




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文檔簡(jiǎn)介
第11章
蒸汽動(dòng)力循環(huán)VaporPowerCycles第11章蒸汽動(dòng)力循環(huán)水蒸氣:火力發(fā)電、核電低沸點(diǎn)工質(zhì):氨、氟里昂太陽(yáng)能、余熱、地?zé)岚l(fā)電動(dòng)力循環(huán):以獲得功為目的
四個(gè)主要裝置:
鍋爐
汽輪機(jī)
凝汽器
給水泵§11-1
郎肯循環(huán)RankineCycle水蒸氣動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)
鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器水蒸氣動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)的簡(jiǎn)化鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器郎肯循環(huán)1234簡(jiǎn)化(理想化):1
2汽輪機(jī)s
膨脹2
3凝汽器p
放熱3
4給水泵s
壓縮4
1
鍋爐p
吸熱1342pv郎肯循環(huán)pv圖1
2汽輪機(jī)s
膨脹2
3凝汽器p
放熱3
4給水泵s
壓縮4
1
鍋爐p
吸熱4321Tshs1324郎肯循環(huán)Ts和hs圖1
2汽輪機(jī)s
膨脹2
3凝汽器p
放熱3
4給水泵s
壓縮4
1
鍋爐p
吸熱hs1324郎肯循環(huán)功和熱的計(jì)算
汽輪機(jī)作功:凝汽器中的定壓放熱量:水泵絕熱壓縮耗功:鍋爐中的定壓吸熱量:hs1324郎肯循環(huán)熱效率的計(jì)算
一般很小,占0.8~1%,忽略泵功
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
功量所消耗的蒸汽量kg汽耗率(SteamRate)的概念的單位是kJ/kg1kW=1
kJ/s郎肯循環(huán)與卡諾循環(huán)比較sT64211098753
q2相同;
q1卡諾>
q1朗肯
卡諾>
朗肯;
等溫吸熱4’1難實(shí)現(xiàn)
11點(diǎn)x太小,不利于汽機(jī)強(qiáng)度;
12-9兩相區(qū)難壓縮;
wnet卡諾小
卡諾<
朗肯;
wnet卡諾<wnet
朗肯1112對(duì)比同溫限1234’對(duì)比5678對(duì)比9-10-11-12sp1t1p2654321如何提高郎肯循環(huán)的熱效率影響熱效率的參數(shù)?THowcanweincreasetheefficiencyoftheRankinecyclesT654321蒸汽初壓對(duì)郎肯循環(huán)熱效率的影響t1,p2不變,p1優(yōu)點(diǎn):
,汽輪機(jī)出口尺寸小缺點(diǎn):
對(duì)強(qiáng)度要求高
不利于汽輪機(jī)安全。一般要求出口干度大于0.85~0.88sT654321蒸汽初溫對(duì)郎肯循環(huán)熱效率的影響優(yōu)點(diǎn):
,有利于汽機(jī)安全。缺點(diǎn):
對(duì)耐熱及強(qiáng)度要求高,目前初溫一般在550℃左右汽機(jī)出口尺寸大p1,p2不變,t1sT654321乏汽壓力對(duì)郎肯循環(huán)熱效率的影響優(yōu)點(diǎn):
缺點(diǎn):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p1,t1不變,p2國(guó)產(chǎn)鍋爐、汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組的初參數(shù)簡(jiǎn)表§11-2
實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)分析sT5322’4’1’’1’14非理想因素:給水泵不可逆(34’)汽機(jī)不可逆(12’)汽機(jī)汽門(mén)節(jié)流(1’
1
)
蒸汽管道摩擦降壓,散熱(1’’1’)
實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)分析方法熱一律:熱效率分析法熱二律:熵分析法
Ex分析法√√實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率法sT5322’4’1’’1’14忽略泵功可逆循環(huán)效率汽機(jī)相對(duì)內(nèi)效率管道和節(jié)流,管道效率鍋爐散熱和排煙,鍋爐效率整個(gè)實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)熱效率sT5322’4’1’’1’14整個(gè)電廠熱效率sT5322’4’1’’1’14機(jī)械效率電機(jī)效率實(shí)際蒸汽動(dòng)力裝置的Ex分析法對(duì)于穩(wěn)定流動(dòng)進(jìn)入設(shè)備的Ex總和離開(kāi)設(shè)備的Ex總和Ex損失之和焓Ex鍋爐的Ex分析sT5322’4’1’’1’14排煙過(guò)熱汽1’’水4’(3)渣燃料空氣鍋爐的Ex分析(燃燒)排煙過(guò)熱汽1’’水4’(3)渣燃料空氣空氣燃料設(shè)燃料完全是Ex(1)燃燒,煙氣熱量以環(huán)境為基準(zhǔn)平均燃燒溫度鍋爐的Ex分析(散熱)排煙過(guò)熱汽1’’水4’(3)渣燃料空氣(2)排煙,渣,散熱后,可傳給水的ex鍋爐的Ex分析(傳熱)排煙過(guò)熱汽1’’水4’(3)渣燃料空氣(3)傳熱,水的溫度遠(yuǎn)比燃?xì)獾停瑴夭顐鳠崴玫降膃x管道和汽機(jī)主汽門(mén)節(jié)流的Ex分析sT5322’4’1’’1’141’’1管道和汽機(jī)主汽門(mén)節(jié)流的Ex分析1’’1汽機(jī)入口ex管道和主汽門(mén)的ex損失汽輪機(jī)的Ex分析sT5322’4’1’’1’1412’wnet’絕熱汽輪機(jī)的Ex分析汽輪機(jī)最大可能作功汽輪機(jī)的ex損失12’wnet’汽輪機(jī)實(shí)際輸出功冷凝器的Ex分析sT5322’4’1’’1’1432’冷凝器的ex損失兩種分析方法的比較鍋爐qB/qf=10%
B/ex,qf=56.7%(燃燒14.1%排煙及散熱
8.6%傳熱34%)管道
qtu/qf=
0.6%
tu/ex,qf=
0.5%汽輪機(jī)qt/qf=
0
t/ex,qf=
5.6%凝汽器qc/qf=
55.7%
c/ex,qf=3.5%
Ex經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法熱效率法Ex分析法Ex損失的表示sT5322’4’1’’1’14T0提高循環(huán)熱效率的途徑改變循環(huán)參數(shù)提高初溫度提高初壓力降低乏汽壓力改變循環(huán)形式回?zé)嵫h(huán)再熱循環(huán)聯(lián)合循環(huán)熱電聯(lián)產(chǎn)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)新型動(dòng)力循環(huán)IGCCPFBC-CC…...ReheatRegenerativeCogenerationTs65431b§11-3蒸汽再熱循環(huán)(reheat)Ts65431b蒸汽再熱循環(huán)的熱效率
再熱循環(huán)本身不一定提高循環(huán)熱效率
與再熱壓力有關(guān)
x2降低,給提高初壓創(chuàng)造了條件,選取再熱壓力合適,一般采用一次再熱可使熱效率提高2%~3.5%。蒸汽再熱循環(huán)的實(shí)踐
再熱壓力
pb=pa
0.2~0.3p1
p1<10MPa,一般不采用再熱
我國(guó)常見(jiàn)機(jī)組,10、12.5、20、30萬(wàn)機(jī)組,p1>13.5MPa,一次再熱
超臨界機(jī)組,t1>600℃,p1>25MPa,
二次再熱Ts65431b蒸汽再熱循環(huán)的定量計(jì)算吸熱量:放熱量:凈功(忽略泵功):熱效率:§11-4蒸汽回?zé)嵫h(huán)(regenerative)抽汽去凝汽器冷凝水表面式回?zé)崞鞒槠淠o水混合式回?zé)崞鞒槠交責(zé)酕eedwaterheaterOpenFeedwaterheaterClosedFeedwaterheater蒸汽抽汽回?zé)嵫h(huán)(1-
)kg
kg65as43211kgTa
kg4(1-
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