

气体在t℃的焓就等于气体从0℃定压加热到t℃时吸收的热量，所以只需知道两状态的焓降，就可以计算热量。

（六）熵熵是一个物理量，也是热力计算中常用的一个状态参数。

它的定义是加热1Kg工质的热量q和加热时绝对温度T的比值，叫做工质在这个加热过程中熵的增加量。

用s表示，单位为KJ／（Kg·K）。

表达式△S=S2－S1=q／T1．若给工质加入热量，工质的熵增加，表明工质是吸热，即△S取正。

2．若工质对外放热，工质的熵减小，表明工质是放热，即△S取负。

3．若工质即不增加热量，也不放出热量，表明工质的熵不变，即△S=0。

于是熵增的正负就可以判定此热力过程是加热过程还是放热过程，这就是熵这个概念的物理意义。

四．功、功率（一）机械功就是力与位移的乘积。

物体在外力的作用下，沿着这个外力的方向发生了位移，我们就说这个力对物体做了功。

用W表示，单位为J（N·m）。

表达式W=F·S式中 W－功（J）F－物体上的作用力（N）S－物体在力的方向上的位移（m）做功是一个过程，完成这个过程必须具备两个条件：一是必须存在作用力，这个作用力必须是外界加在物体上的，且在整个做功过程中不能消失；二是物体必须在力的作用方向上有一个位移。

（二）热功热功也是机械功，这里只是为了便于说明问题，才将气体膨胀对外所做的机械功称为热功。

气体膨胀，则气体对外作正功，W＞0；气体被压缩，说明外界作功，也就是说气体作负功。

（三）功率单位时间内所做的功叫做功率。

功率愈大，说明物体做功的能力就愈大。

因此常用功率来比较不同机器的做功能力。

功率的符号为N，其单位是W（瓦）。

其表达式 N=W／t式中N－功率（W）W－物体所作的功（J）t－做功的时间（S）应该指出：功有正、负之分，但功率是没有正、负之分的。

五．热量、比热容和热容量（一）热量在实际生产、生活当中常遇到加热（吸热）和冷却（放热）的问题，例如电厂锅炉中，燃料燃烧加热给水，冷凝器中循环水冷凝乏汽等。

在加热和冷却过程中，物体吸收或放出的热能称为热量。

用Q表示，其单位是KJ。

热量的传递多少和热力过程有关，叫做过程量，只有在能量传递的热力过程中才有功和热量的存在，没有能量传递的热力状态是根本不存在什么热量的。

需要说明的是，温度和热量是两个互有联系但又不同的概念：温度是物体的冷热程度的标志；而热量是指物体在某个热力过程后的热能的增减幅度。

一般情况下，物体吸收热量，则温度升高；放出热量则温度降低。

（二）比热单位质量的气体每变化（升高或降低）1℃时所吸收或放出的热量称为比热。

用字母C表示，单位是KJ／Kg·℃。

气体的比热除与气体本身的物理性质有关外，还与压力和温度有关，实践证明：气体的比热随温度的升高而升高。

气体温度升高的过程，实际是一个加热过程，采用不同的加热方式，可得到不同概念的比热。

常见的加热方式有：定容加热过程和定压加热过程。

前者指在容积不变化的前提下加热气体，得到的比热为定容比热；后者是在压力保持不变的条件下加热气体，得到的比热为定压比热。

为维持气体压力不变，定压加热时气体必然膨胀，膨胀所需的热量必来自热源。

由于定容加热无需这部分热量，所以定压比热必大于定容比热。

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