09蒸汽动力循环.ppt

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1、第十章蒸汽动力循环热机热力循环制冷机供热机内燃机外燃机活塞式内燃机（汽油机、柴油机、…）蒸汽机、燃气轮机(闭式)空调、冰箱、冷冻设备…热泵、双向空调、…制冷循环热泵（供热）循环逆向循环（制冷供热循环）正向循环（动力循环）蒸汽动力循环(郎肯Rankine循环)燃气轮机(开式)：地、空Brayton循环气体动力循环Otto循环Diesel循环混合循环火电厂鸟览图火力发电厂主要设备示意火电厂主要设备示意锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器1234过热器4321Ts12汽轮机s膨胀34给水泵s压缩蒸汽动力循环示意23凝汽器p放热41锅炉p吸热初汽乏汽动力循环T1T2Q1W高温热源低温热源

2、吸热排热作净功Q2动力循环的评价指标正循环：净效应（吸热、对外作功）动力循环效率T1T2WQ1Q2收益代价净功吸热按绝对值分析可以用平均温度来算效率s134T2提高效率的路径1.升高2.降低工程上常用汽耗率,反映装置经济性，设备尺寸汽耗率：蒸汽动力装置每输出1kW.h（1度）功量所消耗的蒸汽量kg采用kJ/kg,d用kg/kW.h汽耗率若则时段Ts循环设计参数的选定T1T1初温锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器背压初压初压p2p1背压p2卡诺循环设计的尺子p11234初温原则上越小越好受环境温度限制，现在大型机组p2为0.0035-0.005MPa，相应的饱和温度约为27-33℃

3、，已接近事实上可能达到的最低限度。冬天热效率高背压的选择TsT1卡诺锅炉汽轮机给水泵1234过热器背压p2初温的选择Ts初温原则上越高越好但对部件耐热及强度要求高，目前最高初温一般在550℃左右T1初温锅炉汽轮机给水泵1234过热器初压的选择Ts汽中水损害涡轮叶片尽可能高，但对材料强度要求高，且受干度限制，一般要求出口干度大于0.85~0.88湿压缩耗功大对机器不利锅炉汽轮机给水泵1234过热器初压p1卡诺郎肯(Rankine)循环锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器1234过热器Ts1342T012汽轮机s膨胀23凝汽器p放热34给水泵s压缩41锅炉p吸热可逆循环初汽乏汽郎肯循

4、环p-v图与焓熵图h13241342pv12汽轮机s膨胀23凝汽器p放热34给水泵s压缩41锅炉p吸热shs1324汽轮机作功冷凝器中的定压放热量水泵绝热压缩耗功锅炉中的定压吸热量郎肯循环的计算一般很小，占0.8~1%，忽略泵功汽轮机冷凝器水泵锅炉按绝对值分析本课程仅分析一个代表性的不可逆因素：汽机不可逆sT3214有摩阻的循环热一律：热效率分析法√分析法由于有摩阻实际循环为不可逆循环从而有熵增或压降压降理想循环实际循环熵增热二律：熵分析法,分析法用忽略泵功可逆循环效率汽机相对内效率sT5322’14实际蒸汽动力循环热效率法实际功理论功汽机流体内摩擦理想绝热焓降hT:0.

5、85~0.92实际循环内部功循环内部热效率实际蒸汽动力循环热效率法汽机流体内摩擦考虑轴承等机械损失：忽略水泵功时汽轮机循环输出净功率：m蒸气耗量[kg/s]实际蒸汽动力循环热效率法汽机机械损失电机机械效率内摩擦汽轮机理想输出功率耗汽率内部功耗汽率有效功耗汽率实际蒸汽动力循环热效率法汽机机械损失电机内摩擦回热循环再热循环热电联产二气-联合循环新型循环IGCCPFBC-CC…...提高循环热效率的途径改变循环形式联合运行高p涡低p涡凝泵炉再热152634Ts65431再热循环22’T0请告诉我，在初温一定时，如何能提高初压从而提高循环效率但又不降低涡轮出口的干度呢？？高压涡轮低压涡轮

6、再热器ReheatCycle再热循环本身不一定提高循环热效率它与初压的提高结合来可提高循环热效率一般采用一次再热可使热效率提高4％～5％。再热循环特性Ts654312高压涡轮低压涡轮再热器再热压力约为初压1/4s抽汽回热循环涡开式回热凝泵2炉泵1混合式回热器1234567锅Ts6543127a朗肯循环热效率不高的主要原因是加热过程不是在等温下进行的，致使加热平均温度不高。开式回热器是汽液混合室RegenerativeCycle抽汽回热循环效率一定增大吗Ts6543127a分析时可忽略泵功抽汽前抽汽后可证闭式回热器闭式回热器泵2泵1凝混合室炉涡锅冷凝水闭式回热器设备复杂但可

7、以省去水泵的开销具有一个开式及三个闭式回热器的电厂凝炉开式回热器一般应有一个开式回热器以便除去水中空气涡泵泵阀阀阀闭回闭回闭回开回排气闭式回热器锅凝汽阀只允许液体通过小型火力发电厂回热级数一般为1～3级，中大型火力发电厂一般为4～8级。优点提高热效率,提高幅度比再热大得多减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面可兼作除氧器缺点循环比功减小，汽耗率增加增加设备复杂性回热器投资>缺点蒸汽抽汽回热循环的特点汞-水二元蒸汽联合循环涡锅炉泵汞饱和线涡凝泵过热器换热器