第10章-蒸汽动力装置循环.ppt

热流科学与工程教育部重点实验室,Key Laboratory of Thermo-Fluid Science and Engineering of MOE,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,工程热力学,Engineering Thermodynamics,用途：火力发电、机车牵引、轮船动力等。,中国煤炭消耗占一次能源,60%,；火力电力生产占,80%,。,火力发电厂及其模型示意,第十章 蒸汽动力装置循环,锅炉（,Boiler,）,1,第十章 蒸汽动力装置循环,汽轮机,（,Turbine,）,发电机 （,Electric Generator,火力发电模型示意,2,第十章 蒸汽动力装置循环,火力发电模型示意,凝汽器,（,Condenser,）,水泵,（,Water Pump,）,3,第十章 蒸汽动力装置循环,了解蒸汽动力装置的,主要组成部分,。,熟练掌握简单蒸汽动力装置循环,朗肯循环,的热力学分析，包括,p-v,图和,T-s,图表示、热效率计算和提高热效率的方法。,掌握蒸汽动力,再热循环,实施的目的及其热力学分析。,掌握蒸汽动力,抽气回热循环,实施的目的及其热力学分析；掌握抽气率的计算和抽气压力的选取原则。,基本要求：,4,10-1,简单蒸汽动力装置循环,朗肯循环,(1),p,-,v,图、,T,-,s,图,1.,朗肯循环,(Rankine Cycle),理想化,工质：,水和水蒸气,5,10-1,简单蒸汽动力装置循环,朗肯循环,(2),热效率,1.,朗肯循环,(Rankine Cycle),确定状态：已知：,p,1,、,t,1,，,p,2,简化,1,：,1,点状态：,4,点状态：,2,点状态：,3,点状态：,简化,2,：,6,10-1,简单蒸汽动力装置循环,朗肯循环,2.,蒸汽参数对热效率的影响,(,p,1,，,t,1,，,p,2,),(1),初温,t,1,的影响,初压,p,1,、背压,p,2,一定,:,，有利于汽轮机,初温升高受到材料耐高温限制：,传统：,560,现代：,600,(2),初压,p,1,的影响,初温,t1,、背压,p,2,一定：,，不利于汽轮机,初压升高受到材料耐高压限制,(,进展很好,),：,传统：,90180bar,现代：,270280bar,(,超,),超临界循环,7,10-1,简单蒸汽动力装置循环,朗肯循环,初压,p,1,、初温,t,1,一定：,，不宜低于,88%,不利于汽轮机工作,背压降低受到环境温度的限制。,2.,蒸汽参数对热效率的影响,(,p,1,，,t,1,，,p,2,),(3),背压,p,2,的影响,8,10-1,简单蒸汽动力装置循环,朗肯循环,3.,有摩阻的实际循环,不可逆表征，汽轮机效率：,内部热效率：,耗汽率,：装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量。,kg/J,理想：,实际：,9,10-2,简单再热循环,克服：,p,1,；,x,2,不利于蒸汽轮机工作,目的：,提高,x,2,注 意：,x,2,增大，但是,t,不一定提高，只有在合适的,p,b,时。,工程上：,p,b,2030%,p,1,，此时提高,x,2,，同时兼顾提高,t,。,再热循环,:,Reheated Cycle,10,10-3,回热循环,克服：,吸热温度低的部分,目的：,提高,t,措施：,抽气回热,1.,装置图、,T,-,s,图,一级抽汽回热循环,2.,热效率,回热循环,:,Regenerative Cycle,11,10-3,回热循环,4.,抽汽压力的确定：,按蒸汽压力对应饱和温度等温差取值。如一级抽汽,2.,热效率,3.,抽汽率,混合式换热器,100%,与原来相同,12,10-3,回热循环,忽略水泵功,回热器,1,：,回热器,2,：,3.,二级抽汽回热循环,13,10-3,回热循环,小型火力发电厂回热级数一般为,1,3,级,中大型火力发电厂一般为,4,8,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,缺点,循环比功减小，汽耗率增加,增加设备复杂性,14,例 题,例：,两级抽汽回热循环如图所示。已知,p,1,=10 MPa,，,t,1,=550,，,p,2,=5 kPa,，,p,9,=1 MPa,，,p,10,=0.5 MPa,。,求,1,，,2,，,t,15,例 题,解：,确定各个状态参数,1,点：,9,点：,10,点：,2,点：,16,例 题,3,点：,4,点：,5,点：,6,点：,7,点：,8,点：,17,例 题,作业：,10-03,、,10-04,、,10-07,、,10-08,、,10-10,18,