蒸汽动力装置循环装置

《蒸汽动力装置循环装置》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第十三章第十三章蒸汽动力循环装置蒸汽动力循环装置讲课时间：第十二周周四2016-5-172一、概述蒸汽及蒸汽动力装置(steampowerplant)1）蒸汽是历史上最早广泛使用的工质，19世纪后期蒸汽动力装置的大量使用，促使生产力飞速发展，促使资本主义诞生。2）目前世界约75%电力、国内78%电力来自火电厂，绝大部分来自蒸汽动力。3）蒸汽动力装置可利用各种燃料。4）蒸汽是无污染、价廉、易得的工质。一、概述（续）蒸汽动力循环与气体动力循环的区别1）水时而处于液态，时而处于气态，在汽化、凝结时定压也定温；2）水和水蒸气不能燃烧，只能从外

2、界向它传热，需配备锅炉设备，与内燃机比较，这种装置可称为“外燃动力装置”；3）蒸汽动力装置可利用各种燃料（核燃料、劣质煤、可燃垃圾、太阳能、地热能等）13-1简单蒸汽动力装置循环—朗肯循环在相同温限内，卡诺循环的热效率最高卡诺循环1.水蒸气的卡诺循环压力不变时，在液体汽化和蒸汽凝结时温度不变，因此有定温加热和放热的可能。水蒸气卡诺循环有可能实现，但：1）压缩两相物质的困难实际并不实行2）膨胀末端x太小卡诺循环3）温限小2.水蒸气朗肯循环3汽轮机1）流程图4冷凝器加热器（锅炉+过热器）21水泵2）p-v，T-s图朗肯循环的p-v图和h-

3、s图p-v图h-s图Q:两相区，是直线还是曲线？ph2P33566ssPsTsddd=hvp−5244P⎛⎞∂h1Ps⎜⎟=T1⎝⎠∂spsν在湿蒸气区定压线也就是定温线，它是斜率为对应饱和温度T的斜直线。压力s越高，T越高，直线也就越陡。s•由（锅炉+过热器）构成的加热器和冷凝器，实际上就是换热器，通过它们实现了工质与热源和冷源的热量交换。•加热器中，热源的热量通常来自于燃料的化学能，也可以是原子能、太阳能、地热能等。•冷凝器中的冷却介质通常为水，但在一些水资源匮乏的地区，有时也用空气作为冷却介质。¾朗肯循环T3qhh=−132qh

4、h=−224114汽轮机对外作功：swhh=−T34水泵消耗功(很小，一般可不计)：whh=−P21循环热效率：whqqww−−()−h−−(hh）net12TP3241η====tqqqh−h111321313--22考虑不可逆损失时的实际蒸考虑不可逆损失时的实际蒸汽动力循环汽动力循环考虑不可逆因素的蒸汽轮机循环T-s图，其中实线为可逆循环，虚线为实际不可逆循环本课程重点考虑水泵内的不可逆压缩过程和汽轮机内的不可逆膨胀过程对循环热效率的影响水泵的绝热效率wP,shh21s−η==P,swhh−P21汽轮机的相对内效率whh−T34η

5、==Twhh−T,ss342和4点的确定：压缩/膨胀前工质状态相同、压缩/膨胀后工质的压力也相同水泵的绝热效率（定熵效率）wP,shh21s−η==P,swhh−P21汽轮机的相对内效率whh−T34η==Twhh−T,ss34•两种效率的数值总是小于1，分别反映了水泵内压缩过程和汽轮机内膨胀过程的理想程度。不可逆性对蒸汽动力循环热效率的影响举例见公共邮箱汽耗率是评价蒸汽动力循环的另一个重要指标装置每输出1kW·h（等于3600kJ）功量所消耗的蒸汽量单位为kg/J,kg/kJ,也使用kg/(kW⋅h)为单位不计给水泵耗功时，若理想汽

6、轮机的输出功率为PkW，蒸汽流量为Dkg/s，两者有以下关系：0P=Dhh()−034sD13600理想汽耗率d===⋅kg/kJkg/kWh0Phh−−hh034s34s理想汽耗率D3600d==⋅kg/kWh0Phh−034s实际汽耗率D3600d==⋅kg/kWhPhh−34∵hh>44s∴dd>01313--33通过改变蒸汽参数提高朗通过改变蒸汽参数提高朗肯循环的热效率肯循环的热效率1提高蒸汽初温T1平均吸热温度提高，效率提高T提高了终态2的干度x2，1延长汽轮机使用寿命T1受材料耐热性能限制T22提高蒸汽压p平均吸热温度提高

7、，效率提高1但x下降且p太高造成强度问题2T1T1T2平均放热温度降低，效率提高3降低终参数p2但受制于环境温度，不能任意降低，同时，x下降。2T2T21313--44再热循环再热循环为什么选择再热循环•为了提高蒸汽动力循环的热效率，一种方法是从改变循环特性参数入手，另一种方法是从改进循环入手。•前一种方法在上一节进行了讨论，结果表明：朗肯循环中提高蒸汽的初压力可以提高循环热效率，但会引起乏汽干度减小，不利于汽轮机的安全运行。如何能够克服此不利影响呢？•一种方法是在提高蒸汽初压的同时提高初温，但此种方法会受到金属材料耐热性能的限制。另

8、一种方法是从改进循环入手，采用再热循环。再热循环再热对循环效率的影响qqqhhhh12=+=−+−−−3453254()wwT=+=T,34−−wT,56hhhh3−4+(5−6)whh=−P21www−netTPη==