蒸汽动力循环教学提纲.ppt

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1、蒸汽动力循环蒸汽动力装置系统简图汽轮机冷凝器发电机水泵锅炉8.1.1蒸汽机概述蒸汽电厂示意图蒸汽机简易图锅炉飞轮滑动阀活塞汽缸蒸汽五十年代蒸汽机车汽轮机示意图汽轮机给水泵冷凝器蒸汽冷水汽轮机低压缸汽轮机中压缸汽轮机高压缸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目前世界75%电力，国内78%电力来自火电厂，绝大部分来自蒸汽动力蒸汽动力装置可利用各种燃料蒸汽是无污染、价廉、易得的工质8.1.2工质为水蒸气的卡诺循环sT12643P1W0nmOP2578在相同范围内卡诺循环的热效

2、率最高气体工质的定温加热与放热难于进行，且功不大(比较p-v图上定温线与定熵线斜率)水蒸气汽化与凝结时既定压又定温，功大(斜率)实际蒸汽动力装置不采用卡诺循环8-5难于实现；V8>>V5需用比水泵大得多的压缩机；循环局限于饱和区，热效率不高；膨胀末期湿空气，不利于动力机安全；实际蒸汽动力循环均以朗肯循环为基础8.1.3朗肯循环及其热效率1523锅炉过热器汽轮机发电机冷凝器给水泵冷却水1、朗肯循环工作原理朗肯循环可理想化为两个定压过程、两个定熵过程。W015432vp3’-4-5-1：水定压加热变为过热水蒸气1-2：过热水蒸气在汽轮机内定熵膨

3、胀2-3：湿蒸汽在冷凝器内定压冷却3-3’：凝结水在水泵中的定熵压缩sT12543P1W0670P21523锅炉过热器汽轮机发电机冷凝器给水泵冷却水3’4水的压缩性很小，经过水泵绝热压缩后温度升高极小，认为点3’与点3重合，3’-4与下界限3-4重合。T-s图sT12543P1W0670P2sT12543P1W0670P2q1wspwstq215432shh-s图2、朗肯循环的热效率1-2为定熵膨胀过程，以汽轮机为控制体3-4为定熵压缩过程，以水泵为控制体4-1定压过程，锅炉和过热器为控制体消耗轴功吸收热量sT12543P1W0670P2

4、2-3定压凝结过程，冷凝器为控制体sT12543P1W0670P2整个装置为热力系统：很小8.1.4蒸汽参数对热效率的影响初温T1对热效率的影响同p1，p2；T1↑，η↑同效率的卡诺循环的平均吸热温度↑等效卡诺循环热效率：有利：乏汽干度不利：比容设备，设备体积材料要求高.12354Ts2.初压p1对热效率的影响sT12354有利：乏汽比容，设备体积;不利：乏汽湿度，腐蚀汽轮机最后几级叶片；不利汽轮机的安全运行.同T1，p2；p1↑，平均吸热温度↑，η↑（T2>环境温度）3.背压p2对热效率的影响sT12354环境温度对蒸汽动力装置的运行影响很大，

5、冬季η高于夏季，北方高于南方。局限于朗肯循环内以调整蒸汽参数来提高动力循环的热效率，潜力有限；在朗肯循环基础上发展的较为复杂的循环，如回热循环、再热循环等p2↓,T2↓,循环温差↑,η↑8.1.5有摩阻的实际循环实际蒸汽动力循环都是不可逆过程，如果考虑到汽轮机中的不可逆损失，则理想循环中的可逆绝热过程l-2将代之以不可逆绝热过程1-2’。这样，在循环中q1(4-5-1)不变，而q2(3-2→3-2’)增大。如图所示，q2的增大部分为面积822’78。汽轮机效率(汽轮机相对内效率)ηT：汽轮机内蒸汽实际做功wt’与理论功wt的比值实际循环内部功w

6、net’:1kg蒸汽在实际工作循环中作出的循环净功wnet’=wt’-wP’。忽略水泵功wP’，wnet’≈wt’=h1-h2’。循环内部热效率ηi:实际蒸汽循环净功与循环中热源所供给的热量的比值：考虑轴承等处的机械损失ηm，则汽轮机输出的有效功（即轴功ws）：忽略水泵功，循环输出净功率的表达式：理想耗汽率ωo以实际内部功率Pi为基准有效功耗汽率ωs：8-2再热循环Reheat Cycle再热目的：克服汽轮机尾部蒸汽湿度太大的危害：热效率腐蚀153过热器冷凝器给水泵再热器6再热循环是提高热效率的途径之一(3%左右)1再热器6多出一块1c4,365

7、Tsb2目前，超高压大型发电厂几乎毫无例外地采用再热循环。根据蒸汽初参数的情况，一般进行一次或最多两次再热。8-3回热循环Extractingcycle抽汽回热循环工作循环图23锅炉汽轮机发电机冷凝器水泵1冷却水1水泵2水泵3一号回热器二号回热器过热器8679在回热器内先后与两次抽汽混合加热，每次加热终了的水温达到相应的抽汽压力下的饱和温度利用膨胀作了功的蒸汽预热锅炉给水，以提高热效率抽汽回热循环目的工作循环图23锅炉汽轮机发电机水泵11水泵2水泵3一号回热器二号回热器过热器867912354Ts6879T-s图回热抽汽率α1、α2的计算，根据凝

8、结水被加热到抽汽压力下的饱和温度的原则，由质量守恒和能量平衡式来确定。以二号回热器为控制体h6、h8是第一、第二次抽汽的焓；h7、h9