《工程热力学（52学时） 第十一章蒸汽动力循环装置》由会员分享，可在线阅读，更多相关《工程热力学（52学时） 第十一章蒸汽动力循环装置（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十一章第十一章 蒸汽动力循环装置蒸汽动力循环装置蒸汽及蒸汽动力装置蒸汽及蒸汽动力装置 (Steam Power Plant) (Steam Power Plant) ： 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。蒸汽电厂示意图蒸汽电厂示意图 四个主要装置：四个主要装置： 锅炉锅炉 汽轮机汽轮机 凝汽器凝汽器 给水泵给水泵10-1 10-1 郎肯循环郎肯循环 Rankine Cycl
2、eRankine Cycle水蒸气动力循环系统水蒸气动力循环系统 锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机给水泵给水泵凝汽器凝汽器水蒸气动力循环系统的简化水蒸气动力循环系统的简化锅锅炉炉汽轮机汽轮机发电机发电机给水泵给水泵凝汽器凝汽器郎肯循环郎肯循环1234简化（理想化）：简化（理想化）：12 汽轮机汽轮机 s 膨胀膨胀23 凝汽器凝汽器 p 放热放热34 给水泵给水泵 s 压缩压缩41 锅炉锅炉 p 吸热吸热1342pv郎肯循环郎肯循环 p-v p-v 图图12 汽轮机汽轮机 s 膨胀膨胀23 凝汽器凝汽器 p 放热放热34 给水泵给水泵 s 压缩压缩41 锅炉锅炉 p 吸热吸热4321Tshs13
3、24郎肯循环郎肯循环T-sT-s和和h-sh-s图图12 汽轮机汽轮机 s 膨胀膨胀23 凝汽器凝汽器 p 放热放热34 给水泵给水泵 s 压缩压缩41 锅炉锅炉 p 吸热吸热郎肯循环功和热的郎肯循环功和热的计算计算 汽轮机作功：汽轮机作功：凝汽器中的定压放热量：凝汽器中的定压放热量：水泵绝热压缩耗功：水泵绝热压缩耗功：锅炉中的定压吸热量：锅炉中的定压吸热量：4321Tshs1324郎肯循环热效率的郎肯循环热效率的计算计算 一般很小，一般很小，占占0.81%，忽略泵功忽略泵功 郎肯循环郎肯循环与卡诺循环比较与卡诺循环比较sT64211098753 q2相同；相同； q1卡诺卡诺 q1朗肯朗肯
4、卡诺卡诺 朗肯朗肯； 等温等温吸热吸热41难实现难实现 11点点x太小太小,不利于不利于汽机强度；汽机强度； 12-9两两相区难压缩；相区难压缩； wnet卡诺卡诺小小 卡诺卡诺 朗肯朗肯； wnet卡诺卡诺 wnet 朗肯朗肯1112对比同温限对比同温限1234对比对比5678对比对比9-10-11-12sp1 t1 p2654321如何提高如何提高郎肯循环郎肯循环的热效率的热效率影影响响热热效效率率的的参参数？数？TsT654321蒸汽初压对蒸汽初压对郎肯循环郎肯循环热效率的影响热效率的影响t1 , p2不变不变，p1优点：优点： ，汽轮机出口汽轮机出口尺寸小尺寸小缺点：缺点： 对强度要求
5、高对强度要求高 不不利于汽利于汽轮机安全。一般轮机安全。一般要求出口干度大要求出口干度大于于0.85 0.88sT654321蒸汽初温对蒸汽初温对郎肯循环郎肯循环热效率的影响热效率的影响优点：优点： ，有利于汽机有利于汽机安全。安全。缺点：缺点： 对耐热及强度要对耐热及强度要求高，目前初温求高，目前初温一般在一般在550左右左右 汽机出口尺汽机出口尺寸大寸大p1 , p2不变不变，t1sT654321乏汽压力乏汽压力对对郎肯循环郎肯循环热效率的影响热效率的影响优点：优点： 缺点：缺点：受环境温度限制，受环境温度限制，现在大型机组现在大型机组p2为为0.00350.005MPa，相应的饱和温度约
6、为相应的饱和温度约为27 33 ，已接近事，已接近事实上可能达到的最低实上可能达到的最低限度。冬天热效率高限度。冬天热效率高p1 , t1不变不变，p2国产锅炉、汽轮机发电机组的初国产锅炉、汽轮机发电机组的初参数简表参数简表提高循环热效率的途径提高循环热效率的途径改变循环参数改变循环参数提高初温度提高初温度提高初压力提高初压力降低乏汽压力降低乏汽压力改变循环形式改变循环形式回热循环回热循环再热循环再热循环联合循环联合循环热电联产热电联产燃气燃气-蒸汽联合循环蒸汽联合循环新型动力循环新型动力循环11-3 11-3 蒸汽再热循环蒸汽再热循环Ts65431bba234Ts65431b蒸汽再热循环的蒸
7、汽再热循环的定量计算定量计算吸热量：吸热量：放热量：放热量：净功（忽略泵功）：净功（忽略泵功）：热效率：热效率：Ts65431b蒸汽再热循环的蒸汽再热循环的热效率热效率 再热循环本身再热循环本身不一不一定定提高循环热效率提高循环热效率 与再热压力有关与再热压力有关 选取合适的再热压选取合适的再热压力力(0.2P10.3P1)，一，一般采用般采用一次再热可使一次再热可使热效率提高热效率提高2 23.53.5。蒸汽再热循环的实践蒸汽再热循环的实践 再热压力再热压力 pb=pa 0.20.3p1 p113.5MPa，一次，一次再热再热 超临界机组，超临界机组， t1600，p125MPa， 二次二次
8、再热再热11-4 11-4 蒸汽回热循环蒸汽回热循环抽汽抽汽去凝汽器去凝汽器冷凝水冷凝水表面式回热器表面式回热器Open Feedwater heaterClosed Feedwater heater抽汽抽汽冷凝水冷凝水给水给水混合式回热器混合式回热器蒸汽蒸汽抽汽抽汽回热循环回热循环(1- )kg kg65as43211kgTa kg4(1- )kg51kg由由于于T-s图图上上各各点点质质量量不不同同，面面积积不不再再直接代表热和功直接代表热和功抽汽抽汽回热循环的抽汽量回热循环的抽汽量计算计算(1- )kg kg65as43211kgTa kg4(1- )kg51kg以混合式回热器为例以混合
9、式回热器为例热一定律热一定律忽略泵功忽略泵功为什么抽汽为什么抽汽回热热效率提高？回热热效率提高？(1- )kg kg65as43211kgT教材教材P.308P.308推导推导简单朗肯循环：简单朗肯循环：物理意义物理意义： kgkg工质工质100%利用利用 1- 1- kg kg工质效率未变工质效率未变蒸汽蒸汽抽汽抽汽回热循环的特点回热循环的特点小型火力发电厂回热级数一般为小型火力发电厂回热级数一般为13级级中大型火力发电厂一般为中大型火力发电厂一般为 48级。级。优点优点l 提高热效率提高热效率l 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短l 减小凝汽器尺寸，减小锅
10、炉受热面减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面l 可兼作除氧器可兼作除氧器缺点缺点l 循环比功减小，汽耗率增加循环比功减小，汽耗率增加l 增加设备复杂性增加设备复杂性l 回热器投资回热器投资缺点缺点提高循环热效率的途径提高循环热效率的途径改变循环参数改变循环参数提高初温度提高初温度提高初压力提高初压力降低乏汽压力降低乏汽压力改变循环形式改变循环形式回热循环回热循环再热循环再热循环联合循环联合循环热电联产热电联产燃气燃气-蒸汽联合循环蒸汽联合循环新型动力循环新型动力循环燃气-蒸汽联合循环型式之一 11-5 11-5 热电联产热电联产( (供供) )循环循环燃气-蒸汽联合循环型式之二 11-5 11-5 热电联产热电联产( (供供) )循环循环11-5 11-5 热电联产热电联产( (供供) )循环循环燃气-蒸汽联合循环型式之三热电合供 1、熟悉熟悉郎肯循环郎肯循环图示图示与基本与基本计算计算2、了解郎肯循环了解郎肯循环与与卡诺循环卡诺循环3、了解蒸汽参数了解蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响对朗肯循环热效率的影响4、了解再热了解再热、回热原理回热原理第十一章第十一章 小小 结结
