11水蒸气及蒸汽动力循环.ppt

第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 一、背压式热电联产循环 背压式汽轮机：排汽压力高于大气压力。 由于汽轮机排汽压力的提高，汽轮机输出功量相应减少，所以相同蒸汽初温和初压条件下，背压式热电联产循环1-2-3-0-1循环热效率低于凝汽式蒸汽动力循环1-2-3-0-1的循环热效率。 优点：乏汽的热量得到了利用，且不需凝汽器，使设备简化。 热能利用系数： 理想条件下，背压式热电联产循环的热能利用系数为 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 二、调节抽汽式热电联产循环 调节抽汽式热电联产循环能够调节装置的供电量和供汽量以及供汽参数，从而可以较好地满足用户在不同时期对供电量和供热量的不同要求。 调节抽汽式热电联产循环的热能利用系数介于背压式热电联产循环和凝汽式蒸汽动力循环之间。 注意：机械能和热能是不等价的，热能利用系数K仅描述了被利用了的能量的总的“数量”，而没有考虑其“质量”，因此，对于热电联产循环，评价其经济性时，还应同时采用循环热效率ηt。 背压式热电联产循环的缺点：供热量与供电量互相制约，难以同时单独满足用户对于热能和电能的需要。 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 三、蒸汽-燃气联合循环 —利用燃气轮机循环吸热温度高和水蒸气循环放热温度低的特点，以燃气为高温工质，以水蒸气为低温工质，组成蒸汽-燃气联合循环，扩大循环工作温度范围，提高循环热效率。 设燃气轮机的放热量Q2全部用来产生水蒸气，即 联合循环的加热量即为燃气轮机循环的加热量Q1，其放热量即为蒸汽动力循环的放热量 。 因此，联合循环热效率为 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 蒸汽-燃气联合循环热效率分析 设燃气轮机循环的热效率为 ，则放热量为 设蒸汽动力循环的热效率为 ，则放热量为 因此，蒸汽-燃气联合循环的热效率为 *第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 *第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 11-1 水蒸气的发生过程 11-2 水蒸气热力性质表和图 11-3 水蒸气的热力过程 11-4 朗肯循环 11-5 再热循环 11-6 回热循环 11-7 热电联产及蒸汽-燃气联合循环 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 11-1 水蒸气的发生过程 b-d—ts饱和水→ ts干饱和水蒸汽。v↑， t和p均不变。 其间为汽液混合的湿饱和蒸汽。 d-e—ts干饱和水蒸汽→ t过热水蒸汽。t↑，v↑。 过热度D= t- ts 一、水蒸气的定压发生过程 a-b—0.01℃未饱和水→ts饱和水。t↑，v↑。 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 二、水蒸气发生过程中的能量关系 水蒸气定压发生过程的三个阶段： ①水的预热——未饱和水(0.01℃)→饱和水(ts)； ②水的汽化——饱和水(ts)→干饱和水蒸气(ts)； ③水蒸气的过热——饱和水蒸气（ts）→过热水蒸气(t)。 水的液体热q‘——水的预热过程中，使水由三相点温度0.01℃升高到饱和温度ts所需的热量。 定压预热过程的能量转换关系为 因v≈v0.01，所以 定压预热过程的压力越高，对应的饱和温度也越高，水的液体热就越大。 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 热工计算仅需计算Δh及Δu，故可任取某状态作为计算基点。规定水的三相点状态u＝0 kJ/kg 。 一般情况下，对温度为0.01℃时不同压力的水，取u0.01≈0 kJ/kg。压力不高时，对0.01℃时水，也可取h0.01≈0 kJ/kg。 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 汽化潜热 水的定压汽化过程中，1kg饱和水汽化成为干饱和水蒸气所需的热量称为汽化潜热L。 汽化过程的压力越高，汽化潜热的数值越小。在临界压力下，汽化潜热为零。 定压汽化过程中的热量转换关系为 定义：内汽化潜热 ——汽化潜热中转变为热力学能的部分； 外汽化潜热 ——用于对外作功的部分。 则有 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 过热热量q 按能量转换关系，有 显然，将0.01℃的水加热变为过热水蒸气所需的热量，等于液体热、汽化潜热与过热热量三者之和。而且整个水蒸气定压发生过程及各个阶段中的加热量，均可用水和水蒸气的焓值变化来计算。 ——定压过热过程中所需的热量。 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 三