工程热力学课件10蒸汽动力循环.ppt

第十章 蒸汽动力装置循环 第一节 水蒸汽作为工质的卡诺循环 第二节 基本蒸汽动力装置理想循环— 　　　　朗肯循环 第三节 再热循环与回热循环 蒸汽及蒸汽动力装置(steam?power?plant) ? （1）蒸汽是历史上最早广泛使用的工质，19世纪后期蒸汽动力装置的大量使用，促使生产力飞速发展，促使资本主义诞生。? （2）目前世界75%电力，国内78%电力来自火电厂，绝大部分来自蒸汽动力。? （3 ）蒸汽动力装置可利用各种燃料。? （4）蒸汽是无污染、价廉、易得的工质。 卡诺与朗肯的比较 二、朗肯循环热效率分析 干度下降这会引起汽轮机内部的耗散增加。特别是干度较低而水分过多时，由于水滴的冲击，汽轮机叶片的表面受破坏，甚至引起叶片振动，影响叶片的使用寿命。 第三节 再热循环与回热循环 一、再热循环 　　　工作过程：当蒸汽在汽轮机的高压汽缸中膨胀作功而压力降低到某个中间压力时，把蒸汽从汽轮机引出，送至再热器重新加热，使蒸汽的温度再次达到较高的温度，然后送回汽轮机的低压汽缸，进一步膨胀作功。 采用再热措施的理想循环称为再热循环。 蒸汽再热循环的热效率 二、回热循环 从汽轮机中某个部位抽取经过适当膨胀后的蒸汽，其温度总高于凝结水的温度，用来预热锅炉给水，使得水的加热过程从较高温度开始，使平均加热温度增高，而平均放热温度不变，从而提高循环热效率。 ` 作业 第4版：P345 习题10-2 * * * * 第一节 水蒸汽作为工质的卡诺循环 1.汽水混合物压缩过程c-5难以实现。 2.循环局限于饱和区，上限温度受限于临界温度（647.3K）， 效率不高。 3.膨胀末期水分过多，不利于动力机。 简单蒸汽动力装置的主要热力设备：蒸汽锅炉、汽轮机、冷凝器和给水泵。 第二节 基本蒸汽动力装置的理想循环——朗肯循环 一、朗肯循环及其工作过程 蒸汽动力装置的工作循环可以理想化为由两个可逆定压过程和两个可逆绝热过程组成的理想循环。 即：0-1—定压吸热过程， 1-2—绝热膨胀过程， 2-3—定压放热过程， 3-0—绝热加压过程。 该循环称为朗肯循环，也称为简单蒸汽动力装置循环。 循环工质吸热 q1＝h1－h0 工质放热 汽轮机所作轴功 (ws,T)1-2＝h1－h2 水泵耗功 循环净功 朗肯循环热效率 朗肯循环热效率 水泵耗功很少，约占汽轮机轴功的2%，可忽略，即认为 则朗肯循环的热效率可近似地表示为 例：某远洋船的汽轮机按朗肯循环用过热蒸汽工作，蒸汽的初始参数为： p1=5Mpa，t1=440℃，冷凝器中的蒸汽压力p2=0.005Mpa，试求循环热效率。 解 根据p1=5Mpa，t1=440℃， 由水蒸气h-s图中找到点1， 查得h1=3293.2kJ/kg。 h s x=1 p1 t1 1 p2 2 h2=2069.2kJ/kg p2=0.005Mpa查饱和水蒸气表得 h2′=137.77 kJ/kg h s x=1 三、蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响 1.初温t1对热效率的影响 t1 ? ? T m 1?? ?t ? 提高初温还能提高绝热膨胀终点的干度。提高初温要受到金属耐热性能的限制，目前初温的高限在600℃左右。 2.初压ｐ1对热效率的影响 p1 ? ? T m 1?? ?t ? 提高初压将使绝热膨胀终点的干度下降。因为提高初温能提高废汽的干度,所以提高初压和提高初温应同步进行。 3.终压 p2 对热效率的影响 p2 ? ? Tm2 ? ? ?t ? 终压p2(t2对应的饱和压力)的降低受到环境压力的限制。对于汽轮机动力装置,终压的范围为ｐ2＝0.003-0.004MPa。 四、 汽耗率 汽耗率也是衡量蒸汽动力装置工作好坏的重要经济指标之一。汽耗率ｄ表示每产生1千瓦小时的功(等于3600kJ）需要消耗多少kg的蒸汽。 １kg蒸汽在一个循环中所作的功为 汽耗率ｄ随热效率ηt 的提高而降低。 初压ｐ1对热效率的影响 p1 ? ? ?t ? 问题！ ? 再热循环本身不一定提高循环热效率 ? 与再热压力有关 ? x2 ,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2％～3.5％。 0’-1—1kg水蒸气的定压吸热过程，