第10章-动力循环课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十章,动 力 循 环,第十章 动 力 循 环,1,本章基本要求,熟练掌握水蒸气朗肯循环、回热循环、再热循环以及热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方法和途径。,本章基本要求熟练掌握水蒸气朗肯循环、回热循环、再热循环以及热,2,本 章 重 点,1。熟悉朗,肯循环,图示,与,计算,2、,朗,肯循环,与,卡诺循环,3,、,蒸汽参数,对朗肯循环热效率的影响,4,、,再热,、,回热原理及计算,本 章 重 点1。熟悉朗肯循环图示与计算,3,动力循环研究目的和分类,动力循环：,工质连续不断地将从高温热源取得的,热量,的一部分转换成对外的,净功,按工质,气体动力循环,：内燃机,蒸汽动力循环,：外燃机,空气为主的燃气,按,理想气体,处理,水蒸气等,实际气体,研究目的：,合理安排循环，提高热效率,动力循环研究目的和分类动力循环：工质连续不断地将从高温热源取,4,水蒸气：,火力发电、核电,低沸点工质：,氨、氟里昂,太阳能、余热、地热发电,动力循环：,以获得功为目的,水蒸气：火力发电、核电低沸点工质：氨、氟里昂太阳能、余热、地,5,热机：,将热能转换为机械能的 设备。热机的工作循环称为动力循环,。,动力循环：蒸汽动力循环,燃气动力循环,热机：将热能转换为机械能的 设备。,6,四个主要装置：,锅炉,汽轮机,凝汽器,给水泵,10,-1,朗肯循环,水蒸气动力循环系统,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,四个主要装置：10-1 朗肯循环水蒸气动力循环系统,7,水蒸气动力循环系统的简化,锅,炉,汽轮机,发电机,给水泵,凝汽器,郎肯循环,1,2,3,4,简化（理想化）：,1,2,汽轮机,s,膨胀,2,3,凝汽器,p,放热,3,4,给水泵,s,压缩,4,1,锅炉,p,吸热,水蒸气动力循环系统的简化锅汽轮机发电机给水泵凝汽器郎肯循环1,8,1,3,4,2,p,v,郎肯循环,pv,图,1,2,汽轮机,s,膨胀,2,3,凝汽器,p,放热,3,4,给水泵,s,压缩,4,1,锅炉,p,吸热,1342pv郎肯循环pv图12 汽轮机 s 膨胀,9,4,3,2,1,T,s,h,s,1,3,2,4,郎肯循环Ts和hs,图,1,2,汽轮机,s,膨胀,2,3,凝汽器,p,放热,3,4,给水泵,s,压缩,4,1,锅炉,p,吸热,4321Tshs1324郎肯循环Ts和hs图12 汽轮机,10,h,s,1,3,2,4,郎肯循环功和热的,计算,汽轮机作功：,凝汽器中的定压放热量：,水泵绝热压缩耗功：,锅炉中的定压吸热量：,hs1324郎肯循环功和热的计算 汽轮机作功：凝汽器中的定压,11,h,s,1,3,2,4,郎肯循环热效率的,计算,一般很小，占,0.8,1%,，忽略泵功,hs1324郎肯循环热效率的计算 一般很小，占0.81%，,12,朗肯循环,与卡诺循环比较,s,T,6,4,2,1,10,9,8,7,5,3,q,2,相同；,q,1卡诺,q,1朗肯,卡诺,朗肯,；,等温吸热,41,难实现,11,点,x,太小,不利于汽机强度；,12,-,9,两相区难压缩；,w,net,卡诺,小,卡诺,朗肯,；,w,net,卡诺,w,net,朗肯,11,12,对比同温限,123,4,对比,56,78,对比,9-10-11-12,朗肯循环与卡诺循环比较sT64211098753 q2相,13,s,p,1,t,1,p,2,6,5,4,3,2,1,如何提高朗,肯循环,的热效率,影响热效率的参数？,T,sp1,t1,p2654321如何提高朗肯循环的热效率影,14,s,T,6,5,4,3,2,1,蒸汽初压对朗,肯循环,热效率的影响,t,1,p,2,不变,，p,1,优点：,，,汽轮机出口尺寸小,缺点：,对强度要求高,不利于汽轮机安全。一般要求出口干度大于0.85 0.88,sT654321蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响t1,p2,15,s,T,6,5,4,3,2,1,蒸汽初温对朗,肯循环,热效率的影响,优点：,，,有利于汽机安全。,缺点：,对耐热及强度要求高，目前最高初温一般在,550,左右,汽机出口尺寸大,p,1,p,2,不变,，t,1,sT654321蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响优点：缺点：p,16,s,T,6,5,4,3,2,1,乏汽压力,对朗,肯循环,热效率的影响,优点：,缺点：,受环境温度限制，现在大型机组,p,2,为,0.00350.005MPa,，相应的饱和温度约为,27 33,，已接近事实上可能达到的最低限度。冬天热效率高,p,1,t,1,不变,，p,2,sT654321乏汽压力对朗肯循环热效率的影响优点：缺点：p,17,T,s,6,5,4,3,1,b,10,-2,蒸汽再热循环,(reheat),Ts65431b10-2 蒸汽再热循环(reheat),18,T,s,6,5,4,3,1,b,蒸汽再热循环的,热效率,再热循环本身,不一定,提高循环热效率,与再热压力有关,x,2,降低,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,23.5,。,Ts65431b蒸汽再热循环的热效率 再热循环本身不一定,19,蒸汽再热循环的实践,再热压力,p,b,=,p,a,0.2,0.3,p,1,p,1,13.5MPa,，一次,再热,超临界机组，,t,1,600,，,p,1,25MPa,，二次,再热,蒸汽再热循环的实践 再热压力 pb=pa0.20,20,T,s,6,5,4,3,1,b,蒸汽再热循环的,定量计算,吸热量：,放热量：,净功（忽略泵功）：,热效率：,Ts65431b蒸汽再热循环的定量计算吸热量：放热量：净功（,21,蒸汽再热,循环实体照片,蒸汽再热循环实体照片,22,10,-3,蒸汽回热循环,(regenerative),抽汽,去凝汽器,冷凝水,表面式回热器,抽汽,冷凝水,给水,混合式回热器,抽汽式回热,10-3 蒸汽回热循环(regenerative)抽汽,23,蒸汽,抽汽,回热循环,(1-,)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,a,kg,4,(1-,)kg,5,1kg,由于,T,-,s,图上各点质量不同，面积不再直接代表热和功,蒸汽抽汽回热循环(1-)kg kg65as43211k,24,抽汽,回热循环的抽汽量,计算,(1-,)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,a,kg,4,(1-,)kg,5,1kg,以混合式回热器为例,热一律,忽略泵功,抽汽回热循环的抽汽量计算(1-)kg kg65as43,25,抽汽,回热循环热效率的,计算,(1-,)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,吸热量：,放热量：,净功：,热效率：,抽汽回热循环热效率的计算(1-)kg kg65as43,26,为什么抽汽,回热热效率提高？,(1-,)kg,kg,6,5,a,s,4,3,2,1,1kg,T,教材,P.256,推导,简单朗肯循环：,物理意义,：,kg工质,100%,利用,1-,kg工质效率未变,为什么抽汽回热热效率提高？(1-)kg kg65as4,27,蒸汽,抽汽,回热循环的特点,小型火力发电厂回热级数一般为,13,级，中大型火力发电厂一般为,48,级。,优点,提高热效率,减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短,减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面,可兼作除氧器,缺点,循环比功减小，汽耗率增加,增加设备复杂性,回热器投资,缺点,蒸汽抽汽回热循环的特点小型火力发电厂回热级数一般为13级，,28,提高循环热效率的途径,改变循环参数,提高初温度,提高初压力,降低乏汽压力,改变循环形式,回热循环,再热循环,改变循环形式,热电联产,燃气-蒸汽联合循环,新型动力循环,IGCC,PFBC-CC,.,提高循环热效率的途径改变循环参数提高初温度提高初压力降低乏汽,29,10,-4,热电联产(供)循环,用发电厂作了功的蒸汽的余热来满足热用户的需要，这种作法称为,热电联(产)供,。,背压式机组(,背压0.1MPa,),热用户为什么要用换热器而不直接用热力循环的水？,10-4 热电联产(供)循环用发电厂作了功的蒸汽的余热,30,背压式,热电联产(供)循环,背压式,缺点,：,热电互相影响,供热参数单一,清华北门外,2,台,背压式,，,5000kW,电负荷,背压式热电联产(供)循环背压式缺点：清华北门外2台背压式，,31,抽汽调节式,热电联产(供)循环,抽汽式热电联供循环,可以自动调节热、电供应比例，以满足不同用户的需要。,抽汽调节式热电联产(供)循环 抽汽式热电联供循环,可,32,热电联产(供)循环,的经济性评价,只采用热效率 显然不够全面,能量利用系数,，但未考虑热和电的品位不同,Ex,经济学评价,热电联产、集中供热是发展方向，经济环保,热电联产(供)循环的经济性评价 只采用热效率,33,