工程热力学第七章蒸气动力循环要点.ppt

工 程 热 力 学Engineering Thermodynamics 第 七 章 Chapter seven 2 水蒸气的p－v图和T－s图 水蒸气的焓熵图 内 容 提 要 一 朗肯循环 二 再热循环 三 热电联产循环 四 实际蒸汽动力循环的分析 朗肯循环 1 水蒸气卡诺循环 2朗肯循环 2 朗肯循环 2 朗肯循环 2 朗肯循环 3 蒸汽参数对朗肯循环的影响 3 蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 1）循环分析的理论基础 3 蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 2）新汽温度的影响 2）新汽温度的影响 3 蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 3）新汽压力的影响 3）新汽压力的影响 3 蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 4）排汽压力的影响 4）排汽压力的影响 3 蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 5）工程中的应用 ①现代蒸汽动力循环 朝着超（超）临界参数方向发展。我国目前采用的配套机组参数如下表。 ②降低排汽压力可以提高循环热效率，但排汽压力受环境温度限制 目前火力发电厂在0.004MPa-0.006MPa的排汽压力下运行。 4 有摩阻的朗肯循环 二 再热循环 在提高蒸汽初压时排汽干度不致过低 1 再热循环的组成 2 再热循环的分析 2 再热循环的分析 三 热电联产循环 热电联产循环就是一种既发电又供热的循环。 三 热电联产循环 1 热电联产循环的主要形式 三 热电联产循环 2 热电联产循环经济性的衡量 能量利用系数 理论上，工质在循环中吸取的热量，一部分转变为功，另一部分以热能提供给热用户，K＝1。但实际上，由于各种损失，K一般在70％左右。 四 实际蒸汽动力循环的分析 1 循环分析的目的 在热力学基本定律的基础上分析循环的能量转换经济性，寻求提高经济性的方向及途径。 2 步骤 1）把实际问题抽象概括成可逆循环，分析该循环，找出影响循环效率的主要因素及提高该循环经济性指标的可能措施。 2）分析实际循环偏离理想循环的程度并对上一步的分析结果进行修正。 四 实际蒸汽动力循环的分析 3 分析方法 1）热力学第一定律为基础的“能量分析法”。这种分析方法从能量转换的数量关系来评价循环的经济性，以热效率为其指标。 2）综合热力学第一定律、第二定律作为依据的“作功能力法”，从能量的数量和质量来分析，以“火用损失和火用损率”为其指标的。 * * 水蒸气的产生过程 ts ts ts tts tts 未饱和水 饱和水 湿饱和蒸汽 饱和蒸汽 过热蒸汽 预热阶段 汽化阶段 过热阶段 a-b：水定压预热过程； b-c-d：饱和水的定压汽化过程； d-e：水蒸汽的定压过热过程。 C 20 10 C 10 20 p v T s Ⅰ Ⅲ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 一点:临界点 二线:饱和水线 干饱和蒸汽线 三区:未饱和水区 湿饱和蒸汽区 过热蒸汽区 五态:未饱和水 饱和水 湿饱和蒸汽 干饱和蒸汽 过热蒸汽 x＝１ p v T h s x 焓熵图的区域 临界点 下界线 上界线 定压线 定容线 定温线 定干度线 定压过程 p1 t1 1 x＝１ s h t2 2 h1 s1 定熵过程 x＝１ s x2 t2 h2 p2 p1 t1 1 h 2 ① ① 温差（T1-T2）不大，热效率不高 ② ② 膨胀终点蒸汽的湿度很大，对汽轮机末几级的叶片侵蚀严重，影响汽轮机工作的安全性。 ③ ③ 湿饱和蒸汽的绝热压缩过程耗功巨大，同时压缩汽水混合物设备工作极不稳定。 2 ② T o s ① 1 ③ 3 4 3 2 1 4 T o s 在锅炉中的吸热过程；在汽轮机中绝热膨胀； 在冷凝器中的放热过程；在给水泵中的绝热压缩。 3 2 1 4 T o s 4-1：在锅炉中的吸热 1-2：在汽轮机中膨胀做功 2-3：在冷凝器中的放热 3-4：在给水泵中压缩耗功 3 2 1 4 T o s 忽略泵功 汽耗率是指每做1kW?h(即1度电＝3600kJ)功量所需的新蒸汽量 热耗率则是指每做1kW?h的功所消耗的热量 p2 p1 t1 1 2 3 4 h s h1＝f（p1，v1） h2＝f（p1，v1，p2） h3＝f（p2） 结论 朗肯循环热效率取决于蒸汽初终参数 a b T s 1 2 3 4 sa sb 多热源循环的分析 ①引入平均吸热温度和平均放热温度 ②等效为在平均吸热温度和平均放热温度间工作的卡诺循环 T1’ 3 4 2 1 T1 s T 结论 ① 增大新汽温度，循环热效率提高； ② 增大新汽温度，排汽干度提高 0 300 350 400 450 500 550 ηt% 35 36 37 38 39 40 初温 t℃ 限制 温度的提高受金属材料耐热性的限制 s 3 4 2 1 T T1 1` 结论