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第十章 蒸汽动力装置循环

第十章 蒸汽动力装置循环. 10-1 简单蒸汽动力装置循环 — 朗肯循环. 一、概述. 蒸汽及蒸汽动力装置 1 ）蒸汽是历史上 最早广泛 使用的工质， 19 世纪后期 蒸汽动力装置的大量使用，促使生产力飞速发展， 促使资本主义诞生。 2 ）目前世界约 75% 电力 、 国内 78% 电力 来自火电厂，绝大部分来自蒸汽动力。 3 ）蒸汽动力装置可利用 各种燃料 。 4 ）蒸汽是 无污染、价廉、易得 的工质。. 二、朗肯循环 (Rankine cycle). 1. 水蒸气的卡诺循环. 水蒸气卡诺循环有可能实现 ，但： 1 ）温限小 2 ）膨胀末端 x 太小

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第十章 蒸汽动力装置循环

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Presentation Transcript

  1. 第十章 蒸汽动力装置循环

  2. 10-1 简单蒸汽动力装置循环—朗肯循环 一、概述 蒸汽及蒸汽动力装置 1）蒸汽是历史上最早广泛使用的工质，19世纪后期 蒸汽动力装置的大量使用，促使生产力飞速发展， 促使资本主义诞生。 2）目前世界约75%电力、国内78%电力来自火电厂，绝大部分来自蒸汽动力。 3）蒸汽动力装置可利用各种燃料。 4）蒸汽是无污染、价廉、易得的工质。

  3. 二、朗肯循环 (Rankine cycle) 1. 水蒸气的卡诺循环 水蒸气卡诺循环有可能实现，但： 1）温限小 2）膨胀末端x太小 3）压缩两相物质的困难 实际并不实行 卡诺循环

  4. 2. 水蒸气朗肯循环 1）流程图 2）p-v，T-s图

  5. 3）朗肯循环的热效率

  6. 若忽略水泵功，同时近似取h4h3，则 4）耗汽率及耗汽量 理想耗汽率d0 —装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量 耗汽量

  7. 三、初参数对朗肯循环热效率的影响 1. 初温t1 或 循环1t2t3561t =循环123561+循环11t2t21

  8. 2. 初压力 p1 但 x2下降且 p太高造成强度问题

  9. 3. 背压 p2 但受制于环境温度，不能任意降低 同时，x2下降 。

  10. 四、有摩阻的实际朗肯循环 1. T-s图及h-s图 忽略水泵功：

  11. 2. 不可逆性衡量 a）汽轮机内部相对效率ηT（简称汽机效率） 近代大功率汽轮机ηT 在0.92左右 h2act的确定方法： 运行中，测出 p2 及 x2，按 h2= x2h″+ (1-x2)h′ 设计中，选定ηT 按 （h1–h2—理想绝热焓降

  12. b）装置内部热效率（internal thermal efficiency） 忽略水泵功： 考虑机械损失 c）装置有效热效率ηe Pe—有效轴功率ηm—机械效率 3.实际内部耗汽率di和耗汽量Di 实际内部功率

  13. 10-2 再热循环（reheat cycle） 一、设备流程及T-s图

  14. 二、再热对循环效率的影响 忽略泵功： ηt 其他影响：x末上升（根本目的）； d0下降； 复杂化，投资上升。

  15. 10-3 回热循环（regenerative cycle） 一、抽汽回热循环 回热器两种方式 混合式

  16. 间壁式

  17. 二、回热循环计算 1. 抽汽量 能量方程：

  18. 3. 循环热效率 讨论： 1）抽汽回热ηt 上升； 2）抽汽级数越多ηt 越高 ，若级数趋向无穷， ηt=1？

  19. 10-4 热电合供 一、背压式设备流程及T-s图 特点—发电量受热负荷制约。

  20. 二、抽汽凝汽式设备流程及T-s图 特点—热负荷变动对电能生产影响较小，热效率较背压机组高。

  21. 三、热量利用系数 循环热量利用系数 > 循环热效率 循环热量利用系数没有区分热能与电能的本质差别； 循环热效率没考虑低温热能的可利用性 热电厂热量利用系数

  22. 10-5 燃气-蒸汽联合循环 燃-蒸联合循环 燃气-蒸汽联合循环型式之一 （无补燃） 燃气-蒸汽联合循环型式之二 （补燃式）

  23. 燃气-蒸汽联合循环型式之三——热电合供

  24. 在郎肯循环中，蒸汽的初压为13.5MPa，初温为550 oC。乏汽压力p2=0.004MPa，求循环净功，加热量和热效率。已知1点的参数为：h1=3464.5kJ/kg，s1=6.5851kJ/kg。2点的参数为：h2’=121.3kJ/kg，h2”=2553.45kJ/kg，s2’=0.4221kJ/(kgK)，s2”=8.4725kJ/(kgK)。

  25. 有一水蒸汽抽汽回热循环，汽轮机入口的压力为3MPa，温度为600℃，汽轮机出口压力为0.005MPa，抽汽压力为0.5MPa，抽汽时蒸汽处在过热状态，循环为可逆循环。求：（1）画出T—s图；（2）抽汽量α、1kg蒸汽对外做功量和热效率。 饱和水和蒸汽参数表 过热蒸汽表

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