工程熱力學(xué)（52學(xué)時(shí)） 第十一章蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置

1、蒸汽及蒸汽動(dòng)力裝置蒸汽及蒸汽動(dòng)力裝置 (Steam Power Plant) (Steam Power Plant) ： 1）蒸汽是歷史上最早廣泛使用的工質(zhì)，19世紀(jì)后期蒸汽動(dòng)力裝置的大量使用，促使生產(chǎn)力飛速發(fā)展，促使資本主義誕生。 2）目前世界75%電力，國(guó)內(nèi)78%電力來(lái)自火電廠，絕大部分來(lái)自蒸汽動(dòng)力。 3）蒸汽動(dòng)力裝置可利用各種燃料。 4）蒸汽是無(wú)污染、價(jià)廉、易得的工質(zhì)。蒸汽電廠示意圖蒸汽電廠示意圖 四個(gè)主要裝置：四個(gè)主要裝置： 鍋爐鍋爐 汽輪機(jī)汽輪機(jī) 凝汽器凝汽器 給水泵給水泵水蒸氣動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)水蒸氣動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng) 鍋鍋爐爐汽輪機(jī)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵給水泵凝汽器凝汽器鍋鍋爐爐汽輪機(jī)汽輪

2、機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵給水泵凝汽器凝汽器郎肯循環(huán)郎肯循環(huán)1234簡(jiǎn)化（理想化）：簡(jiǎn)化（理想化）：12 汽輪機(jī)汽輪機(jī) s 膨脹膨脹23 凝汽器凝汽器 p 放熱放熱34 給水泵給水泵 s 壓縮壓縮41 鍋爐鍋爐 p 吸熱吸熱1342pv12 汽輪機(jī)汽輪機(jī) s 膨脹膨脹23 凝汽器凝汽器 p 放熱放熱34 給水泵給水泵 s 壓縮壓縮41 鍋爐鍋爐 p 吸熱吸熱4321Tshs132412 汽輪機(jī)汽輪機(jī) s 膨脹膨脹23 凝汽器凝汽器 p 放熱放熱34 給水泵給水泵 s 壓縮壓縮41 鍋爐鍋爐 p 吸熱吸熱汽輪機(jī)作功：汽輪機(jī)作功：2121 ,hhws凝汽器中的定壓放熱量：凝汽器中的定壓放熱量：322hh

3、q水泵絕熱壓縮耗功：水泵絕熱壓縮耗功：3443 ,hhws鍋爐中的定壓吸熱量：鍋爐中的定壓吸熱量：411hhq4321Tshs1324,1 2,3 4nett11sswwwqq一般很小，一般很小，占占0.81%，忽略泵功忽略泵功 1213thhhhsT6421 41098753 q2相同；相同； q1卡諾卡諾 q1朗肯朗肯 卡諾卡諾 朗肯朗肯； 等溫等溫吸熱吸熱41難實(shí)現(xiàn)難實(shí)現(xiàn) 11點(diǎn)點(diǎn)x太小太小,不利于不利于汽機(jī)強(qiáng)度；汽機(jī)強(qiáng)度； 12-9兩兩相區(qū)難壓縮；相區(qū)難壓縮； wnet卡諾卡諾小小 卡諾卡諾 朗肯朗肯； wnet卡諾卡諾 wnet 朗肯朗肯1112對(duì)比同溫限對(duì)比同溫限1234對(duì)比對(duì)比5

4、678對(duì)比對(duì)比9-10-11-12sp1 t1 p26543211213thhhh影響熱效 率 的影響熱效 率 的參數(shù)？參數(shù)？TsT654321 1 6 5 4 2t1 , p2不變不變，p1優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： ，汽輪機(jī)出口汽輪機(jī)出口尺寸小尺寸小1Tt2v缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 對(duì)強(qiáng)度要求高對(duì)強(qiáng)度要求高 不不利于汽利于汽輪機(jī)安全。一般輪機(jī)安全。一般要求出口干度大要求出口干度大于于0.85 0.882xsT654321 1 2優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： ，有利于汽機(jī)有利于汽機(jī)安全。安全。1Tt2x缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 對(duì)耐熱及強(qiáng)度要對(duì)耐熱及強(qiáng)度要求高，目前初溫求高，目前初溫一般在一般在550左右左右 汽機(jī)出口汽機(jī)出口尺寸大尺寸大2v

5、p1 , p2不變不變，t1sT654321 2優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 2Tt缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：受環(huán)境溫度限制，受環(huán)境溫度限制，現(xiàn)在大型機(jī)組現(xiàn)在大型機(jī)組p2為為0.00350.005MPa，相應(yīng)的飽和溫度約為相應(yīng)的飽和溫度約為27 33 ，已接近事，已接近事實(shí)上可能達(dá)到的最低實(shí)上可能達(dá)到的最低限度。冬天熱效率高限度。冬天熱效率高p1 , t1不變不變，p2 4 3低參數(shù)中參數(shù) 高參數(shù) 超高參數(shù) 亞臨界參數(shù)汽輪機(jī)進(jìn)汽壓力MPa13.516.5汽輪機(jī)進(jìn)汽溫度340435535550, 535550, 535發(fā)電機(jī)功率 P/ kW15003000600025000510萬(wàn) 12.5萬(wàn),20萬(wàn)20萬(wàn)

6、,30萬(wàn),60萬(wàn)改變循環(huán)參數(shù)改變循環(huán)參數(shù)提高初溫度提高初溫度提高初壓力提高初壓力降低乏汽壓力降低乏汽壓力改變循環(huán)形式改變循環(huán)形式回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)再熱循環(huán)再熱循環(huán)聯(lián)合循環(huán)聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)燃?xì)馊細(xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán)新型動(dòng)力循環(huán)新型動(dòng)力循環(huán)Ts65431ba2ba234Ts65431ba2吸熱量：吸熱量： 114abqhhhh放熱量：放熱量：223qhh凈功（忽略泵功）：凈功（忽略泵功）： net12bawhhhh熱效率：熱效率：net12t,RH114()()()()baabwhhhhqhhhhTs65431ba2 再熱循環(huán)本身再熱循環(huán)本身不一不一定定提高循環(huán)熱效率提高循環(huán)熱效率

7、與再熱壓力有關(guān)與再熱壓力有關(guān) 選取合適的再熱壓選取合適的再熱壓力力(0.2P10.3P1)，一，一般采用般采用一次再熱可使一次再熱可使熱效率提高熱效率提高2 23.53.5。 再熱壓力再熱壓力 pb=pa 0.20.3p1 p113.5MPa，一次，一次再熱再熱 超臨界機(jī)組，超臨界機(jī)組， t1600，p125MPa， 二次二次再熱再熱抽汽抽汽去凝汽器去凝汽器冷凝水冷凝水表面式回?zé)崞鞅砻媸交責(zé)崞鱋pen Feedwater heaterClosed Feedwater heater抽汽抽汽冷凝水冷凝水給水給水混合式回?zé)崞骰旌鲜交責(zé)崞?1- )kg kg65as43211kgT12361kga45

8、kg(1-)kga kg4(1- )kg51kg由于由于T-s圖上各點(diǎn)質(zhì)圖上各點(diǎn)質(zhì)量不同，面積不再量不同，面積不再直接代表熱和功直接代表熱和功(1- )kg kg65as43211kgTa kg4(1- )kg51kga4511hhh 54a4hhhha2a2hhhh(1- )kg kg65as43211kgT22t,RG121a11hhhhhh 22t121hhhh 1a01hht,RGt優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)l 提高熱效率提高熱效率l 減小汽輪機(jī)低壓缸尺寸，末級(jí)葉片變短減小汽輪機(jī)低壓缸尺寸，末級(jí)葉片變短l 減小凝汽器尺寸，減小鍋爐受熱面減小凝汽器尺寸，減小鍋爐受熱面l 可兼作除氧器可兼作除氧器缺點(diǎn)缺點(diǎn)l 循環(huán)比功減小，汽耗率增加循環(huán)比功減小，汽耗率增加l 增加設(shè)備復(fù)雜性增加設(shè)備復(fù)雜性l 回?zé)崞魍顿Y回?zé)崞魍顿Y缺點(diǎn)缺點(diǎn)改變循環(huán)參數(shù)改變循環(huán)參數(shù)提高初溫度提高初溫度提高初壓力提高初壓力降低乏汽壓力降低乏汽壓力改變循環(huán)形式改變循環(huán)形式回?zé)嵫h(huán)回?zé)嵫h(huán)再熱循環(huán)再熱循環(huán)聯(lián)合循環(huán)聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)熱電聯(lián)產(chǎn)燃?xì)馊細(xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)蒸汽聯(lián)合循環(huán)新型動(dòng)力循環(huán)新型動(dòng)力循環(huán)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)型式之一 燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)型式之二 燃?xì)?/p>