大一学年化工专业课件水蒸气及蒸汽动力循环配套.ppt

* 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 朗肯循环热效率 因此，有 水泵的耗功约为汽轮机轴功的2%，可忽略，即 则循环热效率可近似表示为 定压吸热过程0-1中，工质的吸热量为 q1＝h1－h0 循环净功为汽轮机轴功和水泵耗功之差，即 * 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 一、提高蒸汽初温对热效率的影响 设初压p1、乏汽压力p2不变。 蒸汽的初温由T1→ →平均加热温度提高，即 ＞Tm1。 放热过程 -3与原过程2-3的放热温度T2相同。 于是，由等效卡诺循环热效率公式ηt＝1－(T2/Tm1)可知，蒸汽初温由T1提高到 时，朗肯循环热效率提高。 蒸汽初温提高时，如蒸汽初压不变，膨胀终状态 比原状态2的干度大，即乏汽中含有的水分减少，这利于减少汽轮机内部的功耗散，也利于汽轮机叶片工作条件的改善。另外，为提高蒸汽初温，要求锅炉过热器材料具有较好的耐热性。 * 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 二、提高蒸汽初压对热效率的影响 设初温T1及乏汽的压力p2不变。 蒸汽初压由p1提高到 →平均加热温度提高，即 ＞Tm1。 放热过程 -3和原过程2-3放热温度T2相同。 于是，根据等效卡诺循环的热效率公式ηt＝1－(T2/Tm1)可知，提高蒸汽初压 可使朗肯循环的热效率提高。 蒸汽初压提高时，如蒸汽初温不变，则膨胀终了状态 比原状态2的干度小，即乏汽中的水分增加，这会引起汽轮机内部的耗散增加。当水分过多时，由于水滴的冲击，汽轮机叶片表面受破坏，甚至引起叶片振动，影响叶片使用寿命。因此，一般同时提高蒸汽的初温及初压，保证既能提高热效率，又能使汽轮机内部具有良好的工作条件。 * 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 三、降低乏汽压力对热效率的影响 设初温T1及初压力p1不变。 ↓乏汽压力p2→与乏汽压力相应的饱和温度↓→放热过程 - 比原过程2-3有更低的放热温度，即 ＜T2。虽这时加热过程的起点T0也降低为 ，但它对整个加热过程的平均加热温度影响很小。 因而，由等效卡诺循环热效率公式可知，↓乏汽压力p2→朗肯循环热效率↑。 乏汽凝结温度主要取决于自然环境中冷却介质温度。当乏汽凝结温度降低到28℃时，乏汽的压力相应地降低为0.0039MPa左右。 * 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 11-5 再热循环 工作过程：蒸汽在汽轮机中膨胀作功而压力降低到某个中间压力时，将蒸汽从汽轮机引出，送至再热器重新加热，使蒸汽温度再次达到较高温度，然后送回汽轮机低压汽缸，进一步膨胀作功。 再热可提高循环的平均加热温度，进而提高循环热效率 。 再热循环的组成：0-1为定压吸热；1-a为绝热膨胀；a- 为定压再热； - 为绝热膨胀； -3为定压放热；3-0为绝热加压。 要使整个加热过程的平均加热温度比没有再热时高，应该使过程a- 的平均加热温度高于过程0-1的平均加热温度。即a点的温 度不宜过低。当再热过程a- 的平均加热温度高于加热过程0-1的平均加热温度时，循环平均加热温度得以提高 ，热效率也提高。 * 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 再热循环的热效率 对比朗肯循环热效率 可见，只有当 时（即循环a-1-2-2-a的热效率大 于朗肯循环的热效率），再热循环才具有比朗肯循环高的热效率。 可表示为 将其改写为 采用再热措施时，乏汽干度显著提高。因此在一定蒸汽初温条件下，采用再热循环可应用更高的蒸汽初压，使热效率进一步提高。现代蒸汽动力装置中，初压高于13MPa的大型装置都采用再热措施。 * 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 11-6 回热循环 当蒸汽在汽轮机中经初步膨胀作功而压力降低到某个中间压力时，从中抽出少量蒸汽送至回热器作回热用，其余蒸汽继续在汽轮机中膨胀到乏汽压力作出轴功。当乏汽在冷凝器中凝结成水后用水泵加压到等于中间抽汽的压力，送入回热器和从汽轮机抽出的蒸汽 采用回热的方法可提高循环的平均加热温度，达到提高热效率的目的。 从汽轮机中抽取适当膨胀后的蒸汽，用于预热锅炉给水，使锅炉中水的加热过程从较高的温度开始，使平均加热温度增高 。 相接触，两者混合回热而形成与中间抽汽压力相对应的饱和水，最后经给水泵加压后重新送入锅炉。 * 第十一章 水蒸气及蒸汽动力循环 * 3-0 —