动力循环、热效率计算及提高热效率的方法和途径.ppt

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,*,动力循环、,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 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,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,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,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,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,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,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：,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,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,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,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,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,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,0.00350.005,MPa,，,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,T,s,6,5,4,3,1,b,10,-2,蒸汽再热循环,(reheat),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,。,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,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：,蒸汽再热,循环实体照片,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,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,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：,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,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,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,.,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？,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,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。,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,