第6章 热力循环-2007级.ppt

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1、第六章热力循环哈尔滨第三发电厂火电厂系统图蒸汽动力循环系统的简化四个主要设备：锅炉汽轮机凝汽器给水泵锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器1234动画演示§6.1蒸汽卡诺循环1、理论上可以实现2、实际中无法采用原因：（1）受临界温度限制，T1不高，故η并不高sT4231T1T2Tc（2）3-4：压缩汽水混合物困难。（3）2点：湿度太大，侵蚀汽轮机叶片。§6.2朗肯循环锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器1234将卡诺循环的2个定温过程改为定压过程：4321Ts56一、工作原理过热器6二、朗肯循环热效率汽轮机作功：凝汽器定压放热量：水泵绝热

2、压缩耗功：锅炉中吸热量：一般很小，占0.8~1%，忽略泵功4321Ts56q1q2w3-4w1-2用平均吸、放热温度表示的朗肯循环热效率3(4)21Ts56q1q2w三、蒸汽参数对热效率的影响1、蒸汽初压的影响t1,p2不变，p1不利之处：对强度要求高x2:不利于汽轮机安全。一般要求出口干度大于0.85~0.88sT64321T1好处：，汽机出口尺寸2、蒸汽初温的影响p1,p2不变，t1sT654312好处：：有利于汽机安全不利之处：对耐热及强度要求高，目前最高初温：~550℃v2：汽机出口尺寸3、乏汽压力（背压）的影响

3、影响：限制：环境温度现在大型机组的p2为0.0035~0.005MPa，相应的ts为27~33℃，已达最低限度。p1,t1不变，p2sT654312四、实际循环1、实际循环：实际蒸汽动力循环中，各过程都是不可逆的，以汽轮机为例：sT6543212actsh2p12act1p2h0h2act2、实际循环的热效率sh2p12act1p2h0hact(1)相对内效率：(2)循环内效率：3、其它性能参数轴承摩擦损失，用机械效率m表示，则汽轮机输出的有效功（轴功）：有效功率：，D为蒸汽耗量理想输出轴功率：理想耗汽率：有效

4、功耗汽率：例1[例1]我国300MW汽轮发电机组：新蒸汽p1=17MPa，t1=550℃，汽轮机背压p2=5kPa。求：汽轮机wT、给水泵wP、循环热效率ηt、和理论耗汽率d0（1）按朗肯循环，（2）实际循环，汽轮机相对内效率为0.9。[解]思路：（1）在h-s图上，画出汽轮机过程线；（2）确定各设备进出口状态，利用图表查出所需参数，本题：hsh2p12act1p2h0h2act4321Ts进口p1,t1，查出h1;出口：从1点做垂线交p2于2点，查出h2，x2实际出口：沿p2线往上量取h=(1-0.9)h0找到

5、2act点，查出h2act汽轮机：水泵：进口3：饱和水，p2→饱和水和h3和s3出口4：过冷水，p4=p1和s3查出h4（1）按朗肯循环sh2p12act1p2h0h2act汽轮机：wT=h1-h2=1448kJ/kg给水泵：wP=h4-h3=17.1kJ/kg水在锅炉中吸热：q1=h1-h4=3271.2kJ/kg循环热效率：ηt=wnet/q1=(h1-h2-wP)/q1=0.442理论耗汽率：d0=1/(h1-h2)=6.84×10-7kg/J（2）按实际循环汽轮机相对内效率为0.9:计算同上，只要把h2换成h

6、2act即可。讨论：若忽略水泵功：ηt=wnet/q1=(h1-h2)/q1=0.445，误差很小。sh2p12act1p2h0h2act朗肯循环存在的问题1、提高P1可以提高热效率，但x2下降对汽轮机不利，限制了P1的提高；2、定压吸、放热的传热温差大，导致朗肯循环的热效率不高。§6.3朗肯循环的改进Ts65431b1、蒸汽再热循环(reheat)再热循环汽轮机再热循环的计算吸热量：放热量：净功（忽略泵功）：热效率：结果：（1）再热使t提高；（2）x2Ts6531b2a说明：选择合适的再热压力，一次中间再热可使

7、热效率提高2％～5％排汽干度x2提高，为提高初压创造了条件再热压力pb=pa0.2~0.3p1我国100~300MW机组：p1>13.5MPa，采用一次再热。超临界机组，t1>600℃，p1>25MPa，采用二次再热p1<10MPa，一般不采用再热。[例2]已知新蒸汽p1，t1，汽轮机排汽背压p2，再热压力pb。求：循环ηt、终湿度，并与朗肯循环比较。p1，t1确定点1→h1，s1pb，s1确定点b→hbpb，ta=t1确定点a→ha,Sap2，Sa确定点2→x2由p2查饱和水h→h3终湿度y2=1-x2Ts6

8、531b2a2、回热循环(regenerative)抽汽去凝汽器冷凝水表面式：抽汽冷凝水给水混合式回热器：回热循环动画演示回热器回热循环计算(1-)kgkg65as43211kgTkga4(1-)kg51kg忽略泵功：h4=h3(1-)kgkg65as3(4)211kgT净功：吸热量：511hhq-=热效