湖南大學(xué) 工程熱力學(xué) 第十一章 蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置課件

第十一章

蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置StreamPowerCycle分類（按工質(zhì)）：熱機(jī)定義：將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的設(shè)備蒸汽動(dòng)力循環(huán)燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)（內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等）（蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)等）動(dòng)力循環(huán)：熱機(jī)的工作循環(huán).蒸汽動(dòng)力裝置系統(tǒng)簡(jiǎn)圖汽輪機(jī)冷凝器發(fā)電機(jī)水泵鍋爐蒸汽機(jī)簡(jiǎn)易圖鍋爐飛輪滑動(dòng)閥活塞汽缸蒸汽50年代蒸汽機(jī)車汽輪機(jī)示意圖汽輪機(jī)

給水泵

冷凝器

蒸汽

冷水

汽輪機(jī)低壓缸汽輪機(jī)高壓缸一、工質(zhì)為水蒸氣的卡諾循環(huán)sT12643P1W0nmOP2578在相同范圍內(nèi)卡諾循環(huán)的熱效率最高氣體工質(zhì)的定溫加熱與放熱難于進(jìn)行，且功不大水蒸氣汽化與凝結(jié)時(shí)既定壓又定溫，功大實(shí)際氣體不采用卡諾循環(huán)8-5難于實(shí)現(xiàn)；V8>>v5需用比水泵大得多的壓縮機(jī)；循環(huán)局限于飽和區(qū)，熱效率不高；膨脹末期濕空氣，不利于動(dòng)力機(jī)安全；實(shí)際蒸汽動(dòng)力循環(huán)均以朗肯循環(huán)為基礎(chǔ)二、朗肯循環(huán)及其熱效率1523鍋爐過(guò)熱器汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)冷凝器給水泵冷卻水朗肯循環(huán)工作原理朗肯循環(huán)可理想化為兩個(gè)定壓過(guò)程、兩個(gè)定熵過(guò)程.W015432vp3’-4-5-1：水定壓加熱變?yōu)檫^(guò)熱水蒸氣1-2：過(guò)熱水蒸氣在汽輪機(jī)內(nèi)定熵膨脹2-3：濕蒸汽在冷凝器內(nèi)定壓冷卻3-3’：凝結(jié)水在水泵中的定熵壓縮sT12543P1W0670P21523鍋爐過(guò)熱器汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)冷凝器給水泵冷卻水3’4

水的壓縮性很小，經(jīng)過(guò)水泵絕熱壓縮后溫度升高極小，認(rèn)為點(diǎn)與點(diǎn)3重合，

-4與下界限3-4重合。T-s圖sT12543P1W0670P2sT12543P1W0670P2q1wspwstq215432shh-s圖

sT12543P1W0670P2整個(gè)裝置為熱力系統(tǒng)，有三、蒸汽參數(shù)對(duì)熱效率的影響提高卡諾循環(huán)熱效率途徑

朗肯循環(huán)工質(zhì)吸熱溫度變化，于是引入平均吸熱溫度

以一個(gè)等效的卡諾循環(huán)代替朗肯循環(huán)等效卡諾循環(huán)熱效率：1.提高平均吸熱溫度的直接方法是提高蒸汽壓力和溫度sT12354有利：乏汽比容，設(shè)備體積

;不利：乏汽濕度，腐蝕汽輪機(jī)最后幾級(jí)葉片；不利汽輪機(jī)的安全運(yùn)行.有利：乏汽干度12354Ts目前大容量蒸汽動(dòng)力裝置，其初參數(shù)都是高溫、高壓的；發(fā)電機(jī)組初壓普遍為亞臨界壓力，甚至為超臨界壓力。不利：比容設(shè)備，設(shè)備體積材料要求高.11-2再熱循環(huán)Reheat

Cycle再熱目的：

克服汽輪機(jī)尾部蒸汽濕度太大的危害：熱效率腐蝕153過(guò)熱器冷凝器給水泵再熱器6再熱循環(huán)也是提高熱效率的途徑之一3%左右

11-3回?zé)嵫h(huán)Extractingcycle抽汽回?zé)嵫h(huán)工作循環(huán)圖23鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)冷凝器水泵1冷卻水1水泵2水泵3一號(hào)回?zé)崞鞫?hào)回?zé)崞鬟^(guò)熱器8679在回?zé)崞鲀?nèi)先后與兩次抽汽混合加熱每次加熱終了水溫達(dá)到相應(yīng)的抽汽壓力下的飽和溫度利用膨脹作了功的蒸汽預(yù)熱鍋爐給水，以提高熱效率抽汽回?zé)嵫h(huán)目的工作循環(huán)圖23鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)水泵11水泵2水泵3一號(hào)回?zé)崞鞫?hào)回?zé)崞鬟^(guò)熱器867912354Ts6879T-s圖回?zé)岢槠省⒌挠?jì)算，根據(jù)凝結(jié)水被加熱到抽汽壓力下的飽和溫度的原則，由質(zhì)量守恒和能量平衡式來(lái)確定。以二號(hào)回?zé)崞鳛榭刂企wh6、h8

是第一、第二次抽汽的焓；h7、h9

是第一、第二次抽汽壓力下的飽和水的焓；h3

是乏汽壓力下的凝結(jié)水的焓以一號(hào)回?zé)崞鳛榭刂企w12354Ts6879二級(jí)回?zé)嵫h(huán)的熱效率：理論上抽汽級(jí)數(shù)越多，最佳水溫越好，平均吸熱溫度越高，熱效率也越高；