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燃煤电厂热力循环 热力学第二定律及其应用. 瓦特蒸汽机. 燃煤发电机组. 热力学第一定律的数学表达式及焓. 设一个封闭体系,在无外力场存在且整个体系是静止的情况下,从始态 A 变化到终态 B ,体系的热力学能增加了△ U (△ U=U B -U A ),吸收的热量为 Q ,得到的功为 W ,根据能量守恒原理,则有:. 对于等压过程,一般只做体积功,则有:.
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燃煤电厂热力循环 热力学第二定律及其应用
瓦特蒸汽机 燃煤发电机组
热力学第一定律的数学表达式及焓 设一个封闭体系,在无外力场存在且整个体系是静止的情况下,从始态A变化到终态B,体系的热力学能增加了△U(△U=UB-UA),吸收的热量为Q,得到的功为W,根据能量守恒原理,则有: 对于等压过程,一般只做体积功,则有: 对于1kg工质来说,进入系统的能量除了这1kg工质本身的内能外,还有这1kg工质从后面获得的推动功pv,因此1kg工质进入系统的总能量为u+pv,我们把u+pv定义为比焓即h=u+pv,等式两边都乘以质量m即H=U+pV,H就是焓。 定义焓为: 工程上常用的能量衡算公式:
卡诺循环及熵 熵定义: ηk=1-T2/T1 温-熵图 孤立系统的总熵变:△St≧0 可逆卡诺循环的温-熵图
热力学第二定律的常用表述 (1)有关热流方向的表述,常用的是Clausius的说法:热不可能自动地从低温物体传给高温物体。Clausius的说法指出了传热过程的不可逆性。 (2)有关循环过程的表述,常用的是Kelvin的说法:不可能从单一热源吸热使之完全变成有用功,而不引起其他方面的变化。Kelvin的说法指出了功转化为热过程的不可逆性。 (3)有关熵的表述,常用的是:孤立系统的熵只能增加,或者到达极限时保持恒定。其数学表达式为 △St≧0 式中,为孤立系统的总熵变。 Boltzmann把熵S和热力学概率Ω联系起来,数学表达式为 S=klnΩ 式中,k为Boltzmann常数。熵值较小的状态对应于比较 有序的状态,熵值较大的状态对应于比较无序的状态。
水蒸气特性 (定压加热过程) 蒸汽 加 热 汽水混合物 水
燃煤发电厂原理 煤和空气进入锅炉炉膛内燃烧放出热量,通过传热将锅炉内的水加热至过热蒸汽,蒸汽在汽轮机内膨胀做功推动汽轮机旋转运动,汽轮机通过连接轴带动发电机转子旋转,切割磁力线发电。蒸汽在汽轮机膨胀做功后的乏气在冷凝器中被冷凝成水,然后通过水泵压入锅炉内,开始再一次的循环。
可否采用卡诺循环 简单的蒸汽动力装置 T-S图上的卡诺循环 湿蒸汽所含饱和水较多将使透平发生浸蚀现象。水蒸气和水的混合物不能泵送锅炉。 ηc=1-TL/TH
朗肯循环 T-S图上的朗肯循环 第一个具有实践意义的水蒸气动力循环是朗肯循环,其与卡诺循环主要的区别有两点:其一是加热步骤1→2,水在气化后继续加热,使之成为过热蒸气,在透平中膨胀做功后不至于产生过多饱和水;其二冷凝步骤3→4进行完全的冷凝,使得进入水泵时全部是饱和液体水。
提高朗肯循环效率的途径 提高过热温度对热效率的影响 提高水蒸汽压力对热效率的影响
再热循环 再热循环及其在T-S图上的表示
丹麦Nordjyland电厂 吴泾热电厂 石洞口电厂
蒸汽参数和发电效率 机组的蒸汽参数是决定机组热经济性的重要因素。一般来说,压力在16.6~31.0MPa、温度在535℃~600℃的范围内,压力每提高1MPa,机组的热效率上升0.18%~0.29%;新蒸汽温度或再热蒸汽温度每提高10℃,机组的热效率就提高0.25%~0.3%;因此提高蒸汽参数是提高机组热效率的重要途径。 在超超临界机组参数范围的条件下,主蒸汽压力提高1MPa,机组的热耗率可下降0.13%~0.15%;主蒸汽温度每提高10℃,热耗率可下降0.25%~0.30%;再热蒸汽温度每提高10℃,热耗率可下降0.15%~0.20%。因此,提高蒸汽的温度对提高机组热效率更有益。如果增加再热次数,采用二次再热,则其热耗率可下降1.4%~1.6%。
电站锅炉过、再热器超温爆管原因分析及解决措施电站锅炉过、再热器超温爆管原因分析及解决措施
典型例子—350MW再热器结构 宝钢电厂 福州电厂 大连电厂
超温爆管的原因分析 流量偏差 烟温偏差