工程热力学课件-蒸汽动力装置循环.pptVIP

* * 蒸汽动力装置循环 前言 §11-1 简单蒸汽动力装置循环——朗肯循环 §11-2 再热循环 §11-3 回热循环 §11-4 热电合供循环 * 前 言 内燃机循环和燃气轮机装置循环都是采用燃气作工质的。 本章将要介绍的蒸汽动力装置是以蒸汽作为工质的。 蒸汽和燃气相比，前者离液态很近，后者离液态远。 工质性质的不同，造成了内燃动力装置和蒸汽动力装置在循环和设备两方面上的不同。 1.采用循环不同： 燃气作工质，不易进行定温吸热与放热过程；而水吸热成为蒸汽和放热成为冷凝水往往在定温下进行。 因此，二者的循环不同。 2.二者采用的设备大不相同： 水和水蒸汽不能助燃，只能自外热源吸热，蒸汽循环中必须配备产生蒸汽的锅炉，而且是大型设备。 而以空气作为工质时，燃料可在其中燃烧，燃烧产物也为工质。这样就可以使燃烧和功变热的能量转换过程在同一个设备中进行，不需要其它额外的设备。 蒸汽动力装置中，有汽轮机和蒸汽机两大类。 虽然两类装置所用设备有一定的区别，但二者所用的基本作用原理和采用的基本循环是一样的。 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 水蒸气的吸热、放热过程非常容易实现，其等温线就是等压线，与绝热线在示功图上的斜率相差也大。 这样，如果以水蒸气作工质实现卡诺循环会怎么样呢？ 一、工质为H2O的卡诺循环 卡诺循环是一个形状较为规则、易于进行热力分析的循环。 气体工质不易实现卡诺循环，其原因在于： 1.定温吸热、放热难实现； 2.等温线与绝热线斜率在示功图上相差不多，导致循环净功太小。 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 1.为了利用定温过程，循环要在两相区内进行，必然有 实际生产实践中并不采用卡诺循环。 2.c-5这一压缩过程难以实现： （1）水、汽混合物压缩困难， 压缩机工作不稳定； （2）vc很大，需要较大的压 缩设备； （3）内耗大，绝热效率低。 3.工质膨胀在两相区内进行， 汽轮机工作可靠性不高； 同样的原因使得汽轮机内部的相对效率很低。 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 二、朗肯循环及其热效率 水蒸气卡诺循环不能用于生产实践，进行调整，可得到一能够应用于实际的新循环。 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 实现朗肯循环的设备与工艺流程（右图所示）简介如下： 右上图和右下图分别为汽轮机装置和蒸汽机装置。 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 朗肯循环的热效率 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 对蒸汽装置来说，与热功转换有关的三个参数是： * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 实际的循环都是不可逆的。 其中蒸汽经过汽轮机进行绝热膨胀过程的不可逆最大。这里的流速最大，磨损自然也就最大。 我们讨论汽机和泵中有摩阻损耗的实际循环。 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 * §11-1 简单蒸汽动力循环——朗肯循环 * §11-2 再热循环 前 言 蒸汽在汽轮机中进行绝热膨胀，由进口状态开始，其温度和压力逐步降低而进入湿蒸汽区。 湿蒸汽的干度x的大小对汽 轮机有不利的影响。 有时为了提高热效率而采取提高初压和降低背压的方法，导致出口干度降低，带来不利。 因此，不论采用何种循环，都不希望蒸汽在汽轮机中过早地进入湿蒸汽区或膨胀后x2太小。 提高x2的措施是：新汽膨胀到某一中间压力pb后撤出汽轮机，导入锅炉中使之再得热，然后再导入汽轮