工程热力学课件-蒸汽动力循环装置.pptVIP

蒸汽动力循环装置 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 11-5 几种与蒸汽有关的动力循环 课件目录 火力发电中的能量转换 锅 炉 发电机 化学能 热能 机械能 电能 一、蒸汽动力装置中的主要设备 二、工质为水蒸气的卡诺循环 三、朗肯循环及其热效率 四、蒸汽参数对热效率的影响 五、有摩阻的实际循环 11-1 简单蒸汽动力装置循环------朗肯循环 一、蒸汽动力装置中的主要设备（1） 芬兰奥斯隆循环流化床锅炉 一、蒸汽动力装置中的主要设备（2） 两种热管式中的空气预热器 一、蒸汽动力装置中的主要设备（3） 蒸汽轮机 蒸汽轮机的核心部件 —— 转子 一、蒸汽动力装置中的主要设备（4） 发电机的定子和转子 一、蒸汽动力装置中的主要设备（5） 锅炉给水泵 离心式风机 冷凝汽化器 一、蒸汽动力装置中的主要设备（6） 电厂中常用的几种换热器 一、蒸汽动力装置中的主要设备（7） 排污泵 安全阀 中压进汽阀 管道阀门 电厂外观 一、蒸汽动力装置中的主要设备（8） 二、工质为水蒸气的卡诺循环 动力循环以蒸汽为工质时，原则上可采用如上图中6-7-8-5-6所示的卡诺循环，然而由于过程8-5难以实现等原因(?)，故在实际的蒸汽动力装置中不采用之。 p e f o 4 3(2’) 8 5 1 p 2 p 6 1 7 2 v T o 4 3(2’ ) m 8 5 6 1 2 7 n s 图11-1 水蒸气的朗肯循环 在实际的蒸汽动力循环是以朗肯循环为基础的。 为朗肯循环的装置流程如右图所示，其p-v和T-s图见上页。 若水泵的耗功可以忽略，则此循环的热效率为： P 1 2 q2 3（2’） 4 B S q1 6 C T 三、朗肯循环及其热效率 图11-2 简单蒸汽动力装置流程示意图 （11-1） 1、初温对热效率的影响。 当p1和p2一定， 而 t1↑时， 则ηt↑，x2↑。 四、蒸汽参数对热效率的影响 T 4 3(2`) O 5 6 1 1 a 2 2 a s 图11-3 初温t1对ηt的影响 2、初压p1对热效率的影响 当t1和p2一定， 而 p1↑时， 则ηt↑，x2↓。 T 5 a 6 a 1 a 1 5 6 4 3(2`) 2 a 2 s 9 8 7 O 图11-4 初压p1对ηt的影响 3、背压p2对热效率的影响 当t1和p1一定， 而 p2 ↓时， 则ηt↑，x2 ↓ 。 T 5 6 1 2 3 3 a O 7 a 7 8 s 2 a 图11-5 背压p2对ηt的影响 汽轮机实际所做的技术功： 五、有摩阻的实际循环 h 1 h 2 h O 1 p 1 t 2 p 12 act h h - 2 2 act 2 t s 1 T 5 4 3(2`) O 9 6 1 2 2 act 8 7 s 图11-6 汽轮机中的不可逆过程 （11-2） 有效功耗汽率: 内部功耗汽率: 耗汽率：装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量。 理想耗汽率： D为蒸汽耗量。 P0为理想输出功率。 循环内部热效率： 汽轮机效率： 轴功： （11-3） （11-5） （11-4） （11-6） 为了使x2↑ ,可采用再热循环, 如右图所示。 热效率: T s O 11-2 再热循环 5 4 3(2`) 6 b 1 a c 2 图11-7 再热循环的T-s图 （11-7） 利用抽汽回热消除朗肯循环中水在较底温度下吸热的不利影响, 提高热效率, 如下图所示。 q2 P1 1 2 3 (2’ ) B S q1 6 C T R P2 4 0’1 01 T s 0 11-3 回热循环 5 1 0 4 3(2`) 1 6 1 0 2 图11-8 抽气回热循环流程图 图11-9 一级抽气回热循环T-s图 循环热效率: 抽汽量: 一般忽略水泵的耗功，认为 ，则有： 在参数相同的情况下，回热循环的热效率一定大于单纯朗肯循环的热效率。可根据 证明如下： 回热循环的计算 回热过程中的热平衡关系式： （11-8） （11-9） 由于h1可写成： 显然，上式一定大于朗肯循环的热效率（ ） 现代大中型蒸汽动力装置都采用回热循环，但一般很少超过8级，以免系统过于复杂。 对于回热循环上式即为： （b） 根据回热过程中的能量守恒知： （a） （c） 把式(b)和(c)代入式(a)，并考虑到： 可导出： (1) 回热循环的ηt大于单纯朗