發(fā)電廠蒸汽動(dòng)力循環(huán)示意圖

1、發(fā)電廠遠(yuǎn)景圖第十一章 蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置教學(xué)目標(biāo)：使學(xué)生掌握蒸汽動(dòng)力循環(huán)及其計(jì)算方法。知識(shí)點(diǎn)：蒸汽動(dòng)力基本循環(huán)；朗肯循環(huán)；回?zé)嵫h(huán)與再熱循環(huán)；熱電循環(huán)；蒸汽燃?xì)饴?lián)合循環(huán)。重 點(diǎn)：回?zé)嵫h(huán)、再熱循環(huán)以及熱電循環(huán)的組成、熱效率計(jì)算及提高熱效率的方法和途徑。難 點(diǎn)：回?zé)嵫h(huán)與再熱循環(huán)計(jì)算，提高循環(huán)熱效率的途徑和計(jì)算方法?；痣姀S生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)介汽包鍋爐，開式循環(huán)系統(tǒng)1223344psvT飽和蒸汽的卡諾循環(huán)飽和蒸汽的卡諾循環(huán)11-1 簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)朗肯循環(huán)一、工質(zhì)為水蒸汽的卡諾循環(huán)1、朗肯循環(huán)的組成 定壓吸熱、定熵膨脹、定壓放熱、定熵壓縮二、朗肯循環(huán)及其熱效率 PumpCondenserBoilerTu

2、rbineWturb,outqoutqinWpump,in簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力裝置流程圖朗肯循環(huán)在T-S圖和p-v圖中的表示sT1234pv1234hs朗肯循環(huán)在h-s圖上的表示sT2、朗肯循環(huán)的計(jì)算吸 熱 量放 熱 量循環(huán)熱效率吸熱平均溫度放熱平均溫度循環(huán)熱效率汽 耗 率 汽耗率：每生產(chǎn)kW.h （3600kJ）的功 所消耗的蒸汽量。234例1 已知朗肯循環(huán)的初壓p1=5MPa,初溫t1=500，乏汽壓力 p2=5kPa，試求該循環(huán)的平均吸熱溫度、循環(huán)熱效率及乏 汽干度。解 查水蒸氣表 由p1=5MPa,t1=500查得p2=5kPa=0.005MPa時(shí)計(jì)算乏汽的干度乏汽的焓sT234查表得吸熱量放

3、熱量熵變量吸熱平均溫度放熱平均溫度吸熱量放熱量吸熱平均溫度熱效率放熱平均溫度熱 效 率0 300 350 400 450 500 550t%35363738394032145T1T11、蒸汽初溫對(duì)循環(huán)熱效率的影響sT初溫 t蒸汽初溫對(duì)循環(huán)熱效率的影響 三、蒸汽參數(shù)對(duì)熱效率的影響5505004003500.480.440.400.36s325411TT1T0 3 6 9 12 15 18 21初壓p1 MPa2、蒸汽初壓對(duì)循環(huán)熱效率的影響蒸汽初壓對(duì)循環(huán)熱效率的影響2 4 6 8 10 12 14 16 18 200.400.410.420.430.440.450.460.470.48p2 kPa

4、14532ss1s3s3T0T1T3、背壓對(duì)循環(huán)熱效率的影響t蒸汽參數(shù)的影響歸納如下: (1)提高蒸汽初參數(shù) p1，t1,可以提高循環(huán)熱效率（蒸汽溫度提高50 ，循環(huán)效率提高2個(gè)百分點(diǎn)）現(xiàn)代蒸汽動(dòng)力循環(huán)朝著高參數(shù)方向發(fā)展。我國(guó)目前采用的亞臨界機(jī)組參數(shù)見(jiàn)表11.1。低參數(shù) 中參數(shù) 高參數(shù) 超高參數(shù) 亞臨界參數(shù)初壓/MPa初溫/發(fā)電功率/MW1.3 3.5 9.0 13.5 16.5340 435 535 550, 535 550, 5351.53 625 50100 125, 200 200, 300, 600表11.1 亞臨界及以下參數(shù)的機(jī)組(汽輪機(jī)進(jìn)口參數(shù))表11.2 超臨界參數(shù)機(jī)組(鍋爐出

5、口參數(shù))機(jī)組類型蒸汽壓力MPa蒸汽溫度電廠效率%供電煤耗g/kWh亞臨界機(jī)組17.0540/54038324超臨界機(jī)組25.5567/56741300高溫超臨界25.0600/60044278超超臨界機(jī)組30.0600/600/60048256高溫超超臨界30.070057215我國(guó)超臨界機(jī)組的參數(shù)尚未形成標(biāo)準(zhǔn)系列。注：臨界壓力：22.12 MPa, 臨界溫度：374.15 第一臺(tái)試驗(yàn)性超臨界125MW機(jī)組（31 MPa,621/566/538）,1957年在美國(guó)投運(yùn)。 第二臺(tái)超臨界325MW機(jī)組（34.4 MPa,649/566/566）,1959年在美國(guó)投運(yùn)。參數(shù)年代20世紀(jì)初期30年代4

6、0年代50年代60年代90年代20052015蒸汽溫度250370400430480500500535538566538566566593610613700720蒸汽壓力Mpa0.81.01.53.03.08.0814亞臨界亞臨界超臨界33.540再熱次數(shù)一次二次二次二次表11.3 國(guó)外火電機(jī)組蒸汽參數(shù)的發(fā)展表11.4 部分超臨界機(jī)組經(jīng)濟(jì)性舉例電廠 項(xiàng)目蒸汽參數(shù)機(jī)組效率,%投運(yùn)年份丹麥Vesk電廠407 MW25.1 MPa,560/56045.31992法國(guó)STAUDINGE廠550 MW25 MPa,540/56042.51992德國(guó)ROSTOCK電廠559 MW25 MPa,540/56

7、042.51994韓國(guó)500 MW24 MPa,538/53841石洞口二廠600 MW24.2 MPa,538/56641.091992日本松蒲電廠1000 MW25.2 MPa,598/596441997丹麥Nordjylland電廠 410 MW28.5 MPa,580/580/580471998西門子設(shè)計(jì)400-1000 MW27.5 MPa,589/600451999歐洲Future 33.5 MPa,610/630502005歐洲Future 40.0 MPa,700/72052-552015平圩電廠600 MW ( 亞臨界)17 MPa,537/53736.91989 (2)降低

8、乏氣壓力可以提高循環(huán)熱效率(乏氣壓力每降低2kPa,循環(huán)效率提高1個(gè)百分點(diǎn))。但乏氣壓力受環(huán)境溫度限制。目前火力發(fā)電廠一般在0.004MPa0.006MPa的乏氣壓力下運(yùn)行。四、有摩阻的實(shí)際循環(huán)吸熱量放熱量汽輪機(jī)作功水泵耗功循環(huán)熱效率循環(huán)凈功234sT汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率水泵的相對(duì)內(nèi)效率五、實(shí)際循環(huán)的計(jì)算234sT已知求關(guān)鍵：得到因所以157H.PL.P893一、蒸汽再熱循環(huán)BoilerReheaterLow-P turbineHigh-P turbinePumpCondenserqinqout蒸汽再熱循環(huán)系統(tǒng)示意圖wturb,outwpump,in蒸汽再熱循環(huán)系統(tǒng)示意圖11-2 再熱循環(huán)165

9、4322sT16522hh6h1h5h2h2p1p RHp2x2x9x=1st1蒸汽再熱循環(huán)的T-s圖和h-s圖二、蒸汽再熱循環(huán)在T-s圖和p-v圖中表示三、再熱循環(huán)分析 忽略水泵消耗功， 循環(huán)作功：循環(huán)熱效率：16432sT四、再熱壓力對(duì)循環(huán)熱效率大小的影響T15T2再熱壓力對(duì)循環(huán)熱效率大小的影響12A4TsA153一、回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)示流程圖和T-s圖BoilerTurbinePumpCondenserOpenFWHFWH=Feedwater heaterqinqout43665Pump1kgkgkgwturb,out11-3 回?zé)嵫h(huán)回?zé)崞鞯哪芰糠治瞿Ｐ蚈penFWH能量平衡方程抽汽量回?zé)崞?/p>

10、的能量分析模型124Ts3651kgkgkg吸熱量放熱量汽輪機(jī)作功水泵耗功循環(huán)熱效率二、回?zé)嵫h(huán)的計(jì)算循環(huán)凈功分級(jí)(二級(jí))抽汽回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)示意圖 kg(1-1)kg2kg1kg1kgh02h02h2h2h01h011kgTurbineCondenserqinqoutGeneratorElectricityBoiler PumpPumpPumpOpen FWHOpen FWHh10102215Tsp1p01p02p2第一、二級(jí)回?zé)崞鞯哪芰糠治瞿Ｐ蚈penFWHOpenFWH1234背壓式汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán)UserBoilerTurbinePumpqinqoutGeneratorElectrici

11、tyHeat exchanger11-4 熱電合供循環(huán)抽汽調(diào)節(jié)式熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)圖TurbineBoilerPumpPumpGeneratorElectricityOpenFWHCondenserqinqoutRegulator valveHeat exchangerUser機(jī)組循環(huán)系統(tǒng)總圖示意圖11.33MPa,536.42.10MPa,537.50.50MPa,346254.535.7401.00.47MPa,349.66.53kP5.52kP11-5 燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)技術(shù)效率高：E級(jí)聯(lián)合循環(huán)效率5152 F級(jí)5557，H級(jí)達(dá)到60以上污染少：可將NOx排放控制在50mg/Nm3以內(nèi)啟動(dòng)快、適合調(diào)峰：燃機(jī)單循環(huán)可以在20分鐘內(nèi)帶滿負(fù)荷聯(lián)合循環(huán)可以在60分鐘內(nèi)帶滿負(fù)荷可以實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)、提高電網(wǎng)安全性自動(dòng)化程度高、人員配置少表11.5 當(dāng)代先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)性能 機(jī)型項(xiàng)目西屋501-ATSGE-MS7001HABB GT26西門子KWU燃?xì)獬鯗兀?510143012601190壓 比28233016.6簡(jiǎn)單循環(huán)凈出力,MW290265240簡(jiǎn)單循環(huán)