電廠熱力循環(huán)講稿

熱力循環(huán)?制冷循環(huán)輸入功量（或其他代價(jià)），從低溫?zé)嵩慈?動(dòng)力循環(huán)

輸入熱,通過(guò)循環(huán)輸出功

?熱泵循環(huán)輸入功量（或其他代價(jià)），向高溫?zé)嵊脩艄帷h(huán)—逆循環(huán)—逆循環(huán)廣義熱泵循環(huán)

蒸汽循環(huán)氣體循環(huán)內(nèi)燃式外燃式6.1蒸汽動(dòng)力循環(huán)*蒸汽卡諾循環(huán)1）絕熱壓縮過(guò)程難以實(shí)現(xiàn)2）定熵膨脹末期，蒸汽濕度較大，對(duì)汽輪機(jī)工作不利3）蒸汽比體積比水大上千倍，壓縮時(shí)設(shè)備龐大，耗功也大4）溫度受限，熱效率不高，每循環(huán)完成的功也不大遠(yuǎn)離液態(tài)的氣體做工質(zhì)1）等溫吸熱和定溫放熱難實(shí)現(xiàn)2）氣體定溫線與絕熱線的斜率相差不大，每循環(huán)完成的功較小*朗肯(Rankine)循環(huán)

四個(gè)主要裝置：

鍋爐

汽輪機(jī)凝汽器給水泵水蒸氣動(dòng)力循環(huán)系統(tǒng)

鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器朗肯循環(huán)朗肯循環(huán)的p-v，T-s，h-s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1342pv4321Tshs13244321Ts朗肯循環(huán)與卡諾循環(huán)的不同之處乏汽的凝結(jié)完全“泵”——降低熱效率“過(guò)熱器”——提高熱效率，改善汽輪機(jī)的工作條件5321TscT1T25朗肯循環(huán)的熱效率汽輪機(jī)做功：凝汽器中的定壓放熱量：水泵絕熱壓縮耗功：h一般很小，占0.8~1%，忽略泵功

耗氣率d增大，設(shè)備尺寸大，投資大，效率低反映循環(huán)中各設(shè)備尺寸大?。唤?jīng)濟(jì)指標(biāo)s13245鍋爐中的定壓吸熱量：蒸汽參數(shù)對(duì)循環(huán)熱效率的影響p1,t1,p2影響熱效率的參數(shù)？st1,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0.85~0.88T654321sT654321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，目前最高初溫一般在550℃左右汽機(jī)出口尺寸大p1,p2不變，t1sT654321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

思考題我國(guó)幅員遼闊，四季溫差大，對(duì)蒸汽發(fā)電機(jī)組有什么影響？實(shí)際循環(huán)sT654321蒸汽輪機(jī)膨脹完成的實(shí)際功：汽輪機(jī)總效率：汽輪機(jī)輸出的有效功：有效功率：鍋爐熱效率：動(dòng)力裝置的熱效率：回?zé)嵫h(huán)*朗肯循環(huán)的改進(jìn)抽汽冷凝水給水混合式回?zé)崞鞒槠交責(zé)?1-

)kg

kg657s43211kgT由于T-s圖上各點(diǎn)質(zhì)量不同，面積不再直接代表熱和功(1-

)kg

kg657s43211kgT7

kg4(1-

)kg51kg熱一律循環(huán)吸熱量：循環(huán)功：循環(huán)熱效率：忽略水泵功抽汽量：物理意義：

kg工質(zhì)100%利用1-

kg工質(zhì)效率未變(1-

)kg

kg657s43211kgT抽汽級(jí)數(shù)越多，越高，若級(jí)數(shù)趨向無(wú)窮，

?蒸汽抽汽回?zé)嵫h(huán)的特點(diǎn)小型火力發(fā)電廠回?zé)峒?jí)數(shù)一般為1～3級(jí)，中大型火力發(fā)電廠一般為4～8級(jí)。優(yōu)點(diǎn)提高熱效率減小汽輪機(jī)低壓缸尺寸，末級(jí)葉片變短減小凝汽器尺寸，減小鍋爐受熱面可兼作除氧器缺點(diǎn)循環(huán)比功減小，汽耗率增加增加設(shè)備復(fù)雜性回?zé)崞魍顿Y>缺點(diǎn)再熱循環(huán)Ts65431b

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％。忽略泵功蒸汽再熱循環(huán)實(shí)體照片*熱電聯(lián)供循環(huán)用發(fā)電廠作了功的蒸汽的余熱來(lái)滿足熱用戶的需要，這種作法稱為熱電聯(lián)(產(chǎn))供。背壓式機(jī)組熱用戶為什么要用換熱器而不直接用熱力循環(huán)的水？背壓式缺點(diǎn)：

熱電互相影響

供熱參數(shù)單一抽汽調(diào)節(jié)式熱電聯(lián)產(chǎn)(供)循環(huán)

抽汽式熱電聯(lián)供循環(huán),可以自動(dòng)調(diào)節(jié)熱、電供應(yīng)比例，以滿足不同用戶的需要。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)改變循環(huán)形式熱電聯(lián)產(chǎn)燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)新型動(dòng)力循環(huán)IGCCPFBC-CC…...6.2制冷循環(huán)

制冷循環(huán)輸入功量（或其他代價(jià)），從低溫?zé)嵩慈帷嫜h(huán)

空氣壓縮制冷壓縮制冷蒸汽壓縮制冷吸收式制冷制冷循環(huán)吸附式制冷蒸汽噴射制冷半導(dǎo)體制冷熱聲制冷√√√√*壓縮空氣制冷循環(huán)制冷循環(huán)和制冷系數(shù)卡諾逆循環(huán)TsT2T1T0不變,T2

εCT2不變,T0

εC

pv3214TsT2T01234四個(gè)主要部件；工質(zhì)：空氣12絕熱壓縮23等壓冷卻34絕熱膨脹41等壓吸熱sspp空氣制冷循環(huán)循環(huán)分析理想化處理：①理氣；

②定化熱;

③可逆；Ts制冷量12342’3’4’空氣壓縮制冷循環(huán)特點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：工質(zhì)無(wú)毒，無(wú)味，不怕泄漏。

缺點(diǎn)：1.無(wú)法實(shí)現(xiàn)T，

<

C2.q2=cp(T1-T4)，空氣cp很小，(T1-T4)不能太大，q2

很小。

若(T1-T4)3.活塞式流量m小，制冷量Q2=m

q2小，

使用葉輪式，再回?zé)釀t可用?？諝饣?zé)嶂评溲h(huán)1－2為定壓預(yù)熱過(guò)程；

2－3為絕熱壓縮過(guò)程；

3－4為定壓放熱過(guò)程；

4－5為定壓放熱過(guò)程；

5－6為絕熱膨脹過(guò)程；

6－1為定壓吸熱過(guò)程；

與無(wú)回?zé)嵫h(huán)13’5’61相比，

循環(huán)制冷量q2、放熱量q1相等，制冷系數(shù)相同，增壓比減小，可采用增壓比小、流量大的葉輪式壓縮機(jī)和膨脹機(jī)，提高制冷量。*蒸汽壓縮制冷循環(huán)空氣壓縮制冷循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)：工質(zhì)容易獲得、成本低、無(wú)毒安全。缺點(diǎn)：空氣的比熱容小，單位質(zhì)量空氣的制冷量比較??；吸熱、放熱均在定壓下進(jìn)行，偏離逆向卡諾循環(huán)較大，經(jīng)濟(jì)性差。

蒸氣壓縮制冷循環(huán)：用低沸點(diǎn)物質(zhì)（大氣壓下的沸點(diǎn)低于0℃）作為工質(zhì)（制冷劑），利用其在定壓下汽化和凝結(jié)時(shí)溫度不變的特性實(shí)現(xiàn)定溫放熱和定溫吸熱，可以大大提高制冷系數(shù)；制冷劑的汽化潛熱較大，因此制冷量大。

TsT2T1

缺點(diǎn)：1、狀態(tài)1和4下工質(zhì)濕度太大，對(duì)壓縮機(jī)和膨脹機(jī)不利2、膨脹機(jī)成本高，液體在膨脹機(jī)內(nèi)膨脹，做功量小1234Ts123456蒸發(fā)器中吸熱量

冷凝器中放熱量

制冷系數(shù)

壓縮機(jī)耗功膨脹機(jī)膨脹閥（節(jié)流閥）不可逆過(guò)程溫差傳熱過(guò)程制冷系數(shù)比逆向卡諾循環(huán)小蒸汽壓縮制冷循環(huán)過(guò)冷措施Ts1’2345不變4’5’工程上常用1壓縮機(jī)吸熱的工質(zhì)為過(guò)熱蒸汽，可防止液擊現(xiàn)象回?zé)嵫h(huán)應(yīng)滿足的條件*制冷劑要求：臨界點(diǎn)溫度高于制冷循環(huán)上限溫度三相點(diǎn)溫度低于制冷循環(huán)下限溫度對(duì)應(yīng)于低溫的飽和壓力不宜太低對(duì)應(yīng)于高溫的飽和壓力不宜太高汽化潛熱大，液體比熱容小蒸氣比體積要小價(jià)廉，無(wú)腐蝕性，穩(wěn)定，無(wú)毒，無(wú)臭，不易燃易爆常用的：氨、一氯甲烷，乙烷，R134a制冷劑其他性質(zhì)對(duì)環(huán)境友善安全無(wú)毒溶油性好，化學(xué)穩(wěn)定性好蒙特利爾協(xié)定書(shū)CHCCHCHCR123a

“蒙特利爾協(xié)議書(shū)”規(guī)定：發(fā)達(dá)國(guó)家從1996年1月1日起，發(fā)展中國(guó)家從2006年1月1日起禁止使用與生產(chǎn)CFC物質(zhì)。

氟利昂替代物的研究成為世界熱門(mén)研究課題。*吸收式制冷循環(huán)利用溶液性質(zhì)壓縮制冷循環(huán)以消耗機(jī)械功為代價(jià)吸收式制冷以消耗熱量為代價(jià)溶液

=溶劑(制冷劑)+溶質(zhì)（吸收劑）氨（制冷劑）

+水（吸收劑）溶液-----45~1℃溴化鋰（制冷劑）

+水（吸收劑）溶液---->0℃因?yàn)槲談?制冷劑溶液的蒸汽壓低于蒸發(fā)器中制冷劑的蒸汽壓。吸收劑T吸收劑吸收制冷劑的能力溶液蒸汽壓蒸發(fā)溫度吸收過(guò)程—放熱過(guò)程熱一律熱能利用系數(shù)較小，常被忽略吸收式制冷循環(huán)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：