热力学第7章s_13009811.ppt

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,作 业,7-1,7-3,7-5,第七章,蒸汽动力循环,Vapor Power Cycles,7-1,概 述,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,蒸气动力循环：,以蒸气为工质的,动力循环,（获得功为目的）,主要任务：,1.,分析蒸汽动力循环的构成及特点,2.,寻求改进和提高蒸气动力循环热工性能的途径,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,1,3,4,2,p,v,郎肯循环,p-v,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,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,1,3,2,4,7-2-1,郎肯循环热工性能的定量计算,1.,功和热的,计算汽轮机作功：,凝汽器中的定压放热量：,水泵绝热压缩耗功：,锅炉中的定压吸热量：,h,s,1,3,2,4,2.,热效率的,计算,一般很小,，占,0.8,1%,，忽略泵功,工程上定义,汽耗率,d,（,kg/kW,h,）：,蒸汽动力装置每输出,1kW,h,功量,所消耗的蒸汽量,kg,汽耗率,(Steam Rate),的概念,的单位是,kJ/kg,汽耗率,大小反映设备尺寸大小,(,经济性,),，,功率相同时，汽耗率大，则机组,尺寸要大。,kg/,kW,h,7-2-2,郎肯循环,与卡诺循环的比较,s,T,6,4,2,1,10,9,8,7,5,3,q,2,相同；,q,1,卡诺,q,1,朗肯,卡诺,朗肯,11,点,x,太小,不利于汽机,安全；,12,-,9,两相区难压缩；,w,net,卡诺,小,w,net,卡诺,w,net,朗肯,;,11,12,对比同温限,123,4,对比,56,78,对比,9-10-11-12,实际上,卡诺,缺点,汽,冷凝水,7-6,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,，,排汽直接向热用户供热,),Cogeneration,背压式,热电联产,(,供,),循环,背压式,缺点,：,热电互相影响,供热参数单一,以前清华北门外,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。,工程实际中较多采用,热用户,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,但这未考虑热和电品位的不同,Ex,经济学评价,热电联产、集中供热是发展方向，,经济环保,Utilization factor,7-7,现代,新型动力循环简介,蒸汽电站提高电厂供电效率的措施：,提高初参数，向亚临界和超临界发展；,采用大功率机组，降低厂用电率；,采用热电联供。,火电厂发展现状,占总装机容量的,80%,左右，效率,3740%,；,耗煤的占总产量,30%油占,10%,左右；,提高供电效率和改善环境有重要意义。,作 业,7-6,7-8,2.,燃气,-,蒸汽联合循环,燃气轮机的发展,热力参数与单机容量逐步提高，达,200MW,，,热效率,3541%,；,可靠性,9598.5%,，可作为基本负荷电站；,联合,循环的现实可行性,燃气轮机,排气温度,t,4,=400600,；,大功率机组排气量,300kg/s,以上；,利用排气能量加热蒸汽轮机给水,(,取代锅炉,),，大大提高供电效率。,Combined Gas-Vapor Power Cycles,燃气蒸汽联合循环,燃气蒸汽联合循环,T,s,燃气轮机循环,蒸汽轮机循环,当代先进燃气轮机及联合循环性能,机型,参数,西屋501-ATS,GE-MS7001H,ABB GT26,西门子,KWU,燃气初温，,1510,1430,1260,1190,压 比,28,23,30,16.6,简单循环净出力,MW,290,265,240,简单循环效率,%,41,38.5,38,联合循环净出力,MW,426,400,396,359,联合循环效率,%,61,60,58.5,58.1,4.,整体煤气化联合循环,(IGCC-Integrated Gasification Combined Cycle),整体煤气化联合循环,(IGCC),优缺点,优点,热效率高，目前,4046%,，预计可,52%,；,环保性能好，,SO,2,NOx,CO,2,粉尘排放低，可燃用高硫煤；,可实现煤化工综合利用，生产硫、硫酸、甲醇、尿素等；,单机功率可达,300400MW,缺点,目前煤气化和净化的热损失还偏大；,初期投资大。,8.,分布式能源方式（德国实用例）,1,、,熟悉,郎肯,循环图示,与,计算,2,、,郎肯循环,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,5,、,提高循环热效率的途径,第,七,章,小 结,Summary,