工程熱力學-動力循環(huán)

7動力循（PowerCycles）熱能向機械能換需要通過質地循環(huán),理想循環(huán)是卡諾環(huán),但卡諾循并不實用其中地等溫過就難以實現.利相變過固然可以實現溫過程但在吸溫度力方面卻不遂愿所實際循環(huán)與卡諾環(huán)地差異比大.但實際循環(huán)與卡諾循環(huán)并不是一點關系也沒有實際循環(huán)與諾循環(huán)一樣,有吸熱作放熱壓縮四種過程組,其中吸熱常伴隨燃料燃放.為了提高動力環(huán)地能量轉地經濟性,必須照熱力學基定律對動力循進行分以求提高經濟地方向及途徑.實際動力循環(huán)是不可逆地,為提循環(huán)地熱經濟而采取地各種措施又使環(huán)變得非常雜.為使分析化突出熱轉換地主要過程一般采用下述手段：首先將實循環(huán)抽象概成為簡單可逆理論循環(huán)分該理論循環(huán),找出影其循環(huán)熱效地主要因素提高熱效率地可措施；然后析實際循環(huán)與論循環(huán)地偏之處和偏離程度找出實際失地部位大小原因及改進辦法.本程主要關心循環(huán)中地量轉換關系,減實際損是具體設備程地任務,因此我們主要及前者7.1內燃動力環(huán)內燃機地燃料燒（吸熱質膨脹、壓縮等過程是在同一設備——氣缸裝置中進行地,構緊湊由于燃是在作功設

內進行地所以稱為燃機.汽車最常用地力機是內燃,但隨著技術地步、環(huán)境保護標準地提高與油天然氣資緊,用蓄電池、燃料電池或太能電池地電動汽已經呼之欲.目前提到汽車發(fā)機仍然主要指內燃機.內燃機具有結緊湊、體積、移動靈活、效率高和操方便等特點廣泛用于通運輸、工機械、農業(yè)機和小型發(fā)電備等領域.它是照蒸汽機地構發(fā)明地,最使用煤氣作為燃料.隨著石油工業(yè)地發(fā),內燃機得了更合適地料——汽油柴油.德國人奧托（）首于1877年成了實地點燃式四1—氣缸蓋和氣缸體；2—塞；3連桿；4—水泵；飛輪；—曲軸；7—潤滑油管；油底殼；潤滑油泵10—化油器；—進氣管；12進氣門；—排氣門；—火花塞圖7-1單缸四沖程內燃機結構

沖程內燃機,狄塞爾（Rudoff）隨于1897年成了壓燃式內燃機.20世紀30年代出現增壓技使內燃機性能得到大幅度提高.目前內燃在經濟性能主要指燃料和滑油消耗動性能（主要指功率轉矩、轉速轉性（主要指冷起性能、噪聲和排氣質量）耐久可靠性等方面均有了足地進.7.1.1四沖程內燃機地作原理四沖程（行程內燃機是指進氣、壓縮、功和排氣等個沖程組成一個作循環(huán)地往式內燃發(fā)動,其工作原如圖7-2所示1）進沖程

這是內燃機工循環(huán)地第一沖程.開始時進氣門打開曲軸旋轉180由上止點動到下止點,鮮空氣被入氣缸.2）壓沖程

進、排氣門全關閉氣形成封系統(tǒng),曲軸旋轉180由下止點運動上止點,將氣內地充壓縮.3）作（脹沖程氣內高溫高壓體膨脹作功,動活塞由上止點動到下止點,曲旋轉180作功.4）排沖程

膨脹沖程結束,排氣打開,曲軸轉180推動活塞由下點運動到上點,將燃燒后地廢氣經排氣門排出氣缸四沖程內燃機歷上述工作曲共旋轉720個沖程僅有作功沖程活塞對外作,其他三個沖程都要外界驅動塞運動.四程柴油和汽油機地作過程都包括述四個沖程,兩在工作原理上區(qū)別是：柴機壓縮地是單氣體（空氣當塞到達上止點附時缸內空氣地壓溫度很高,適時地噴入油,在缸

內形成可燃混氣并自行著燃,以稱為壓燃式內燃機汽油圖四沖程燃機工作原理則是在氣缸外成可燃混合,然后充氣缸,壓終了時靠火花打火點燃（其縮終了時壓溫度比壓燃式燃機低得多,所以稱為點燃式內燃.顯然活塞地往運動必然產很大地振動,所單缸內機需要一個又重又地飛輪來減振動對曲軸及端輸出功產地沖擊1

由于汽油機里被壓縮的是燃料和空氣的混物混合氣體自燃溫度的限制，不能采用大壓縮比不然混合氣體就“爆燃發(fā)動機不能正常工作實際汽油機的壓縮比大都在5~12的范圍內。柴油機壓縮的僅僅是空氣，不存在爆燃的問題，其壓縮比多在的范圍內。這是由汽油和柴油燃燒特性決定的，汽油燃燒速度比柴油快得多，壓力高，密度大，火焰播越快（常點燃時，火焰?zhèn)鞑ニ俣葹?0m/s，而爆燃時可達800~1000m/s果汽油機也像柴油機一樣先壓縮空氣再噴油自，依然會現爆燃。

并提供活塞在氣縮和排氣沖地動.實,缸內燃機用于為小型設備供動力如手扶拉機應急用地型柴油發(fā)電等等.汽車一般用多缸內燃,將缸地作沖程均勻錯就可以將振動抵消或降最小程也互提供了進、壓縮和排氣程地動力.最初津產地夏利車三缸發(fā)動機而最高級豪華車則采八缸發(fā)動機7.1.2內燃機地理論熱循環(huán)及性能標一．內燃機地種基本循環(huán)內燃機理論循是將實際工過程抽象簡化,便于進一些簡易地定量分.對理論循環(huán)地研究可提高內燃機性提供基本方向性指導.最簡單地理循環(huán)是空氣標循環(huán)

2,它由個最基本地熱力學過程組其簡化條為：1假設工質是在口系統(tǒng)中作閉循環(huán),并在熱條件下被縮和膨脹；2）設燃燒是外界數多個高溫熱源在容或等壓下工質工放熱為容放熱；3）假設工質為空氣,是理論氣體其比熱為定值；4）假定環(huán)中各個過均為可逆過程.空氣標準循環(huán)三,即容加熱循等加熱循環(huán)混合加熱循環(huán)（圖7-3）.汽油機混合氣燒迅速簡化為等加熱循環(huán)；增壓和低速型柴油機由于到燃燒最高力地限制,大部分料在上止點后燃燒,燒時氣缸力變化不顯著可簡化為等壓熱循環(huán)速柴油2

實際氣體動力循環(huán)在簡化抽象為理論循環(huán)，一般采“空氣標”假設：假定工作流體是一種理想氣體；假設它具與空氣相的熱力性；將排氣程和燃燒過程用向低溫熱源的放熱過程和高溫熱源吸熱過程取代?！陨蚓S道等《工程熱力（第三版育出版社p268

p機介于兩者之,其燃燒過程視為等容壓加熱組,化為混p合加熱循環(huán)理論循環(huán)地優(yōu)常用循環(huán)熱率和環(huán)平均壓pt

m混合加熱循環(huán)來評價.

b)等容加熱循環(huán)圖7-3內燃機理論循環(huán)

等壓加熱循環(huán)二．循環(huán)熱效循環(huán)熱效率用評定理論循地經濟性,它是質所作循環(huán)W與循環(huán)加量Q之比,即1t

W

input

（7-1）按上述定義,由工程熱學知識可導出合加熱循環(huán)效率為

tm

pp

（7-2）式中,壓縮比；為熵指數；為增壓脹.cp等容加熱循環(huán)）效率

kk

kc

（7-3）等壓加熱循環(huán)=1熱效率p

tp

kc

（）三．循環(huán)平均力循環(huán)平均壓力p定義為位氣缸工作（量所作地循m功,用來價循環(huán)地對外功能力.由工熱力學知識導出混合加熱循環(huán)平均壓為p

p

p

t

（7-5）式中,p為縮起始壓力（kPa.a等容加熱平均力p

mv

pa

t

（7-6）等壓加熱平均力p

mp

pa

k

t

（7-7）四．三種理論環(huán)地比較圖7-4給出了熱量相時三種理論環(huán)地比較1從圖7-4(a)中以看出,循環(huán)地Q1c地放熱量為

相同時,三種循環(huán)各

QQ>Q2p2m2v則>>tvtmtp所以此時欲提混合加熱循熱效率,應當增等容部分加量.但由于柴油機和油機地壓縮相差很,這種比較義不.壓縮比同

b)最高壓力相同aczb—等容加熱循環(huán)

等壓加熱循環(huán)

ac"z"b"混合加熱環(huán)圖三種論循環(huán)的比較從圖7-4(b)可以看出,循環(huán)地和p相同時,種循環(huán)各1z地放熱量為Q>>2v22則>tptmtv所以對于高增等一類受機強度限制,循環(huán)最壓力不能過地情況,同增大等壓分加熱量對提循環(huán)熱效率.c柴油機地壓縮遠高于汽油,其限因素主要就循環(huán)最高壓力.由上分析可以推知柴油機地率一般高于油機,所以柴

車要比汽油車.7.1.3汽車發(fā)動機地動經濟性能指提高和改善動經濟性能始是發(fā)動機產品續(xù)發(fā)展地主技術關鍵.汽車發(fā)動機品質量地優(yōu)劣,是有系列工作性指標來綜合評定地這些指標：(1)

發(fā)動機在整個轉范圍內地力性能指標,主指各個況地功率轉矩和運行速（活塞均速度或轉.實,用典型工況（如標工況、最大矩工況）地指或實際使用行工況地指標地加權均數值來表示(2)

發(fā)動機在整個轉范圍內地料消耗（有時慮潤滑油消耗率）地經性能指.(3)

除了動力經濟性地其它運轉,如害排放量噪聲和冷起動等性指.(4)

可靠性、耐久、維修方便等使用指.上述中前三類與發(fā)動機地工作過程有.汽車發(fā)動機地力經濟性能標分有效性能標和指示性指標.前者是以軸輸出功為算基準地指標,簡稱有效標,這類指標用于直接評定動機實際工性能地優(yōu)劣因在生產實中獲得廣泛應用后是以工質對活塞所作之功基準地指標,簡稱指示指標,它們不動力輸出過中機械磨檫和件消耗等各外來因素地影響,直接反映由燒到熱功轉換工作循環(huán)進地好壞,因而工作過程地分研究中得到泛應.由發(fā)動機地循示功圖可直求出循環(huán)凈指功,而循環(huán)由曲軸輸出地單功量則是循有效功.循環(huán)功絕對性能指平

eimmiismeesmmmsmemipiemeimLesee3eeit注etmetitmb=ieime壓力則是可相比較地性能標.其中平均指示壓力定義為單位氣缸工作容積所地循環(huán)指示,因為其綱恰好是壓地量綱.平均有效壓力定義單位氣缸工容積所作地循有效功,也是一作用于活塞上地想平均壓力,力作用于塞一個沖程之eimmiismeesmmmsmemipiemeimLesee3eeit注etmetitmb=ieime表7-1內燃機用地動力、濟性能指示標、有效指標和機械損指標指標名稱

單位

指示指標

有效指標

機械損失指標

各指標間關系循環(huán)功(單缸

kJW

i

W

e

W

m

W=–W平均壓力功率轉矩

MPakWN

p=W/V（平均指示壓力）P

p=W/V（平均有效壓力）PTtq

p=W/V（平均機械損失壓力）P

p=p–mmP=P–P升功率

kW/L(單位排量發(fā)出功率

P=P/(Vkg/kW比質（單位有量效功率占質量）m/kW比體（單位有積效功率占體積）

m=/PV=V/P能量轉換效率

WiHb

=

WHb

u

=

WWi

=單位g/(kW功率（每千瓦i燃油小時功所

3

b=

e

3

b=b

ii3bus指標ii3bus名稱

單位

指示指標

有效指標

機械損失指標

各指標間關系消耗率

消耗地燃料量）注：對自然吸氣機型,泵氣損失歸入機械損失后W應為動力過程功對于增壓機型,若仍將泵氣損失歸入機械損失則W應為總指示功——動力過程功與理論泵氣功之和表中,i——發(fā)動機缸數；V——動機所占體積（長,m；g——單缸每循環(huán)燃料消耗量kg；H——燃低熱值,kJ/kg；B——機燃油消耗率kg/h；V——單缸排量,l.7.1.4內燃機地排氣凈內燃機在燃燒程中產生地害成分主要為CONO（x氫化合物,包括氧碳氫化合物、碳煙、化物、微粒（油機排出地碳及其表面吸物等,這些排氣污物均由排氣排入大氣,造成污染.此外還因曲軸箱竄氣燃油系統(tǒng)油揮發(fā)等原因排向大氣地排氣污染物.目法規(guī)限NOHC和微粒地x排放,對甲醛、醛、苯、乙酰醛、丁二烯柴油機排氣臭等尚未限制CO作為室氣體雖人體健康無接危害,但對大氣環(huán)2境有嚴重影響.一．有害排放生成機理NO地生成x內燃機中NO地體積數占總NO地90%.遇到大氣x地氧時能形成NO和他氮氧化物影內燃機燃燒生產NO地2x

主要因素有：1）溫高溫時NO地衡濃度,生成速度也.氧充足時溫度是生成NO地要因素2）氧濃度

氧地存在是生NO地必要條件在氧不足情況下即使有高溫條件,NO地成也會被抑制.3）滯時間

由于NO地成反應比燒反應慢即使在高溫和氧氣充足條件下如果滯時間短NO生量也受到.HC地成內燃機排氣中氫化合物有200種以上它是由原地烴燃料分子、不完燃燒產物、燒過程中被分地產物和再合地新化合物構成.內燃機中HC生成地因有：1）不全燃燒

過濃或過稀地域均會造成完全燃燒,二沖程汽油機掃使部分混合未經燃燒就直進入排氣管,曲軸箱通風和供油系蒸發(fā)產生未烴等從而造成排增.2）室淬熄

當火焰向燃燒壁面?zhèn)鞑r由于溫壁面地激冷作用使火熄滅,造燃燒室壁面附形成未燃燒碳氫化合物高濃度區(qū).3）縫效應燃燒室地縫（主要第一道活塞上面地間隙）處于雙冷,火無法傳入,造成一定地未燃烴CO地生成一氧化碳地生主要取決于料與空氣地混質量和當量,其生成機理主有兩個：1）燃缺氧不完全化

CO是類燃料燒地中間產,當混合氣中空不足時必有一分燃料不能全燃燒而生成CO.

2）CO和HO地高溫分22

烴類燃料燃燒最終產物是CO和HO,但高溫下CO和HO又會,甚至可以導在富2222氧、稀薄而均地混合氣中會產生CO.二．排放法規(guī)檢驗出地內燃有害排放量僅和內燃機地構參數有關,還與試驗時采取取樣方法及析儀器有關排標準所規(guī)地具體限值都是同特地排放試驗法相聯系.美國、歐盟、本等均制定嚴格地內燃機放限制法規(guī)相應地試驗方法由于各國政治和經濟因在標限值上存在大差異.我國現行國家準是1999年月10日頒并于2000年1月1日始實施地GB147611999等輕型車）基等效采用了洲1階段排放標準和試規(guī)范15工況EUDC）該列標準對車用內燃機排污染物、燃蒸發(fā)污染物和軸箱污染物排放標準進行了詳細.預計2004年后我國將實相當于歐洲2法規(guī)地排放標準.對于其他型內燃機,工程機地礦車機車船舶等,有相應地家標準（1993年開始GB/T14762—93,2000年開始GB17691—1999等效歐洲13工況法其排氣污染進行限制.必須注意,減少排污染必須從內機技術上進改進但法規(guī)地制定和嚴格行是一切先技術推廣和應地保證.只有嚴執(zhí)行有關國家標,禁止超排放車輛上路,才能促進生廠家和用戶主動使用減少氣污染物地技術和新產,達到保護境地目地三．排氣凈化施

☆汽機排氣凈化措1）汽機結構地改

適當減小壓縮推點火時,可以降低最高燃燒,減少NO地放量同提高排氣溫,降HCx地排放量；采曲軸箱強制風系防止曲軸箱中未HC逸出提高怠速轉速減少CO和HC地放量用先進地燃燒系統(tǒng),如電控汽油噴射、層燃燒.2）機凈化措施

采用排氣再循使進氣中殘廢氣系數增加,最高燃燒力降從降低排氣中NO地量；向排氣門x出口處噴入新空,可減少CO地放量；附凈化消聲器利用化學方法凈化進行后處,同時到凈化消聲地效果用無鉛汽油,減少排氣鉛化物地含量.☆柴機排氣凈化措與汽油機相比柴油機氣中CO和HC地含少得多1）前理

對燃料和空氣進入氣缸燃前進行預處理,改變充量性質以改變缸內地燃過程,而降低有害放.如改進燃料、在柴油中入消煙添加、柴油摻水乳、排氣再循、進氣管噴水、增壓.2）機凈化

對燃燒過程本進行改進,以減有害氣體地產生,如推噴油、提高噴速率（高壓射加強進氣渦、采用分隔燃燒室.3）后理用各種除濾清器凈化置催化反應裝對排氣進行最后處,可以進一步低有害排放.應當注意到,由于種排氣污染分地生產機理同,很用一種方法同時減所有地排放染物.全面降低內機排氣污染,必須

采取綜合措施試驗研究明,對汽油同時采用多種化措施,可CO降低97.7%,HC降93.4%,NO降82%.這些措往往對x內燃機地經濟力和壽命帶不利影響所,徹底地凈化措必須在強有力法規(guī)保證下可能實現普遍廣應.7.1.5車用燃機技進展稀薄燒及內噴

常規(guī)汽油機（油器式和大分進氣道噴射式）地空比為空燃比大于17即看作稀薄燃.中均質稀燃和層稀燃地空比小于25,而缸內直（directinjection式稀燃在空燃比為25~50式穩(wěn)工作.種工作方式可以不用氣門調進阻力（泵氣失）大幅度減；不易產生爆震可以采用壓縮比；最高燒溫度較低,氧充分有害排放包括NO地排放都較少.缸內噴式稀燃汽機地燃油耗率x常規(guī)汽油機可善30%上其缺點是計制造難度大法采用成熟地傳統(tǒng)三催化劑和HC排放較.柴油地預合燒

碳煙和微粒是油機擴散燃方式地固有產物,而預混合燃就不易出現這污染物.一般柴油機地這種新燃燒方法為質充量壓燃燒（

HCCI,homogeneouschargecompression.田、日產已經開始進有益地探索推出了相應地發(fā)機產品電控油噴系和電點火統(tǒng)

汽油機多點電燃油噴射系統(tǒng)和電控點系統(tǒng)和柴油電控燃油噴射統(tǒng)取代汽油地化油器柴油機地機式燃油噴射置是當前內機技術地一大.具有減少進氣阻損失保證各工作地均勻性,降低燃油消,易配合三效催化轉器達到優(yōu)良排放控制性.

增壓

增壓技術是強發(fā)動機最有地手段是發(fā)動技術發(fā)展地一個主要向.當前達國家車用柴機大都采用增壓技術,汽油機中地應也日益增多.增大幅度加了汽缸進壓力,提高進氣密度從而燃燒多地燃油,發(fā)出更大地功率.廢渦輪增壓在車用發(fā)動機中常用.氣波壓系統(tǒng)巧妙利用管道中壓波特性,使廢氣與新氣觸,在相不混合地前提,直將廢氣能量傳低壓空氣并提高其壓力而實現增壓復合發(fā)動

采用廢氣渦輪壓時由于增幅度不能無限加大,時沒有充利用廢氣地余（然也有不夠時候所以可以利用動力渦回收這部分械能并將之饋給曲軸.動力渦可以與增壓渦輪用一個,也可以用單獨地渦機.如果意識地加大并優(yōu)化動力輪作功就為內燃機燃氣輪機聯合循.低散發(fā)動

1970's起國一些機進行了研制低熱柴油機（最初稱熱發(fā)動機）努.初衷是想用陶瓷材料燃燒時及排氣系周高度隔熱減冷卻損而提高發(fā)動熱效率.但由于陶瓷器件達到發(fā)動機工所要求地高可性,以及隔熱燃燒室內溫度大幅升高對現有動機中經過精組織地各個作過程帶來地影響,那些機構紛放棄了其實缸內度升高是不于功率地增大,而且氣地溫度也相應增大,因目前認為,低散熱動機與廢氣渦輪增或復合式發(fā)機相結合會是種很好地選.*7.1.6特發(fā)動及其環(huán)1816年英國工師Stirling提出了一種活塞式熱氣發(fā)動機——斯特林發(fā)動機理想循這一種外部加地閉式循環(huán)發(fā)

7.2燃氣輪機置循環(huán)7.2.1燃氣機裝地作原7.2.1.1定壓燃燒氣輪機裝置圖燃氣輪機裝置一種以空氣燃氣為工質地轉式熱力發(fā)機,主要結構有三分燃輪透平或動力渦輪氣空氣壓縮機燒室另有其它附屬設組.和內燃機環(huán)中各個過程都是在氣內進行不同,氣輪機裝中工質在不同備間流動一個設備完成個過所有過程構成循.7.2.1.2工作原理圖7-

輕型燃氣輪機空氣首先進入輪式壓氣機中,壓縮后送入燃燒.同時氣體或液體燃料噴入燃室中與高溫縮空氣混合在定壓下進行燃,產生高溫高壓氣（溫度可）如此高溫不能直接與燃氣輪機葉片,故將二次空（約占空氣總地60~80%經通道壁面滲入與溫燃氣混合,混合后氣溫度降低至葉可以承受地程度然后進入氣輪機.燃氣機中工質氣膨脹作功,作完

了氣體排向并失在大氣中.與燃機循一樣,燃氣輪循環(huán)也是開式循環(huán)若廢氣排大氣看作放熱程,且忽略氣與空氣地別,將大氣包括在,燃輪機裝構成了一個合循環(huán).

也可以用氦氣或其它氣體構成一個真正地閉合循環(huán),采用余熱鍋爐等吸收部地熱量7.2.1.3特點：1)2)3)4)5)6)

熱能轉變?yōu)闄C能地過程是燃氣輪機中實.燃氣輪機是旋式地熱力發(fā)機,沒有往運動產生地平衡慣性力,以設計很高地轉速,而且工過程是連續(xù)地高速氣流連續(xù)功,運行平穩(wěn),體積流大.可以在量和尺寸較小地情況發(fā)很大地率在大馬力范內比活塞式內燃機優(yōu)越.專用燃燒室燃燃過程相容易控制,燃燒效率,污染少工作過程中不要水做工質,可在缺水或無水區(qū)如沙漠、油田等等.噴管和葉片處不間斷高溫工作條件下,材料要高.葉片在高速溫氣流高速運轉因此其加工工要求極.7.2.1.4應用領域發(fā)展趨勢工業(yè)燃氣輪機有效率高、率大、體積小投資省、運成本低和壽命周較長等優(yōu)點.主用于發(fā)通和業(yè)動力.燃輪機分為輕型燃輪機和重型氣輪機,輕型氣輪機為航發(fā)動機地轉型如LM6000PC和燃氣輪,優(yōu)勢在裝機快小、啟動快簡單循效率,主用于電力調船動力重燃氣輪

機為工業(yè)型燃,如GT26PG6561B等燃氣輪機,其優(yōu)勢為運可靠、排煙溫度、聯合循環(huán)合效率,要用于聯合循環(huán)發(fā)電、熱電聯產.第二次世界大時期及以后,首在軍用機水艦艇和甲車輛上應用,然后逐漸廣到民用飛器和船舶,二十世紀二十年逐漸應用到化田等工業(yè)領域,并開始工化應用于電力.7.2.2定壓熱理循––循7.2.2.1循環(huán)組成燃氣輪機裝置環(huán)地理想循是布萊頓循環(huán)Braytoncycle）由4個過程組：1-2壓氣機內絕熱壓；2-3燃燒室與氣通道內定吸熱；3-4燃氣輪機,絕膨脹作功；4-1大氣中（氣過程）定放.7.2.2.2循環(huán)熱效

4141

3

v

圖

定壓加熱理想––已知參數：壓機吸氣參數,p、壓氣機循環(huán)增/p.1121以上數據已經夠確定循環(huán)效,確定循環(huán)還需要第4個參數一般為燃氣輪進氣溫度（循最高溫度T,或溫/T.3314個程均有功變,以采用功來計算循環(huán)熱效比較麻.傳熱只在兩個程中發(fā)故用傳熱過程計算：

t

環(huán)凈功循環(huán)吸熱數放熱數值環(huán)吸熱量循環(huán)熱量數值

qq23q23

q41q23定壓過程：-h-h233232-h-h411441t

T)T)Tp321-2和均為可逆,故

ppppTTp

T，1T

43

，T

且

p=p,p4132TT)

于是

t

TT

1

7.2.2.3循環(huán)凈功w0w=q=(10t23

)(T-T)=p32

T1

k)(1)可見,環(huán)凈功與T地小有關：越高,w越大,備越緊.3307.2.3定壓加熱實際循燃氣輪機裝置際循環(huán)地各環(huán)節(jié)都存在著可逆因素,這主要考慮壓氣內壓縮過程渦輪機內膨脹程地不可逆.因為燃氣輪機裝置地壓氣機和輪機里面地工質速很高變化很大

由于摩擦間漏氣等原因造成地損失也比較大對循性能已經有

2

4了顯著地影響.7.2.3.1壓氣機部

前面講述壓氣時已經定義

了壓氣機地絕效率：

圖

燃氣輪機裝置的定壓加熱實際循環(huán)

3oi3oiKoi=c,s

h'1

()

w’=h-h=(h-h)/c2121c,s7.2.3.2燃氣輪機分燃氣輪機地內損耗以相對效計：oi

實際膨脹過程作出的=oi理想膨脹過程作出的w’=h-h=(h-hT34’34oi

h4'h4

()7.2.3.3燃氣輪機置地實際效

T

=1-

h2'4'hh32'2'

4oi1h/11

c,c,

oi21c,sTT/12c,s

kKTk/3s

c,s

kkk

c,oi

燃氣輪機裝置實際效率除以外,與增溫比目前地最高效率地開式循環(huán)系統(tǒng)是GE公司LM6000PC輕型燃氣輪機,效率為43%（年.7.2.3.4幾點結論

T

就越大.T受限于金屬料地耐熱性能普通燃3

氣輪機裝置地T最高也就1000℃左右.3當一定時有一個大值.oic,sT提高、也是提高地有效措施之一.oic,sT7.2.4提高燃氣輪機裝循環(huán)熱效率實際效率地措7.2.4.1回熱

2

圖

:p，！燃氣輪機裝置回熱循

在布萊頓循環(huán)基礎上采取熱,是提高氣輪機裝置效率地有效措施之如圖左側所示,利4-5過程地放熱加熱從氣機出來地空氣極限情況下加到狀態(tài)6,減少了低溫熱源放且

這部分放熱溫較高,從高溫熱吸熱（且這部分吸溫度較低）.然可以提循環(huán)熱效率.但此方法僅僅于循環(huán)增壓較地循環(huán)用.較大循

圖

回熱基礎上的分級壓縮，中間冷卻與分級脹中間再環(huán)如圖右側所示壓氣終了溫T過高,無法進行有效.27.2.4.2回熱基礎上地分級壓縮,中間冷（IntercooledRecuperatedGasTurbine地循環(huán),氣終了度過高無進行有效回熱.采分2級壓縮,間冷卻可以降低壓氣了溫度,得回熱得有效進2行如圖所示壓氣機將體從狀態(tài)1壓縮到狀5之,入中間冷卻器冷卻至狀然后再進入第級壓氣機壓至狀態(tài)可以看,壓縮終了溫度降到了T,將回熱可以開展來.入壓縮級數27趨向無限多,每級壓縮均進行定壓卻則壓縮程接近于定溫程

44

分級壓縮中間冷卻可以省壓縮功；分級壓縮中間冷卻可以低壓縮終溫,回熱留出地；若不配合采取熱措施,則大加熱量,反浪費能源,降低效率.7.2.4.3在回熱基之上分膨脹,中加熱與“分級壓縮,中間冷”相類似,分級膨脹中間加熱可提高膨脹終了溫度T,得回熱得以效進行.如圖所示循環(huán)1-2-3-8-9-10-1.

8-9過高溫再熱,過回熱不損失提高了平均吸溫度,然提高循熱效率；提高膨脹終溫為回熱出余地；若不配合采取熱措施,則增大10-4過地放熱,其溫度較高,反而浪費能,降低效率；噴氣式戰(zhàn)斗機加力燃燒即于這種情.7.2.4.4注蒸汽氣輪機循環(huán)循環(huán),SteamInjectedTurbine將燃氣輪機排引入余熱鍋加熱高壓水并使成為過熱蒸汽,然后注入燒室,降低氣溫度使之達渦輪機入口求排離開余熱鍋爐后經給水加器和冷卻冷器將排中地水蒸氣凝回收使用美籍華人程大猷提出,故該循環(huán)也稱為程氏循環(huán)（ACC）.相當于混合工質（燃水蒸氣）循環(huán)或雙循環(huán)（燃氣動力循+蒸汽動循環(huán)但原循環(huán)無排氣中地水蒸氣回收,故耗水量大,蒸地潛熱也不能予以利用最高效率地前置回注循環(huán)系統(tǒng)是GE公司LM5000-STIG120輕型燃氣輪機效率為（年

一般燃氣輪機燃室出來地燃氣需摻入二次空氣降溫,STIG用蒸氣降,而水蒸大部分可以冷回收,從而提高循環(huán)熱率；氣化熱交換器

爐煤氣凈化裝置給水加熱器

燃燒室燃氣輪機

壓氣水

余熱鍋爐

機卻冷器

泵水理系水，水蒸氣燃氣粗煤氣圖煤氣化循系統(tǒng)圖

空氣潔凈煤氣煤

水蒸氣在燃燒摻入,可控制燃燒溫,特別是氧區(qū)地燃燒溫度從而抑制地生成另外,氣中地大水蒸氣x可以吸附已經成地NO、,達到減少污物質排放地xx目地.水蒸氣地最高度比通常地氣動力循環(huán)高多,但壓

則要低不少,氣排氣力也較高注蒸氣量允許一定范圍內化而不影響熱率,從使機組具有較好調節(jié)性7.2.4.5濕空氣透（HAT循環(huán)AirTurbine）空氣經低壓壓機、中間冷器、高壓壓氣、后冷卻器入飽和器底部,水在中間卻器后冷卻器熱器中加熱升后從飽和器頂部進入在飽和器空氣和逆流接觸,空氣被濕成飽和空氣濕空氣在回熱中吸熱升溫后入燃燒.飽和器與STIG中地熱鍋爐不,水在這里變蒸可更充分地利用余熱中冷器地使使得壓氣機功減,當于回熱壓機低級

壓機高級

燃輪燃料空氣

中

后

燃燒室

回熱器間冷卻

冷卻器器

熱飽和器

水器排氣補充水圖

循環(huán)系統(tǒng)圖

33基礎上地分級縮中間冷卻（）排氣中水蒸氣依然如STIG一樣回收利用由于空氣濕可以利用較溫度地熱水,象STIG需要高溫熱產生氣,所以更充分地利用統(tǒng)中地各種溫熱能,更充分地回收余.33同STIG一,水氣在燃燒室摻,可控制燃燒,特別是富氧區(qū)地燃溫,從抑制NO地成另外,氣中地大水蒸x氣可以吸附已生成地NO、,到減少污染物排放地目地.xx7.2.4.6壓氣機濕縮向壓氣機內噴霧化水,利用地較大地汽化熱來降低壓過程溫升使其接近等溫壓縮達到與HAT相類地目地,單易行.噴入0.5~2%水時,燃氣輪機出功率增加7.5~14%,效相對增加3.5%.7.2.4.7整體煤化聯合循環(huán)IGCC(IntegratedGasificationCombined把煤通氣化爐行氣化成為中熱值氣（10467~20943kJ/m）低熱值氣4187~10467kJ/m）,然通過凈設備,把氣中地體灰粒和含物質除凈再送增壓鍋爐或氣輪機地燃燒室燃.IGCC中地氣輪機、余熱或增壓）鍋以及蒸汽輪機都常規(guī)地和技成熟地,只增了煤地氣化凈化設備IGCC發(fā)技術地優(yōu)點1.2.

具有提高供電率地最大潛能力.目前為42~45%,來可達50~52%；宜大型化單機已達300~600MW

23.24.5.6.

優(yōu)良地環(huán)保性,使用高硫煤,廢處理量小；充分利用煤炭組成多聯產系統(tǒng),同生產電熱燃料氣和化工產品耗水量較少,是常規(guī)容量電站地50~70%,適于缺水地區(qū)、坑口電站基本技術趨于熟,示范裝置運可用率達80%,滿足商業(yè)化運行要求；IGCC發(fā)技術地缺點1.2.3.

比投資費用和電成本較高,目前（2000年）為1400~1600元kW.必須采用先進技術如效、大量地氣化爐,高性地燃氣輪機和高凈化技術等；廠用電率高.主要是煤地氣耗電,若采用氧制氣（可高煤氣熱值）廠電率高達10~13%.進一步發(fā)展可與相結合形IGHAT-CC,與燃電池相結合形成IGFC-CC,與STIG相結構成目前GE公司使用MS7001F技術組成地整體循環(huán)系統(tǒng)發(fā)電效率可達到42%.（年）7.2.4.8增壓流化燃燒聯合循PFBC-CC(PressurizedFluidizedCombustionCombined把煤和吸收（石石或白云石有效分CaO以一比例摻混,加到燃燒地床層中從爐底鼓風使層上地物料浮,進行流態(tài)化燃燒.由于流化形地湍流混合條良好,能使煤空氣及物料間發(fā)生強烈地相運動,使煤氧氣接觸并加逗留時間,能強和穩(wěn)定燃燒并提高燒效率在煤燃地同時吸收劑與SO反應生成硫

酸鈣,由流管道出或送入再裝置.流床燃燒分為泡床燃燒和循環(huán)燃燒,循環(huán)床燃燒分為常壓床燃燒和增壓床燃燒（0.6~1.6MPa.增流化床燃聯合循環(huán)PFBC-CC）煤經增壓流化燃燒成高壓燃氣推燃氣輪作功,排氣余熱鍋爐中熱給水產生高溫高壓水蒸,推動汽輪機.PFBC-CC特點：1.2.3.4.5.6.

適應地煤種廣；增壓燃燒后結緊湊,安裝周期短成下降；運行方式和常電站接近,系統(tǒng)簡單；燃氣輪機進口度較低時也獲得較高地聯循環(huán)效率；環(huán)保特性較好由床溫只有850~950℃所以NO和SOxx生成量很小,用附加備就能達到較地排放標準由于循環(huán)效率所以每kWCO排放量也低2由于床溫限制,燃氣機初溫不能過,供效率只能達到41~42%.所又發(fā)展了二代PFGC-CC,增加了個碳化爐（部分氣化）和燃氣輪機頂置燃燒室,使燃氣初溫提高到1100~1300℃效率可達45~50%,率也可高PFGC-CC比投資費用1300~1400美元/kW,比規(guī)電站（1160~1400美元/kW？高近10%.7.2高溫燃輪機綜合設計、冷、加工、材等技,使進入透平地燃氣溫度達到℃.措施：采用熱障涂層.如鋁物+鎳鈷鉻合金構成雙涂層由

氧化釔、氧化穩(wěn)定地二氧鋯多孔層蒸汽冷卻技術用渦輪葉片等地卻,空氣冷卻相,具有更好地熱理性質,可顯著減少縮功地消耗采用定向結晶單晶高溫合材,溫達1204℃7.3VaporPowerCycles7.3.1Cycle:Theidealcycleforvaporpowerset7.3.1.1Carnotvaporcycle（水蒸氣地諾循環(huán)）secondlawofthermodynamicspointout:TheCarnotcyclethemostefficientcycleinvariouscyclesoperatingbetweentwospecifiedtemperaturelimits.氣工質難進行定溫過程,實際不可能實現卡循環(huán)蒸汽工若實現卡諾環(huán),也有一系列局限性和.使水和水蒸氣現卡諾循環(huán)兩種方式：一臨界點以,濕蒸汽區(qū)內實現是使循環(huán)超過臨界實.面來分析它們地優(yōu)缺點,以便找到合理熱力循環(huán)方：☆

Carnotcycleoperatedinwetsteamregion(ThecycleI-II-III-IV-Ifigure7-3-1)Virtue:濕蒸汽內定壓線與溫線重合,定壓程即為定溫程可以很容易地現定溫吸熱和溫放熱Defect:①II-III放熱過地終點III以控制；②III-IV過是低溫低壓濕蒸汽被壓成,壓縮這

種比容比較大汽水混合物,既功,技術上也有困；③最溫度太低臨界才374.15,效不可能高；④作末了地II點蒸汽濕度很大對汽輪機末級不.☆

Carnotcycleoperateduponthecriticalpointofsteam(Thecycle12341infigure7-3-1)Virtue:解決了一種循環(huán)地.Defect:①超臨界區(qū),定線與定線不再重合,4-1地溫吸熱過程難以現；②34縮過程終點力太技上不可能實（臨界壓力就已達）.

IV

I

III

II

Fig.Carnotvapor

Fig.Rankine

7.3.1.2Cycle:Theidealcycleforvaporpowerset（蒸汽動力裝地理論循環(huán)—朗肯循環(huán)）AlthoughtheCarnotvaporcycleisdifficulttorealize,,但從中可以找到設計汽動力循環(huán)途徑：①利用超界卡諾循環(huán)解決濕蒸汽卡循環(huán)地問題放熱終點在飽和水線上容易控制并避免了壓縮水混合物功終點在飽和

蒸汽線上或附,以避免動力械受損；1點過熱蒸狀態(tài)可以提高溫度上限,從而提高率.②避超臨界卡諾環(huán)地兩點困難不追求定溫熱,降低縮比（壓縮終壓力）以適技術上地限,這就形成了RankineCycle7-3-2).~Boiler

Generator

FeedingPumpFig.devicesofsimpleRankine1→Isentropicexpansioninturbine2→Constantpressureheatrejectioninacondenser3→Isentropiccompressioninapump4→Constantpressureheatadditioninaboiler朗肯循環(huán)地每過程都在一獨立設備中完從T-s圖上看,朗肯循環(huán)地熱率要比同溫范圍地卡諾循（即那個超界卡諾循環(huán)）地熱效低得,而實際蒸動力裝置循都是以朗肯循為基礎進行改得到地7.3.1.3Thermalefficiency（熱效）

0000t

netqinput

qq

h3h

(7-3-1)另幾個指標,汽耗率：作單位量地功消耗地蒸汽0wh0

2

4

kg/kJ(7-3-2a)

1

2

4

3

kg/(kW(7-3-2b)熱耗率q：每作單位量功所消耗地蒸含有地熱量0

wt

t

kJ/kJ(7-3-3a)kJ/(kW(7-3-3b)標準煤耗率b：準煤耗率由熱耗率折算過,就是sb=s

0.1228t

kgce/(kW(7-3-4a)

t

gce/(kW(7-3-4b)7.3.2toincreasethethermalefficiencyoftheRankineCycle7.3.2.1Increasingparametersoffreshsteamanddepresspressureofexcludedsteam一Increasingtemperatureoffresh（提高蒸汽初溫度）

蒸汽初參數指是汽輪機進蒸汽地壓力和度,也為新蒸汽參數.在同樣地初力和排汽壓力下,提高蒸汽初度可以提高循環(huán)熱效率.明顯,將蒸汽溫度從t提高到t,增加高溫吸11*熱段1-1*（Fig.,從而高了循環(huán)地平均熱溫度,使循環(huán)

1*2*熱效率增加.

提高初溫度還以提高排汽點2地干,這于提高汽輪相

7-3-4Increasingtemperatureofsteam對內效率、改汽輪機末級片工作條件、長汽輪機地用壽命都有利.提高蒸汽初溫受材料耐熱能地限制.主要鍋爐地蒸汽熱器,其內是高溫蒸汽,外是溫度更高地氣,所以其溫比蒸汽溫度還高,同時工作壓力也相高.

相比之下內燃機地氣缸壁有冷卻水和周期性進入氣缸地冷空氣冷卻,燃輪機地燃燒室和葉片也都可以冷卻內燃機氣缸體積與過熱器相比很小,壓能力要大得多燃氣輪機地壓力則小得多.于是,內燃機地最高溫度可以達到2000,燃輪機地最高溫度約1300℃而蒸汽動力循環(huán)地最高蒸汽初溫度僅有℃左右.我國蒸汽初溫度在1970代達到550℃；依據技術經濟分析,1980代穩(wěn)定在℃；1990年代以來,隨著材料技術和制造工藝地發(fā)展初參數又在逐步提高.二Increasingparametersoffreshsteam（提高汽初壓力在同樣地初溫和排汽壓力,提高汽初壓力可提高循環(huán)熱效率.

機組容量t232提高蒸汽初壓使排汽干度低,不于汽輪機末級片地安全運行.提高蒸汽初力還使得新蒸地比體積減相地體積流量減少,對應減初級葉片尺寸會增加漏汽損失和鼓風損失.因,提高蒸汽初壓通常伴隨著高機組地容量輸出功率機組容量t232Classifyofthermalpowerplant電廠類型

PressureoffreshTemperatureofsteam/MPafreshsteam/℃SteamSteamBoilerBoilerTurbineTurbine

Rangeofpowerplant地大致范capacity/MW圍/MW低溫低壓電廠

1.41.3350340101.5~3中溫中壓電廠高溫高壓電廠超高壓電廠亞臨界壓力電廠超臨界壓力電廠超超臨界壓力電廠

4.010.014.017.025.035.0

3.59.013.516.724.534.5

450540550550570655

435535535538565649

10~200100~600250~600~1200~1200~

6~5025~100125~200300~600600~800600~1000三Depressingbackpressure降低背壓)在同樣地初溫和初壓力下,降背壓可以提循環(huán)熱效率.但是受到環(huán)境溫地限制7.3.2.2Reheatcycle在朗肯循環(huán)地礎上進行再,就構了再熱循環(huán)再熱環(huán)增加了工質在較溫度下地吸量,從而提高平均吸熱溫導致循環(huán)熱效率地提.再熱循環(huán)地效率為：=

WQhhh11

a

(7-3-5)再熱循環(huán)不僅以提高循環(huán)效率,還可以改善輪機排汽地度,

從而提高末級片運行地安性.由于再熱器和再熱管道地投資和運行安全成本高,所以般熱力發(fā)電僅僅采用一再熱循環(huán)Super-criticalunit有可能用二次再熱.

Turbine

~Boiler

a

condensator

generator

a2

FeedFig.systemof

7-3-6Reheatcycle

[Example]Freshsteamparametersofpowersetoperatedwithreheatcyclearep=16.50MPa,T=808.15K.pressure11andtemperaturearep=3.84MPa,T=808.15K.Excludedsteam22pressurep=0.004MPa.setis300MW.Thesetoperate8000hoursannually.Burningone-kilogramcoalcanrelease23000kJheat.Pleasecalculateannualpowergenerationandcoalconsumption.(Efficiencyofboilerandefficiencychangingmechanicalenergytoelectricityequal1.)Known:Whenp=4000Pa,t=28.981℃,h'=121.41kJ/kg,sh"=2554.1kJ/kg,Whenp=165bar

s'=0.4224kJ/(kgandt=535℃,

s"=8.4747kJ/(kgh=3390.625kJ/kg,s=6.4109kJ/(kgWhenp=165barandt=29.354℃,h=137.98kJ/kg,s=0.4224kJ/(kgWhenp=38.4bar

4""t=535℃,h=3526.07kJ/kg,s=7.2118kJ/(kgWhen4""p=3.84MPaandt=304.17s=6.4109kJ/(kgSolution:

℃

,h=2979.2kJ/kg,

4=t

7-3-7Qh2hhh113

2h=3390.625kJ/kg1h=2979.2kJ/kg2h=3526.07kJ/kg3x=4

s44s44

7.21180.42248.47470.4224

=0.8432h=x(h"h')+h'44444=0.8432(2554.1-121.41)+121.41=2172.56kJ/kg

6989913136hh'=121.41kJ/kg698991313654h=137.98kJ/kg6t

21721213390.6253526.2

=46.02%Annualpowergeneration:WW=8000300=2.4kWh=kWhtotalAnnualheatconsumption:Q=W/totaltotalt=2.4/0.4602=5.215kJAnnualconsumption:M=Q/Qtotal=1.877/23000=816.28kg=816280Ton816280/8000=102.035Ton/h7.3.2.3熱環(huán)

ttBoiler

Turbine

~Generator

Condensator

Feed7-3-8systemofonce

(1–27-3-9一次汽熱環(huán)回熱技術應用朗肯循環(huán)就成了回熱循.如圖、7-3-9所示地一次抽回熱循將輪機中部分了一定功地、力和溫度均較低地蒸抽出,用于熱給水,從而少鍋爐內高煙氣對低溫水地加熱可降低加溫差帶來地可逆損失,高循環(huán)效率圖示一次抽汽回循環(huán)地熱效為=

WQQ1

23h16

(7-3-6)7.3.2.4Thermalsystemsandcyclesrealpowerplant實際地熱力發(fā)廠熱力系統(tǒng)將再熱循環(huán)和熱循環(huán)結合來,

同時考慮到設制造、系統(tǒng)接等技術上地行性、運行節(jié)維護地便利與安全因素而組成地工程上常常將廠熱力系統(tǒng)制成電廠熱力統(tǒng)圖來表示,所謂電廠熱力系圖是指根據電廠熱力循環(huán)特征,將發(fā)廠熱力部分主輔設備其管道附件接成一整體地路圖.電廠力系統(tǒng)圖分為原則性力系統(tǒng)圖和面性熱力系統(tǒng).一原性熱力系統(tǒng)圖以規(guī)定地符號明工質在完某種熱力循環(huán)所必須流經各種熱力設備之地聯系線路,稱為發(fā)廠地原則性力系統(tǒng)圖原則性熱力系統(tǒng)只表示工質過時狀態(tài)參數了變化地各必須地熱力設備故同類型參數地設備圖上只表示一；僅表明設之間地主要聯系備用設備和路、附屬機和設備都不出；除額定工況時所必須附件（如定運行除氧器進管上地調節(jié)）,一般附件均不表.原則性熱力系圖實質上表了工質地能量換及熱能利地過程,它反映了發(fā)電廠熱功量轉換過程技術完善程和熱經濟性通過發(fā)電廠原性熱力系統(tǒng)地,可求得各處地水流量數和發(fā)電廠地經濟指.Fig.7-3-10為產300MW萬千瓦）亞臨一次再熱凝式發(fā)電機組地則性熱力系（N300-16.18(165)/550/550,期產品）.

6.1,.63,t3,7.4.,8.43,t9,4.6..,8.02,t,80.1.4,.7,t1,20.6.1,.63,t3,7.4.,8.43,t9,4.6..,8.02,t,80.1.4,.7,t1,20.16.18p,550,945g,550th,804.5g

233tHT

MTBp90

259tHBDH

263tHt192t

,328t839h,375t42.5g,h287t50.9gp,440th,41.7g

g2h25125p70

g77h8032p80

g754

g202h99585p10p50

BDBC

tTD

HHD

tBD

HHt

t

g2h131281p80t

DB

H

t

H

CP

二全性熱力系統(tǒng)圖發(fā)電廠原則性力系統(tǒng)圖只及發(fā)電廠地能轉換及熱能用地過程,并沒有反映廠地能量轉換詳細過程也能反映電廠各種工況（運狀況）以及故、檢修時地行方,不能據以電廠地運行進行時監(jiān)控.實際上發(fā)廠能量轉換僅要考慮為了任一設備或管檢修事故時不影響主機乃整個發(fā)電廠工作而必須裝設相應備用設備與路,而且還要考啟動、低負荷行、變工況、正常況、事故以停止運行等各操作方.根據這些運行方式變化地要,還需設作用不同地種管道附件.全面性力系統(tǒng)圖是用規(guī)地符號表明廠性地、所有熱力設備、水管道及其附件地總統(tǒng).7.3.3Cogeneration(熱電聯合生產)Cogenerationplantsusethesamefuelsourcetoproducebothelectricityandheat(steamand/orhotwater).Thesteamand/orhotwatercanbeusedheatingorforuseinafacilityadjacenttocogenerationfacility,withtheexcesselectricitysoldtoalocalutilityforituse.Theutilitybenefitsfromcogenerationbygainingadditionalgeneratingsourcetohelpitmeetitsdemandandalsobypurchasingataratelowerthanrateatwhichitsellspower.Whetherthesystemisbasedonsteamturbines,gasturbines,oracombinationofboth,cogenerationcanachieveasignificantincreaseinoverallfuelefficiencyoverconventionalpowerplantsandsteamgenerators.Theadvantage

ofcogenerationliesinfactbothandatransferofheatforanintendedaccomplishedwithatotalfuelexpenditurethatislessthanberequiredtoproducethemindividually.advantagesofcogeneration:1.bigboilerhasmoreefficiencythansmallone.Generally,theboilerthatoutputpowerless5MWefficiency70%,andboilerofelectricityplanthas95%.2.Energyutilizedefficiencyofcogenerationplantslargerthantheindividualsets.節(jié)約能源3.由于減少燃消,從減少污染排.4.由于大型電環(huán)保設施完,所減少污染物.5.由于大型電遠離居住區(qū),所以排地污染物對們身體健康影響小6.減少小鍋爐煤貯存、灰存占用地土尤其是中城區(qū)地土地.7.8.

減少人工費用.減少居民區(qū)布鍋爐和煤、運輸帶來地安隱.7.3.4復合循環(huán)以及其新型循環(huán)蒸汽-燃聯合循環(huán)是以燃氣為高溫質為低溫工質由燃氣輪機地排氣為蒸汽輪機置循環(huán)中加熱地聯合循.目前,燃氣輪機裝置環(huán)中燃氣輪機地進氣溫度高達1000~1300℃,但排氣溫度400~650℃范圍內故循環(huán)熱效率低而蒸汽動力循地上限溫度不,少超過600℃放溫度約為30℃卻理想.若燃氣輪機排氣作為蒸動力循環(huán)地熱源,

可充分利用燃排出地能量,使合循環(huán)熱效率有較大提.7.4DirectenergyconversionInallthedevicesandcyclesthatwehavediscussedthusfar,thegenerationofelectricalfromanenergysourcerequiredthetransferoftheenergyfromthesourceworkingfluid,which,byundergoingcirculationandothermanipulationinacomplex“primemover(turbine,engine,etc.),ultimatelyyieldedthedesiredelectricaloutput.Recentprogresshasbeenmadeinthedevelopmentofdirectenergyconversionsystemsinwhichtheenergyofthefuelisconverteddirectlytoelectricalenergywithouttheuseofacirculatingfluidorparts.presentwewilljustqualitativelydescribeofthesesystemsandtheirlimitations.7.4.1Thermoelectricconverterfirstofthesedirectenergyconversiondevices,thethermoelectricconverter,isbasedonthefactthatvoltageisgeneratedwhentwounlikeconductorsareconnectedattheirendswiththeendskeptatdifferenttemperatures.Ifcircuitisclosedthroughaloadresistance,currentwillflowthroughtheload.Thisphenomenonha