第10章动力循环.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章 动 力 循 环,本章基本要求,熟练掌握水蒸气朗肯循环、回热循环、再热循环以及热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方法和途径。,本 章 重 点,1,、熟悉朗,肯循环,图示,与,计算,2、,朗肯循环,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,水蒸气：,火力发电、核电,低沸点工质：,氨、氟里昂,太阳能、余热、地热发电,动力循环：,以获得功为目的,热机：,将热能转换为机械能的设备。热机的工作循环称为动力循环,。,动力循环：蒸汽动力循环,燃气动力循环,四个主要装置：,锅炉,汽轮机,凝汽器,给水泵,10,-1,朗肯循环,水蒸气动力循环系统,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,水蒸气动力循环系统的简化,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,郎肯循环,1,2,3,4,简化（理想化）：,1,2,汽轮机,s,膨胀,2,3,凝汽器,p,放热,3,4,给水泵,s,压缩,4,1,锅炉,p,吸热,4,3,2,1,T,s,h,s,1,3,2,4,郎肯循环T-s和h-s,图,1,2,汽轮机,s,膨胀,2,3,凝汽器,p,放热,3,4,给水泵,s,压缩,4,1,锅炉,p,吸热,h,s,1,3,2,4,郎肯循环热效率的,计算,一般很小，占,0.8,1%,，忽略泵功,s,6,5,4,3,2,1,如何提高朗,肯循环,的热效率,T,7,8,思路：,引入平均温度，卡诺循环热效率最高，要提高热效率，需要提高高温热源的温度，降低低温热源的温度。,s,p,1,t,1,p,2,6,5,4,3,2,1,如何提高朗,肯循环,的热效率,影响热效率的参数？,T,s,T,6,5,4,3,2,1,蒸汽初压对朗,肯循环,热效率的影响,t,1,p,2,不变,，p,1,优点：,，,汽轮机出口尺寸小。,缺点：,对强度要求高,不,利于汽轮机安全。一般要求出口干度大于,0.86 0.88,。,s,T,6,5,4,3,2,1,蒸汽初温对朗,肯循环,热效率的影响,优点：,，,有利于汽机安全。,缺点：,对耐热及强度要求高，目前最高初温一般在,550,左右。,汽机出口尺寸大。,p,1,p,2,不变,，t,1,s,T,6,5,4,3,2,1,乏汽压力,对朗,肯循环,热效率的影响,优点：,缺点：,受环境温度限制，现在大型机组,p,2,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。,p,1,t,1,不变,，p,2,T,s,6,5,4,3,1,b,蒸汽再热循环的,热效率,再热循环本身,不一定,提高循环热效率。,与再热压力有关。,x,2,降低，给提高初压创造了条件，选取再热压力合适，一般采用,一次再热可使热效率提高,23.5,。,蒸汽再热循环的实践,再热压力,p,b,=,p,a,0.2,0.3,p,1,p,1,13.5MPa,，一次,再热；,超临界机组，,t,1,600,，,p,1,25MPa,，二次,再热；,蒸汽再热,循环实体照片,10,-3,蒸汽回热循环,(regenerative),抽汽,去凝汽器,冷凝水,表面式回热器,抽汽,冷凝水,给水,混合式回热器,抽汽式回热,抽汽,回热循环的抽汽量,计算,(1-,)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,a,kg,4,(1-,)kg,5,1kg,以混合式回热器为例,热一律,抽汽,回热循环热效率的,计算,(1-,)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,吸热量：,放热量：,净功：,热效率：,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,10,-4,热电联产(供)循环,用发电厂作了功的蒸汽的余热来满足热用户的需要，这种作法称为,热电联(产)供,。,背压式机组(,背压0.1MPa,),热用户为什么要用换热器而不直接用热力循环的水？,背压式热电循环优缺点,优点：热能利用率高，不需要冷凝器、设备简单；,缺点：供热与供电互相牵制，难以单独满足用户对热能和电能的需要；,思考题：对于用户以电定热合适还是以热定电合适？,背压式,热电联产(供)循环,清华北门外2台背压式，5000kW电负荷,抽汽调节式,热电联产(供)循环,抽汽式热电联供循环,可以自动调节热、电供应比例，以满足不同用户的需要。,热电联产(供)循环,的经济性评价,只采用热效率 显然不够全面,能量利用系数,，但未考虑热和电的品位不同,Ex,经济学评价,热电联产、集中供热是发展方向，经济环保,10-5,内燃机循环,燃气动力循环：内燃机循环、燃气轮机循环,二者区别：,内燃机的燃烧过程在热机的气缸中进行,燃气轮机的燃烧过程在热机之外的燃烧室中进行,活塞式内燃机分类（按燃烧方式不同）：,点燃式内燃机：汽油机,压燃式内燃机：柴油机,一、定容加热循环,（汽油机）（奥托循环）,过程简化：,闭式可逆循环,燃烧：定容加热,排气：定容放热,定熵压缩1-2,定熵膨胀3-4,结论,压缩比,愈高，热效率也愈高。,压缩比=79,压缩比过大，压缩终了温度会过高，容易产生爆炸。,二、定压加热循环（柴油机）,（狄塞尔循环）,结论,压缩比,大，热效率高。=1418,定压预胀比大，热效率低。,一般来说，柴油机的热效率比汽油机高。,三、混合加热循环（柴油机）,=1 定压加热循环,=1 定容加热循环,10,-6,燃气轮机循环,燃气轮机装置组成：,燃气轮机、压气机、燃烧室,理论循环包括：,1-2 定熵压缩过程,2-3 定压加热过程,3-4 定熵膨胀过程,4-1 定压放热过程,燃气轮机循环的热效率仅与增压比,有关，愈大，热效率愈高。,=310,