《蒸气动力循环》PPT课件.ppt

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1、本章主要内容,郎肯循环,实际蒸汽动力循环分析,蒸汽再热循环,蒸汽回热循环,热电合供循环,蒸汽-燃气联合循环,第十章 蒸汽动力循环,四个主要装置：锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵,郎肯循环,水蒸气动力循环系统,锅炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,动画演示,1,2,3,4,水蒸气动力循环系统的简化（理想化）：,膨胀过程：12,放热过程：23,压缩过程：34,吸热过程：41,1,3,4,2,p,v,郎肯循环pv图,4,3,2,1,T,s,h,s,1,3,2,4,郎肯循环Ts和hs图,h,s,1,3,2,4,郎肯循环功和热的计算,汽轮机作功：,凝汽器中的定压放热量：,水泵绝热压缩耗功：,锅炉中的定压吸热

2、量：,h,s,1,3,2,4,郎肯循环热效率的计算,一般很小，占0.81%，忽略泵功,工程上常用汽耗率,反映装置经济性，设备尺寸,汽耗率：蒸汽动力装置每输出1kW.h 功量所消耗的蒸汽量kg,汽耗率的概念,的单位是kJ/kg,1kW=1 kJ/s,郎肯循环与卡诺循环比较,s,T,6,4,2,1,10,9,8,7,5,3,q2相同；q1卡诺 q1朗肯 卡诺 朗肯；等温吸热41难实现,11点x太小,不利于汽机强度；12-9两相区难压缩；wnet卡诺小,卡诺 朗肯；wnet卡诺 wnet 朗肯,11,12,对比同温限1234,对比5678,对比9-10-11-12,s,6,5,4,3,2,1,如何提

3、高郎肯循环的热效率,影响热效率的参数p1 t1 p2,T,s,T,6,5,4,3,2,1,蒸汽初压对郎肯循环热效率的影响,增加部分,s,T,6,5,4,3,2,1,蒸汽初温对郎肯循环热效率的影响,增加部分,s,T,6,5,4,3,2,1,乏汽压力对郎肯循环热效率的影响,缺点：受环境温度限制，现在大型机组p2为0.00350.005MPa，相应的饱和温度约为27 33，已接近事实上可能达到的最低限度。冬天热效率高,增加部分,实际蒸汽动力循环分析,s,T,5,3,2,2,4,1,1,1,4,非理想因素：,给水泵不可逆(3 4),汽机不可逆(1 2),汽机汽门节流(1 1),蒸汽管道摩擦降压，散热(

4、11),实际蒸汽动力循环分析方法,热一律：热效率分析法,热二律：熵分析法 Ex分析法,实际蒸汽动力循环热效率法,s,T,5,3,2,2,4,1,1,1,4,忽略泵功,可逆循环效率,汽机相对内效率,管道和节流，管道效率,锅炉散热和排烟，锅炉效率,整个实际蒸汽动力循环热效率,s,T,5,3,2,2,4,1,1,1,4,整个电厂热效率,s,T,5,3,2,2,4,1,1,1,4,机械效率,电机效率,T,s,6,5,4,3,1,b,蒸汽再热循环,吸热过程增加了b-a过程,膨胀过程为1-b和a-2过程，显然x2增大了,再热压力P zr适当时,热效率,蒸汽再热循环的实践,再热压力 pb=pa0.20.3p

5、1,p110MPa，一般不采用再热,我国常见机组，10、12.5、20、30万机 组，p113.5MPa，一次再热,超临界机组，t1600，p125MPa，二次再热,T,s,6,5,4,3,1,b,蒸汽再热循环的定量计算,吸热量：,放热量：,净功（忽略泵功）：,热效率：,蒸汽回热循环,抽汽,去凝汽器,冷凝水,表面式回热器,抽汽式回热,蒸汽抽汽回热循环,(1-)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,由于T-s图上各点质量不同，面积不再直接代表热和功,抽汽回热循环的抽汽量计算,以混合式回热器为例,热一律,忽略泵功,抽汽回热循环热效率的计算,(1-)kg,kg,6,5,a,s,4,

6、3,2,1,1kg,T,吸热量：,放热量：,净功：,热效率：,为什么抽汽回热热效率提高？,(1-)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,简单朗肯循环：,物理意义：kg工质100%利用 1-kg工质效率未变,蒸汽抽汽回热循环的特点,小型火力发电厂回热级数一般为13级中大型火力发电厂一般为 48级。,优点 提高热效率 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面 可兼作除氧器,缺点 循环比功减小，汽耗率增加 增加设备复杂性 回热器投资,缺点,热电合供循环,如果设法将热和电的需要集中由大型热电厂提供，便可以有效地提高燃料能量的利用率，这就是热电联产的概念。热电

7、合供循环中供热汽源有两种：一种是由背压式汽轮机排汽；一种是撤汽式汽轮机抽汽。热电联产是根据热用户的要求，从汽轮机的中间部位抽出所需温度和压力的一部分蒸汽送往用户。,热电联产通常采用背压式汽轮机和调节式机组两种方法背压式汽轮机组用于具有相当规模和稳定需求热用户。蒸汽在汽轮机中不是一直膨胀到接近环境温度，而是膨胀到某一较高的压力和温度（例如对于采暖用热，可将汽轮机背压设计为0.12MPa左右，相应的饱和温度为105。C左右），然后将汽轮机全部排汽直接提供给热用户,热电循环流程示意图,热电循环T-s图,背压式汽轮机的优点是能量利用率高。理论上蒸汽能量的利用率可达100%能量利用率为：式中未计及锅炉中

8、的热损失和供热管道等其它损失，实际的燃料能量利用率约为70%左右。,调节式机组由于背压式的热电联供，其电产量和热产量的比例不能调节，在用热不足时，发点也受限制而使机组不能发挥应有的效能。,调节式的热电联可以克服这个缺点，这种方式可以根据用户在不同时期电热需求的变化灵活地调节输出的电能和热能。,燃气轮机装置进行顶循环，蒸汽动力装置进行底循环，将燃气轮机的排气引入余热锅炉加热水，使之变为蒸汽，进入汽轮机作功，这样边形成了燃气-蒸汽联合循环,蒸气 燃汽联合循环,燃-蒸联合循环,整个联合循环作功（相对于每千克蒸汽而言）从外界吸收的热量向外界放出的热量燃气 蒸汽联合循环的热效率为,燃气轮机装置和蒸汽动力

9、装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合

10、循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,整个联合循环作功（相对于每千克蒸汽而言）从外界吸收的热量向外界放出的热量燃气 蒸汽联合循环的热效率为,燃气轮机装置和蒸汽动力装置在技术上都很成熟，实现燃气 蒸汽联合循环并无困难。联合循环的净发电效率达50%以上。,提高循环热效率的途径,改变循环参数,提高初温度,提高初压力,降低乏汽压力,改变循环形式,回热循环,再热循环,改变循环形式,热电联产,燃气-蒸汽联合循环,新型动力循环,IGCC,PFBC-CC,.,改变循环形式,1、熟悉郎肯循环图示与计算2、郎肯循环与卡诺循环3、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响4、再热、回热原理及计算,第十章 小 结 Summary,