熱力發(fā)電廠課件01-3發(fā)電廠的動力循環(huán)

1′-2′-3′-4′-1′郎肯循環(huán)pvTS123

412341-2-3-4-1 卡諾循環(huán)

4′

3′

1′

2′

1′

2′

3′

4′第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章提高蒸汽初參數(shù)的經(jīng)濟性①提高初溫t0ηt=wa/q0=1-(Tc/T0)

定壓升溫：整個循環(huán)的加熱平均溫度不斷升高，工質高溫側溫差傳熱的不可逆性減輕，循環(huán)熱效率ηt提高，同時使排氣干度X提高，減少低壓缸排氣濕汽損失，因而ηri提高ηi=ηt×

ηri如圖第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)T’0T0STOX’X第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)②提高初壓p0

定溫升壓：對應的飽和溫度ts也隨之升高，熱效率ηt隨之升高,尤其是初壓較低初溫較高時效果顯著；但隨著的p0提高，水的沸騰、汽化、過熱三個吸熱過程中，汽化潛熱比重相對不斷減少，而該壓力下沸騰段吸熱量比重相對增加，而過熱段平均溫度高于汽化段，汽化段平均溫度又高于沸騰段，當初壓提高一極限值時，整個平均加熱溫度T0av<T0av’時，ηt’<ηt。當t0=400℃

時極限壓力約20MP以上，故從工程實際上講，提高p0可增加ηt如圖第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)P’0P0STOX’X第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)ShOh0t0p0hcaXWa=(h0-hca)max第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)③同時提高初溫、初壓P’0P0TOX’X第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)提高蒸汽初參數(shù)的限制

1）提高初溫的限制

金屬材料性能限制2）提高初壓的限制

安全性、熱經(jīng)濟性措施：（1）提高P0的同時采用蒸汽再熱（2）提高P0的同時增大單機容量Pe=300MW200150100450500550600650P0OPt0第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章1）理論上的初參數(shù)選擇

——配合參數(shù)（排汽濕度不超過最大允許值所對應初參數(shù)）初溫由選用鋼材確定初壓在初溫、排汽壓力、排汽濕度、容量確定下選擇

ri=wi/wa2）技術經(jīng)濟上的初參數(shù)選擇

熱經(jīng)濟性的提高

投資和維修增加、安全性降低回報>投資第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)電廠用水量和供水系統(tǒng)的選擇考慮一水多用、綜合利用，提高重復水利用率，減少廢水排放量冷卻水系統(tǒng)的選擇：開式供水和閉式供水①開式供水利用江河、湖泊、水庫、海灣等水源取水，當?shù)乇硭闯渥闱铱拷鼜S址，供水高度不大時宜采用開式供水②閉式供水指凝汽器使用了的冷卻水經(jīng)冷卻設施冷卻降溫后，由循環(huán)水泵再送往凝汽器重復使用的系統(tǒng)。第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)1、降低蒸汽終參數(shù)pc對熱經(jīng)濟性的影響（1）有利影響

t↑（

t=1-Tc/T1，wa↑）凝汽器火用損

Ec↓（2）不利影響Pc↓→葉片壽命↓→濕氣損失↑→

ri↓Pc↓→vc↑→余速損失↑→

i↓結論：在極限背壓以上，降低pc對熱經(jīng)濟性有利第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章1）自然條件（理論限制）自然水溫tc1；2）技術水平冷卻水量和凝汽器面積都不可能無限大末級長葉片的設計和制造水平汽輪機背壓pc由排汽飽和溫度tc決定

tc=tc1

t

t

t—冷卻水溫升

t—凝汽器傳熱端差，

t=tc

tc2，tc決定因素：冷卻水溫、冷卻水量、換熱面積、換熱面清潔度第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)最佳蒸汽終參數(shù)1）設計最佳終參數(shù)以年計算費用最小時所對應的pc為最佳終參數(shù)。 根據(jù)該終參數(shù)確定凝汽器面積、冷卻水量及循環(huán)水泵、冷卻塔（循環(huán)供水時）的選型和配置等。2）運行最佳終參數(shù)汽輪機功率增加值與循環(huán)水泵耗功之差取得最大值時的pc第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章最佳運行真空第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章給水回熱加熱

——汽輪機某些中間級抽出部分蒸汽，送入回熱加熱器對鍋爐給水進行加熱的過程目的：減少冷源熱損失，提高電廠的熱經(jīng)濟性TS123546897ⅡS81234567ABⅠaA

aB

第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章給水回熱加熱的意義1）汽輪機進入凝汽器的凝汽量減少，冷源損失降低；2）提高鍋爐給水溫度，工質的平均吸熱溫度提高；3）抽汽加熱給水的傳熱溫差小，做功能力損失小。不利：回熱抽汽存在作功不足，wi減小，D0增大，削弱了Dc的減小第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章（二）給水回熱加熱的熱經(jīng)濟性單級回熱汽輪機的絕對內效率：單級回熱循環(huán)的汽流分配同參數(shù)朗肯循環(huán)的汽輪機的絕對內效率回熱式汽輪機的動力系數(shù)分析：多級無再熱的回熱循環(huán)，汽輪機的絕對內效率：回熱抽汽做內功之和凝汽流做內功回熱抽汽做功比： ↑

，↑分析：回熱抽汽在汽輪機中的做功量↑，

↑影響回熱過程熱經(jīng)濟性的因素

1多級回熱給水總焓值（溫升）在各加熱器間的分配

2鍋爐給水溫度；

3回熱加熱級數(shù)第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章回熱系統(tǒng)焓升分配焓降分配法(每一級加熱器焓升=前一級至本級汽輪機中的焓降)平均分配法(各級加熱器中的焓升相等)等焓降分配法(每級加熱器焓升=汽輪機各級組的焓降)第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章最佳給水溫度

——回熱循環(huán)汽輪機絕對內效率為最大值時對應的給水溫度

因此： 最小，最大

做功不足系數(shù)，再熱前：

再熱后：第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章

給水溫度tfw1、抽汽壓力↓，做功不足系數(shù)Yj↑，汽耗量D0=D0R

+YjDj↑，汽耗率d

=D0/Pe↑，工質吸熱量q0↓，發(fā)電機組熱耗率q=dq0、汽輪機內效率

i受雙重影響；2、鍋爐內的換熱溫差↓，相應的火用損↓；3、回熱加熱器內換熱溫差↑，相應的火用損

Er↑；4、與總火用損最小對應的最佳給水溫度tfwop；5、通常給水溫度tfw=（0.65—0.75）tfwop第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章回熱級數(shù)、給水溫度與回熱經(jīng)濟性單級回熱多級回熱給水加熱級數(shù)Z1、tfw一定時，回熱級數(shù)z增加，可充分利用低壓抽汽代替部分高壓抽汽，使回熱抽汽做功↑，從而使

i↑；2、回熱級數(shù)z↑，各加熱器中的換熱溫差↓，

Er↓，當級數(shù)z為無窮多級時，將不存在換熱溫差，亦不存在

Er；3、回熱級數(shù)z↑，最佳給水溫度↑；4、隨z的增長，

i增長率

i是遞減；5、實際給水溫度稍偏離最佳給水溫度時，對

I影響不大

第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章蒸汽中間再熱

——將汽輪機高壓部分做過功的蒸汽從汽輪機某一中間級引出，送到鍋爐的再器加熱，提高溫度后送回汽輪機繼續(xù)做功目的：提高電廠的熱經(jīng)濟性，適應大機組發(fā)展4123baST124365abc第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章1、再熱對汽輪機相對內效率的影響 再熱使排汽濕度↓，濕度損失↓，

ri↑2、再熱對汽輪機理想熱效率的影響當附加循環(huán)吸熱過程的平均溫度Trh大于基本循環(huán)吸熱過程平均溫度T0，

t↑蒸汽中間再熱的熱經(jīng)濟性ST124365abc第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章1、再熱后蒸汽溫度trh

trh越高，熱經(jīng)濟性越好，但受材料限制，常取trh=t02、再熱后蒸汽壓力prh

存在一個最佳再熱壓力當trh=t0，prh=（18%—26%）p0再熱后前有抽汽，prh=（18%—26%）p0再熱后前無抽汽，prh=（18%—26%）p0再熱參數(shù)的合理選擇ST124365ba第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章利用鍋爐煙道中煙氣加熱蒸汽 可加熱蒸汽到500—6000C

熱經(jīng)濟性提高6%—8%用途：電廠中再熱主要手段煙氣再熱

(a)

煙氣再熱第三節(jié)發(fā)電廠的動力循環(huán)第一章利用新汽或抽汽加熱再熱蒸汽

再熱后汽溫較低 熱經(jīng)