燃?xì)廨啓C(jī)4儲(chǔ)運(yùn)

1、第一章 燃?xì)廨啓C(jī)及其熱力循環(huán)1-1 概述 燃?xì)廨啓C(jī)簡介；特點(diǎn)及應(yīng)用；1-2 燃?xì)廨啓C(jī)熱力性能指標(biāo)1-3 燃?xì)廨啓C(jī)的簡單循環(huán)1-4 燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)計(jì)算1-6 提高燃?xì)廨啓C(jī)熱力性能的途徑11-6 提高燃?xì)廨啓C(jī)熱力性能的途徑對于簡單循環(huán) 提高 減少 采用較高的 各部件效率C* T* B 壓力損失，提高總壓保持系數(shù)溫比*壓比*，并按需選擇最佳壓比分析第一條： B=0.940.99 C* T*燃機(jī)發(fā)展初期約85%，壓比也?。缓蠓€(wěn)定在88%水平好長時(shí)間；目前達(dá)到或接近90%92%（壓比30）提高循環(huán)性能很有限（0.900.96） 溫比* = T3*/T1* 提高C* T*，主要取決于壓氣機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)葉片

2、間氣流通道的設(shè)計(jì)及加工。2提高溫比* = T3*/T1*從循環(huán)特性參數(shù)方面來講，這是提高循環(huán)熱效率的主要方向。表現(xiàn)在兩方面: 一方面提高燃?xì)獬鯗?，即透平前溫T3*； 一方面降低T1*，即降低環(huán)境溫度T0。3對于提高燃?xì)獬鯗匾蕾噧煞N技術(shù)的發(fā)展。第一種技術(shù)：加強(qiáng)冶金工業(yè)耐高溫合金技術(shù)的發(fā)展、加強(qiáng)熱處理工藝技術(shù)的研究，以提高渦輪透平材料的耐高溫特性。 t3提高速率目前接近 25 /年，MS9001FA已達(dá)1288 。第二種技術(shù)：先進(jìn)的冷卻技術(shù)的發(fā)展。 新冷卻技術(shù)，如內(nèi)冷、薄膜冷卻、發(fā)散冷卻等，冷卻效果提高且冷卻空氣量大幅度下降。 目前發(fā)展的蒸汽冷卻技術(shù)以及耐高溫陶瓷材料的應(yīng)用，使燃?xì)獬鯗卮蠓忍岣?

3、（可達(dá)1427 ） ，可進(jìn)一步節(jié)約冷卻空氣量。燃?xì)廨啓C(jī)會(huì)在16501700 而終止燃?xì)獬鯗氐脑鲩L。強(qiáng)烈熱輻射會(huì)使冷卻無能為力4對于降低環(huán)境溫度同一地區(qū)人類無能為力。地球上的南北極常年處于低溫；人類測出的最低溫度在南極，為-88（185K），常年平均-55 。聯(lián)合循環(huán)才能實(shí)現(xiàn)。對于簡單循環(huán) 輕型燃機(jī)GE公司LM6000PC 熱效率最高為43%； 工業(yè)型先進(jìn)燃機(jī)熱效率在35%以上。 相對來說仍不是很高。 5提高循環(huán)熱效率的其他途徑溫比和壓比確定后，進(jìn)一步提高燃機(jī)裝置循環(huán)熱效率必須改進(jìn)熱力循環(huán)，提高循環(huán)性能。 1)采用回?zé)嵫h(huán) 2)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán) 3)間冷循環(huán)（分級(jí)壓縮中間冷卻） 4)再熱循環(huán)（

4、分級(jí)膨脹中間再熱） 5)復(fù)雜循環(huán)（回?zé)衢g冷再熱） 這些措施，無論對燃?xì)廨啓C(jī)裝置的實(shí)際循環(huán)，還是理想循環(huán)，都是有效的。 充分利用余熱，降低放熱量降低壓氣機(jī)壓縮功增加渦輪膨脹功6一、回?zé)嵫h(huán) 在簡單循環(huán)三大件基礎(chǔ)上增加一個(gè)熱交換器（即回?zé)崞鳎?，利用渦輪的排氣來加熱進(jìn)入燃燒室的空氣，這樣的循環(huán)稱為回?zé)嵫h(huán)。 分析實(shí)際循環(huán)，注意到燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度通?？偸歉哂趬簹鈾C(jī)出口溫度。循環(huán)加熱和放熱過程的溫度變化范圍有交叉。 利用這個(gè)溫度交叉，增設(shè)回?zé)崞?，進(jìn)行內(nèi)部回?zé)?，可達(dá)到提高循環(huán)平均吸熱溫度和降低循環(huán)平均放熱溫度的目的，從而提高循環(huán)的熱效率。 7回?zé)嵫h(huán)的特點(diǎn)由六個(gè)熱力過程組成 ：1-2 壓縮過程；2-2 在

5、回?zé)崞髦械念A(yù)熱過程；2-3 燃燒加熱過程；3-4 膨脹做功過程；4-4 在回?zé)崞髦械睦鋮s過程；4-1 大氣中的放熱過程。未考慮壓力損失q2-2q4-4 具有較高的熱效率 吸熱溫度增加、放熱溫度降低 循環(huán)比功不變，實(shí)際略有減小 流阻增加，渦輪膨脹功減小(5%10%) 極限回?zé)?T2*=T4*, T4*=T2* 實(shí)際回?zé)酺2*T4*, T4*=T2* 面積不可能無限大，存在傳熱溫差 回?zé)岵煌晟?溫比一定時(shí)，提高壓比，回?zé)嵝Ч儾睢?當(dāng)壓比達(dá)到回?zé)針O限壓比時(shí)，T4*=T2*回?zé)嵝Ч優(yōu)闉跤小?壓比應(yīng)小于回?zé)針O限壓比。8極限回?zé)嵩诨責(zé)崞髦?，若燃?xì)獗焕鋮s到可能的最低溫度，壓縮空氣被預(yù)熱到可能的最高溫度，

6、這種回?zé)岱Q為極限回?zé)?。對提高裝置的內(nèi)部效率最為有利，但由于傳熱必須有溫差，因此無法實(shí)現(xiàn)。9回?zé)岫然責(zé)崞髦?，工質(zhì)實(shí)際接收的廢熱值與理論上能接受的廢熱極限值之比代表回?zé)岬耐晟瞥潭?，用符?hào)表示，即一般情況下，回?zé)岫?0.50.85最合適。 太小，效率不高； 過大，則回?zé)崞髦亓?、體積及流動(dòng)阻力均增大，而機(jī)組比功因流阻增加而降低，循環(huán)效率變差。10回?zé)嵫h(huán)的應(yīng)用 回?zé)崞魇且粋€(gè)龐然大物，使整個(gè)機(jī)組般的笨重、成本增加、運(yùn)行啟動(dòng)復(fù)雜。 目前，只在大型基本負(fù)荷的燃?xì)廨啓C(jī)機(jī)組中采用。 對回?zé)嵫h(huán)進(jìn)行能量分析和計(jì)算時(shí)，要注意吸熱過程、放熱過程初、終態(tài)的變化。11二、燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)思路：利用燃機(jī)循環(huán)平均吸熱溫度高

7、和蒸汽動(dòng)力循環(huán)平均放熱溫度低的特點(diǎn)。 例如燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)獬鯗馗哌_(dá)12001500 ，排氣溫度高達(dá)300500 。先進(jìn)的蒸汽輪機(jī)，排汽溫度只有幾十度，鍋爐的排煙溫度一般只有160200 。組成：燃?xì)廨啓C(jī)及發(fā)電機(jī)與余熱鍋爐、蒸汽輪機(jī)共同組成的循環(huán)系統(tǒng)，它利用余熱鍋爐回收燃機(jī)排氣的部分熱能，產(chǎn)生蒸汽以推動(dòng)蒸汽輪機(jī)發(fā)電，或?qū)⒉糠职l(fā)電作功后的乏氣再用于供熱。形式：單軸聯(lián)合循環(huán)；多軸聯(lián)合循環(huán)。用途：發(fā)電或熱電聯(lián)產(chǎn)。最高效率：發(fā)電時(shí)的聯(lián)合循環(huán)系統(tǒng)ABBGT26-1為58.5%12舉例：雙軸聯(lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)出基本功率Neg；蒸汽輪機(jī)發(fā)出附加功率Nest ； 總功率Ne= Neg + Nest1-2-3-4-

8、1燃?xì)庋h(huán)a-b-c-d-a蒸汽循環(huán)余熱鍋爐中存在傳熱溫差：Tb*=T5*-Tb*：蒸發(fā)器的溫差，稱為窄點(diǎn)溫度，最適宜的窄點(diǎn)溫度20-25；Tc*=T4*-Tc*：過熱器中的溫差，一般小于50 。兩個(gè)循環(huán)的熱力參數(shù)間的約束條件應(yīng)滿足熱平衡方程式：蒸汽吸熱量排氣放熱量13燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)優(yōu)點(diǎn)：顯著降低機(jī)組耗油率顯著提高機(jī)組功率缺點(diǎn)：增加了蒸汽回路，使機(jī)組大為復(fù)雜。應(yīng)用：只適用于地面動(dòng)力裝置。20%-30%14 三、間冷循環(huán) 簡單循環(huán)中，壓氣機(jī)耗功約占2/3，減少壓縮功，提高循環(huán)比功。 等溫壓縮耗功最少，但很難實(shí)現(xiàn)。采用分段冷卻、逐級(jí)加壓方法氣體被壓縮后溫度升高，將其引出來冷卻降溫，再對其加壓、再

9、冷卻由此降低壓氣機(jī)耗功。在低壓壓氣機(jī)LC與高壓壓氣機(jī)HC之間增加一個(gè)中冷器IC實(shí)現(xiàn)。1-2 低壓壓氣機(jī)中壓縮過程；2-1 中冷器中的冷卻過程；1-2高壓壓氣機(jī)中壓縮過程。T-S圖上機(jī)組的循環(huán)比功增大15對于多級(jí)間冷循環(huán)，如何分配壓比最佳？ 在相同的壓氣機(jī)效率C*和進(jìn)氣溫度T1*的前提下，最佳壓比分配規(guī)律： 即各級(jí)壓比相等，壓縮總耗功最少。16間冷循環(huán)的特點(diǎn)采用間冷循環(huán)后，可使循環(huán)比功Li增大，但壓縮終了溫度T2*會(huì)降低，對循環(huán)熱效率不利。只有機(jī)組壓比較高時(shí)，間冷循環(huán)的熱效率才得益。缺點(diǎn)采用中冷器，機(jī)組尺寸重量增大，設(shè)備系統(tǒng)復(fù)雜，并需大量冷卻水。應(yīng)用偶見大型機(jī)組，應(yīng)用并不廣泛 。17 四、再熱循

10、環(huán) 增大膨脹功LT，來提高循環(huán)比功。 燃?xì)獬鯗厥芙饘俨牧?性能的限制采用中間再熱方法氣體膨脹后溫度降低，將其抽出來進(jìn)行補(bǔ)燃加熱，使溫度升高到T3* ，再去做功，由此增加渦輪膨脹功。在高壓渦輪 HT與低壓渦輪LT之間增設(shè)一個(gè)再熱燃燒室RB實(shí)現(xiàn)。3-4 高壓渦輪中膨脹過程；4-3 再熱燃燒室的再熱過程；3-4 低壓渦輪中膨脹過程。T-S圖上機(jī)組的循環(huán)比功增大18對于多級(jí)再熱循環(huán)，如何分配渦輪膨脹比最佳？ 最佳膨脹比分配規(guī)律： 即各級(jí)膨脹比相等，機(jī)組比功最大。19再熱循環(huán)的特點(diǎn)使循環(huán)比功Li增大燃料銷量增加，循環(huán)吸熱量q1增大，使循環(huán)熱效率變化不大。采用再熱燃燒室，使機(jī)組復(fù)雜，但比間冷循環(huán)的中冷器小得多，且不需冷卻水。