蒸汽動(dòng)力循環(huán)2011

第十章蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱機(jī)熱力循環(huán)制冷機(jī)熱泵內(nèi)燃機(jī)外燃機(jī)活塞式內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)、柴油機(jī)、…）蒸汽機(jī)、外燃?xì)廨啓C(jī)(閉式)空調(diào)、冰箱、冷凍設(shè)備…熱泵、雙向空調(diào)、…逆向循環(huán)（制冷熱泵循環(huán)）正向循環(huán)（動(dòng)力循環(huán)）蒸汽動(dòng)力循環(huán)

(郎肯Rankine循環(huán))燃?xì)廨啓C(jī)：地、空

Brayton循環(huán)氣體動(dòng)力循環(huán)Otto循環(huán)Diesel循環(huán)混合循環(huán)(開式)制冷循環(huán)熱泵循環(huán)火電廠鳥覽圖火力發(fā)電廠主要設(shè)備示意火電廠主要設(shè)備示意鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器1234過熱器4321Ts12汽輪機(jī)

s

膨脹34給水泵

s

壓縮蒸汽動(dòng)力循環(huán)示意23凝汽器

p

放熱41

鍋爐

p

吸熱初汽乏汽動(dòng)力循環(huán)T1T2Q1W高溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩次鼰崤艧嶙鲀艄2動(dòng)力循環(huán)的評(píng)價(jià)指標(biāo)正循環(huán)：凈效應(yīng)（吸熱、對(duì)外作功）動(dòng)力循環(huán)效率T1T2WQ1Q2收益代價(jià)凈功吸熱按絕對(duì)值分析可以用平均溫度來算效率s134T2提高效率的路徑1.升高2.降低工程上常用汽耗率,反映裝置經(jīng)濟(jì)性，設(shè)備尺寸汽耗率：蒸汽動(dòng)力裝置每輸出

1kW.h（1度）

功量所消耗的蒸汽量kg采用

kJ/kg

,

d用kg/kW.h汽耗率若則時(shí)段Ts循環(huán)設(shè)計(jì)參數(shù)的選定T1T1初溫鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器過熱器背壓初壓初壓p2p1背壓

p2卡諾循環(huán)設(shè)計(jì)的尺子p11234初溫原則上越小越好受環(huán)境溫度限制，現(xiàn)在大型機(jī)組p2為0.0035-0.005MPa，相應(yīng)的飽和溫度約為27-33℃，已接近事實(shí)上可能達(dá)到的最低限度。冬天熱效率高背壓的選擇TsT1卡諾鍋爐汽輪機(jī)給水泵1234過熱器背壓p2初溫的選擇Ts初溫原則上越高越好但對(duì)部件耐熱及強(qiáng)度要求高，目前最高初溫一般在550℃左右T1初溫鍋爐汽輪機(jī)給水泵1234過熱器初壓的選擇Ts汽中水損害渦輪葉片盡可能高，但對(duì)材料強(qiáng)度要求高，且受干度限制，一般要求出口干度大于0.85~0.88濕壓縮耗功大對(duì)機(jī)器不利鍋爐汽輪機(jī)給水泵1234過熱器初壓p1卡諾郎肯(Rankine)循環(huán)鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器1234過熱器Ts1342T012汽輪機(jī)

s

膨脹23凝汽器

p

放熱34給水泵

s

壓縮41

鍋爐

p

吸熱可逆循環(huán)初汽乏汽郎肯循環(huán)p-v圖與焓熵圖h13241342pv12汽輪機(jī)

s

膨脹23凝汽器

p

放熱34給水泵

s

壓縮41

鍋爐

p

吸熱shs1324汽輪機(jī)作功冷凝器中的定壓放熱量水泵絕熱壓縮耗功鍋爐中的定壓吸熱量郎肯循環(huán)的計(jì)算一般很小，占0.8~1%，忽略泵功

汽輪機(jī)冷凝器水泵鍋爐按絕對(duì)值分析

本課程僅分析一個(gè)代表性的不可逆因素：汽機(jī)不可逆sT3214有摩阻的循環(huán)熱一律：熱效率分析法√分析法由于有摩阻實(shí)際循環(huán)為不可逆循環(huán)從而有熵增或壓降壓降理想循環(huán)實(shí)際循環(huán)熵增熱二律：熵分析法,分析法用忽略泵功可逆循環(huán)效率汽機(jī)相對(duì)內(nèi)效率sT5322’14實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率法實(shí)際功理論功汽機(jī)流體內(nèi)摩擦

理想絕熱焓降hT:0.85~0.92實(shí)際循環(huán)內(nèi)部功循環(huán)內(nèi)部熱效率實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率法汽機(jī)流體內(nèi)摩擦

考慮軸承等機(jī)械損失：忽略水泵功時(shí)汽輪機(jī)循環(huán)輸出凈功率：m

蒸氣耗量

[kg/s]實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率法汽機(jī)機(jī)械損失電機(jī)機(jī)械效率內(nèi)摩擦汽輪機(jī)理想輸出功率耗汽率內(nèi)部功耗汽率有效功耗汽率實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率法汽機(jī)機(jī)械損失電機(jī)內(nèi)摩擦回?zé)嵫h(huán)再熱循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)二氣-聯(lián)合循環(huán)新型循環(huán)IGCCPFBC-CC…...提高循環(huán)熱效率的途徑改變循環(huán)形式聯(lián)合運(yùn)行高p渦低p渦凝泵爐再熱152634Ts65431再熱循環(huán)22’T0請(qǐng)告訴我，在初溫一定時(shí)，如何能提高初壓從而提高循環(huán)效率但又不降低渦輪出口的干度呢？？高壓渦輪低壓渦輪再熱器ReheatCycle

再熱循環(huán)本身不一定提高循環(huán)熱效率

它與初壓的提高結(jié)合來可提高循環(huán)熱效率

一般采用一次再熱可使熱效率提高4％～5％。再熱循環(huán)特性Ts654312高壓渦輪低壓渦輪再熱器

再熱壓力約為初壓1/4s抽汽回?zé)嵫h(huán)渦開式回?zé)崮?爐泵1混合式回?zé)崞?234567鍋Ts6543127a朗肯循環(huán)熱效率不高的主要原因是加熱過程不是在等溫下進(jìn)行的，致使加熱平均溫度不高。開式回?zé)崞魇瞧夯旌鲜襌egenerativeCycle抽汽回?zé)嵫h(huán)效率一定增大嗎Ts6543127a分析時(shí)可忽略泵功抽汽前抽汽后可證閉式回?zé)崞鏖]式回?zé)崞鞅?泵1凝混合室爐渦鍋冷凝水閉式回?zé)崞髟O(shè)備復(fù)雜但可以省去水泵的開銷具有一個(gè)開式及三個(gè)閉式回?zé)崞鞯碾姀S凝爐開式回?zé)崞饕话銘?yīng)有一個(gè)開式回?zé)崞饕员愠ニ锌諝鉁u泵泵閥閥閥閉回閉回閉回開回排氣閉式回?zé)崞麇伳y只允許液體通過小型火力發(fā)電廠回?zé)峒?jí)數(shù)一般為1～3級(jí)，中大型火力發(fā)電廠一般為4～8級(jí)。優(yōu)點(diǎn)

提高熱效率,提高幅度比再熱大得多減小汽輪機(jī)低壓缸尺寸，末級(jí)葉片變短減小凝汽器尺寸，減小鍋爐受熱面

可兼作除氧器缺點(diǎn)

循環(huán)比功減小，汽耗率增加增加設(shè)備復(fù)雜性

回?zé)崞魍顿Y>缺點(diǎn)蒸汽抽汽回?zé)嵫h(huán)的特點(diǎn)汞-水二元蒸汽聯(lián)合循環(huán)渦鍋爐泵汞飽和線渦凝泵過熱器換熱器汞循環(huán)水蒸汽循環(huán)汞循環(huán)水蒸汽循環(huán)水蒸汽飽和線898oC7MPa237oC7MPa32oC5KPa燃?xì)?-蒸汽聯(lián)合循環(huán)渦空氣凝泵排入大氣壓燃燒室渦