电厂热力循环讲稿.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,*,热力循环,制冷循环,输入功量（或其他代价），从低温热源取热,动力循环,输入热,通过循环输出功,热泵循环,输入功量（或其他代价），向高温热用户供热,正循环,逆循环,逆循环,广义热泵循环,蒸汽循环,气体循环,内燃式,外燃式,6.1 蒸汽动力循环,*,蒸汽卡诺循环,1）绝热压缩过程难以实现,2）定熵膨胀末期，蒸汽湿度较大，对汽轮机工作不利,3）蒸汽比体积比水大上千倍，压缩时设备庞大，耗功也大,4）温度受限，热效率不高，每循环完成的功也不大,远离液态的气体做工质,1）等温吸热和定温放热难实现,2）气体定温线与绝热线的斜率相差不大，每循环完成的功较小,*,朗肯(Rankine)循环,四个主要装置：,锅炉,汽轮机,凝汽器,给水泵,水蒸气动力循环系统,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,朗肯循环,朗肯循环的p-v，T-s，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,1,3,4,2,p,v,4,3,2,1,T,s,h,s,1,3,2,4,4,3,2,1,T,s,朗肯循环与卡诺循环的不同之处,乏汽的凝结完全,“泵”降低热效率,“过热器”提高热效率，改善汽轮机的工作条件,5,3,2,1,T,s,c,T,1,T,2,5,朗肯循环的热效率,汽轮机做功：,凝汽器中的定压放热量：,水泵绝热压缩耗功：,h,一般很小，占,0.8,1%,，忽略泵功,耗气率,d增大，设备尺寸大，投资大，效率低,反映循环中各设备尺寸大小；经济指标,s,1,3,2,4,5,锅炉中的定压吸热量：,蒸汽参数对循环热效率的影响,p,1,t,1,p,2,影响热效率的参数？,s,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,0.85 0.88,T,6,5,4,3,2,1,s,T,6,5,4,3,2,1,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,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,思考题,我国幅员辽阔，四季温差大，对蒸汽发电机组,有什么影响？,实际循环,s,T,6,5,4,3,2,1,蒸汽轮机膨胀完成的实际功：,汽轮机总效率：,汽轮机输出的有效功：,有效功率：,锅炉热效率：,动力装置的热效率：,回热循环,*,朗肯循环的改进,抽汽,冷凝水,给水,混合式回热器,抽汽式回热,(1-,)kg,kg,6,5,7,s,4,3,2,1,1kg,T,由于,T-,s,图上各点质量不同，面积不再直接代表热和功,(1-,)kg,kg,6,5,7,s,4,3,2,1,1kg,T,7,kg,4,(1-,)kg,5,1kg,热一律,循环吸热量：,循环功：,循环热效率：,忽略水泵功,抽汽量：,物理意义,：,kg工质,100%,利用,1-,kg工质效率未变,(1-,)kg,kg,6,5,7,s,4,3,2,1,1kg,T,抽汽级数越多，越高，若级数趋向无穷，,?,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,再热循环,T,s,6,5,4,3,1,b,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。,忽略泵功,蒸汽再热循环实体照片,*,热电联供循环,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,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,缺点,：,热电互相影响,供热参数单一,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,。,提高循环热效率的途径,改变循环参数,提高初温度,提高初压力,降低乏汽压力,改变循环形式,回热循环,再热循环,改变循环形式,热电联产,燃气-蒸汽联合循环,新型动力循环,IGCC,PFBC-CC,.,6.2 制冷循环,制冷循环,输入功量（或其他代价），从低温热源取热,逆循环,空气压缩制冷,压缩制冷,蒸汽压缩制冷,吸收式制冷,制冷循环,吸附式制冷,蒸汽喷射制冷,半导体制冷,热声制冷,*,压缩空气制冷循环,制冷循环和制冷系数,卡诺逆循环,T,s,T,2,T,1,T,0,不变,T,2,C,T,2,不变,T,0,C,p,v,3,2,1,4,T,s,T,2T,0,1,2,3,4,四个,主要部件；工质：,空气,1 2,绝热压缩,2 3,等压冷却,3 4,绝热膨胀,4 1,等压吸热,s,s,p,p,空气制冷循环,循环分析,理想化处理：,理气；,定化热;,可逆；,T,s,制冷量,1,2,3,4,2,3,4,空气压缩制冷循环特点,优点：,工质无毒，无味，不怕泄漏。,缺点：,1.无法实现,T,，,0,因为吸收剂-制冷剂溶液的蒸汽压低于蒸发器中制冷剂的蒸汽压。,吸收剂,T,吸收剂,吸收,制冷剂,的能力,溶液,蒸汽压,蒸发,温度,吸收过程放热过程,热一律,热能利用系数,较小，常被忽略,吸收式制冷循环特点,优点：,只消耗少量机械能或电能,可利用工程废气/热水余能来实现制冷（等,低品质热）,无复杂的转动设备，操作简单,缺点：,热能利用系数低,用于大型 空调、中央空调。,*,蒸汽喷射制冷循环的工作原理,T,s,1,2,3,4,5,5,1,2,热一律,热能利用系数,较小，常被忽略,蒸汽喷射制冷循环特点,优点：,只消耗少量机械能或电能,可直接耗热来实现制冷,缺点：,循环中包括不可逆的混合过程/锅炉的燃烧/温差传热过程,E,x,损失较大,热能利用系数低,