热工基础 教学课件 作者 宋长华 07 蒸汽动力装置循环.ppt

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1、第7章蒸汽动力装置循环制作：宋长华本章主要内容朗肯循环:再热循环回热循环热电联产循环燃气—蒸汽联合循环简介核能发电厂循环SCH207-蒸汽动力装置循环本章教学要求掌握：等效卡诺循环分析法分析比较各种动力循环的热经济性，朗肯、回热、再热循环的组成及热效率、热耗率的计算。理解：蒸汽参数对朗肯循环的影响；再热循环的意义；朗肯循环热效率低的原因。了解：高参数对锅炉设备的影响；再热压力的确定；热电联产循环、燃气—蒸汽联合循环、核电站动力循环的特点及构成。重点：提高蒸汽动力循环的途径；朗肯、回热、再热循环的分析计算。难点：朗肯、回热、再热循环在T-S和p-v、h-s

2、的表示。SCH307-蒸汽动力装置循环7-1朗肯循环—蒸汽动力装置基本循环一、水蒸汽为工质的卡诺循环水蒸汽在湿饱和蒸汽区可实现定温加热4-1和定温放热2-3,绝热膨胀1-2，绝热压缩3-4。可以实现卡诺循环，实际2-3过程不易实现，采用2-3-3’代替。如图所示。1１223344psvT饱和蒸汽的卡诺循环SCH407-蒸汽动力装置循环一、水蒸汽为工质的卡诺循环此循环的局限性：加热温度T1受临界温度(Tc)限制，不可能再高；同时低温热源温度T2受环境温度限制，不可能更低，因此循环热效率低。汽轮机排汽点2，湿度太大,影响汽轮机运行安全。同时3点状态为湿蒸汽，

3、压缩这样的汽水两相混合物所需压缩机尺寸庞大，耗功量也很多，且工作极不稳定，所以实现3-4的压缩过程不易。可见，此循环热效率不高，且不利于汽轮机的安全运行，故实际中不采用。１234sTT1T2SCH507-蒸汽动力装置循环二、朗肯循环1、朗肯循环装置系统组成与T-S图即4-1—定压吸热过程，锅炉1-2—绝热膨胀过程，汽轮机2-3—定压放热过程，冷凝器3-4—绝热压缩过程。给水泵该循环称为朗肯循环，也称简单蒸汽动力装置循环。主要设备：锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵。循环组成:由两个可逆定压过程和两个可逆绝热过程组成的理想循环。SCH607-蒸汽动力装置循环朗肯

4、循环装置系统图１主蒸汽２排汽３凝结水４给水给水泵凝汽器锅炉汽轮机Wsq2q1WpSCH707-蒸汽动力装置循环朗肯循环的P-v、T-s和h-s图1234hs1234pv4-1—定压吸热过程，锅炉1-2—绝热膨胀过程，汽轮机2-3—定压放热过程，冷凝器3-4—绝热压缩过程。给水泵132sT4SCH807-蒸汽动力装置循环2、朗肯循环的热经济指标（1）循环热效率炉内定压吸热：凝汽器定压放热：汽轮机绝热膨胀作功：水泵绝热压缩耗功：循环净功：循环热效率：循环有效热：SCH907-蒸汽动力装置循环2、朗肯循环的热经济指标水泵耗功很少，约占汽轮机轴功的2%，可忽略，

5、即认为：则朗肯循环的热效率可近似地表示为：注意不计泵功时：h4=h3=h’2由p1,t1决定由p2决定1234hsSCH1007-蒸汽动力装置循环2、朗肯循环的热经济指标（2）汽耗率：表示每产生1kw·h(即3600KJ)的功所消耗的蒸汽量(kg)，用符号d表示:D——每小时消耗的蒸汽量，Kg/(h)Ｎ——汽轮机每小时产生的功，ＫＷ。故不计泵耗功时有：d=3600/w0=3600/(h1-h2)kg/(kw.h)（3）热耗率：表示每产生1kw·h(即3600KJ)的功所消耗的热量(kJ)，用符号qt表示:SCH1107-蒸汽动力装置循环例题分析例7-1：

6、某朗肯循环的蒸汽参数取为P1=13MPa，t1=550℃，P2=0.05bar。试计算：1)水泵所消耗的功量，2)汽轮机作功量,3)循环净功，4)循环热效率，5)循环热耗，6)汽耗率。解：根据蒸汽表或图查得1、2、3、4各状态点的焓、熵值：h1=3568.6KJ/kg;h2=2236kJ/kg,h3=h2’=137.8kJ/kg；h4=140.9kJ/kg1)水泵所消耗的功量为wp=h4-h3=140.9-137.78=3.1kJ/kg2)汽轮机作功量wT=h1-h2=3568.6-2236=1332.6kJ/kgx=1hsp1t11p22h1h2SCH

7、1207-蒸汽动力装置循环例题分析3)循环净功w0=wT-wp=1332.6-3.1=1329.5kJ/kg4)循环热效率循环吸热：q1=3568.6-140.9=3427.7KJ/kg故5）循环热耗率：qt=3600/ηt=3600/0.39=9230.77KJ/(kw.h)6）循环汽耗率：d=3600/w0=3600/1329.5=2.71kg/KWhSCH1307-蒸汽动力装置循环三、蒸汽参数对循环热效率的影响分析方法---平均温度分析法：平均吸热温度：平均放热温度：任意循环abcd的等效卡诺循环为ABCD：循环效率相等TSabcdABDCS1S2

8、结论:提高和降低可提高循环的热效率。SCH1407-蒸汽动力装置循环1、蒸汽初温