朗肯循环课件.pptx

1、本章基本要求熟练掌握水蒸气朗肯循环、回热循环、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。计算及提高热效率的方法和途径。第1页/共30页本 章 重 点1 1、熟悉朗肯循环图示与计算2、朗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、回热原理及计算第2页/共30页动力循环研究目的和分类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

2、效率第3页/共30页 四个主要装置：锅炉 汽轮机 凝汽器 给水泵10-1 朗肯循环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第4页/共30页水蒸气动力循环系统的简化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1234简化（理想化）：12 汽轮机 s 膨胀23 凝汽器 p 放热34 给水泵 s 压缩41 锅炉 p 吸热第5页/共30页1342pv郎肯循环郎肯循环pv图图12 汽轮机 s 膨胀23 凝汽器 p 放热34 给水泵 s 压缩41 锅炉 p 吸热第6页/共30页4321Tshs1324郎肯循环郎肯循环Ts和和hs图图12 汽轮机 s 膨胀23 凝汽器 p 放

3、热34 给水泵 s 压缩41 锅炉 p 吸热第7页/共30页hs1324郎肯循环功和热的郎肯循环功和热的计算计算 汽轮机作功：2121,hhws凝汽器中的定压放热量：322hhq水泵绝热压缩耗功：3443,hhws锅炉中的定压吸热量：411hhq第8页/共30页hs1324郎肯循环热效率的郎肯循环热效率的计算计算,1 2,3 4nett11sswwwqq一般很小，占0.81%，忽略泵功 1213thhhh第9页/共30页sp1,t1,p2654321如何提高朗如何提高朗肯循环肯循环的热效率的热效率1213thhhh影 响 热 效 率的参数？T第10页/共30页sT654321蒸汽初压对朗蒸汽初

4、压对朗肯循环肯循环热效率的影响热效率的影响t1,p2不变，p1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 4 5 6 1 22x1Tt2v第11页/共30页sT654321蒸汽初温对朗蒸汽初温对朗肯循环肯循环热效率的影响热效率的影响优点：，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p1,p2不变，t1 1 22xt1T2v第12页/共30页sT654321乏汽压力乏汽压力对朗对朗肯循环肯循环热效率的影响热效率的影响优点：缺点：受环境温度限制，现在大型机组p2为0.00350.005MPa，相应

5、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p1,t1不变，p22Tt 2 3 4第13页/共30页Ts65431ba210-2 蒸汽再热循环蒸汽再热循环(reheat)1234再热ba第14页/共30页Ts65431ba2蒸汽再热循环的蒸汽再热循环的热效率热效率 再热循环本身不一定提高循环热效率 与再热压力有关x2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 2 23.53.5。第15页/共30页蒸汽再热循环的实践蒸汽再热循环的实践 再热压力 pb=pa 0.20.3p1 p113.5MPa，一次再热 超临界机组，t1600，p125

6、MPa，二次再热第16页/共30页Ts65431ba2蒸汽再热循环的蒸汽再热循环的定量计算定量计算吸热量：114abqhhhh放热量：223qhh净功（忽略泵功）：net12bawhhhh热效率：net12t,RH114()()()()baabwhhhhqhhhh第17页/共30页蒸汽再热蒸汽再热循环实体照片循环实体照片第18页/共30页10-3 蒸汽回热循环蒸汽回热循环(regenerative)12361kga45kg(1-)kg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第19页/共30页蒸汽蒸汽抽汽抽汽回热循环回热循环(1-)kg kg65as43211kgT12

7、361kga45kg(1-)kga kg4(1-)kg51kg由于T-s图上各点质量不同，面积不再直接代表热和功第20页/共30页抽汽抽汽回热循环的抽汽量回热循环的抽汽量计算计算(1-)kg kg65as43211kgTa kg4(1-)kg51kg以混合式回热器为例热一律a4511hhh 忽略泵功54a4hhhha2a2hhhh第21页/共30页抽汽抽汽回热循环热效率的回热循环热效率的计算计算(1-)kg kg65as43211kgT吸热量：放热量：1,RG151aqhhhh2,RG221qhhRG1aa21whhhh净功：热效率：1aa2t,RG1a1hhhhhh第22页/共30页为什么抽

8、汽为什么抽汽回热热效率提高？回热热效率提高？(1-)kg kg65as43211kgT22t,RG121a11hhhhhh 推导得出22t121hhhh 简单朗肯循环：1a01hht,RGt物理意义：kgkg工质100%利用 1-1-kg kg工质效率未变第23页/共30页蒸汽蒸汽抽汽抽汽回热循环的特点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l 提高热效率l 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短l 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面l 可兼作除氧器缺点l 循环比功减小，汽耗率增加l 增加设备复杂性l 回热器投资缺点第24页/共30页提高循环热效率的途径提

9、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IGCCPFBC-CC.第25页/共30页10-4 热电联产热电联产(供供)循环循环1234给水泵热用户汽轮机过热器锅炉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热电联(产产)供供。背压式机组(背压背压0.1MPa)热用户为什么要用换热器而不直接用热力循环的水？第26页/共30页背压式背压式热电联产热电联产(供供)循环循环1234给水泵热用户汽轮机过热器锅炉背压式缺点：热电互相影响 供热参数单一清华北门外2 2台背压式，5000kW5000kW电负荷第27页/共30页抽汽调节式抽汽调节式热电联产热电联产(供供)循环循环过热器汽轮机发电机锅炉冷却水冷凝器加热器水泵 1水泵 2调节阀 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。第28页/共30页热电联产热电联产(供供)循环循环的经济性评价的经济性评价net1qwKq供热已被利用的能量工质从热源得到的能量nett1wq 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，经济环保第29页/共30页感谢观看！第30页/共30页