能源工程2講（3）：能源轉換與利用-熱力系統(tǒng)分析

1第2講

能量的轉換與儲存（3）熱力系統(tǒng)基本原理第一節(jié)蒸汽動力循環(huán)在電能中，80%以上是由燃料通過蒸汽動力循環(huán)轉換而來的。郎肯循環(huán)：2

：蒸汽在流經管路和閥門時的，由于阻力和散熱造成的溫降和壓降。

：絕熱膨脹對外作工。2-3：蒸汽冷凝。3-4：水泵加壓4-1：水在鍋爐中加熱蒸發(fā)。34由蒸汽圖表可確定各點的狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值。鍋爐：1kg燃料能產生的蒸汽量（kg）：56

蒸汽管路：7汽輪機：89凝汽器：10水泵：111213熱平衡計算結果入表-2所示。平衡計算結果入表-1所示。14表-115表-216如下圖所示。17如右圖18191)20左圖21下表

超臨界鍋爐指鍋爐內工質的壓力在臨界點以上的鍋爐。鍋爐內的工質都是水，水的臨界壓力是:22.115MPA374.15℃；在這個壓力和溫度時，水和蒸汽轉化汽化潛熱等于零，不存在兩相區(qū)，即水變成蒸汽是連續(xù)的，并以單相形式進行，就叫水的臨界點，爐內工質壓力低于這個壓力就叫亞臨界鍋爐，大于這個壓力就是超臨界鍋爐，目前，國內將工質壓力大于26MPa被稱為超超臨界鍋爐,準確的說應該叫高效超臨界鍋爐。22如下表232)24253）采用回熱循環(huán)2627282930燃氣-蒸汽聯(lián)合循環(huán)：上圖31如下圖所示。32熱電聯(lián)產：3334熱電聯(lián)產系統(tǒng)熱電分產系統(tǒng)3536373839

有機朗肯循環(huán)（OrganicRankineCycle，ORC）的基本原理與常規(guī)的朗肯循環(huán)類似。兩者最大的區(qū)別是有機朗肯循環(huán)的工質是低沸點、高蒸汽壓的有機工質，而不是水。40卡琳娜循環(huán)（KalinaCycle）是由AlexanderKalina于1983年提出，在有機朗肯循環(huán)的基礎上進行改進的一種熱力循環(huán)，該循環(huán)以氨-水混合物作為工質,由于工質相變的非等溫過程和循環(huán)過程中工質濃度的改變,使得循環(huán)在整體上與熱源和冷源有較好的換熱匹配關系。41氨-水混合物氨-水混合物物理特性既不同于純水，又不同于純氨。這兩種工質混合物的物理特性就像是一種全新的物質。它有下面四種基本特點：首先，氨-水混合物的沸點和凝結點溫度是不固定的。反之，純水和純氨的沸點和凝結溫度是固定的。其次，氨-水混合物的熱物理特性能隨氨濃度的改變而改變。反之，純水和純氨的物理特性卻是固定不變的。第三，氨-水混合物有一個在熱容量的不變化的情況下，混合物的溫度會升高或降低的熱物理特性。若沒有能量的變化，純水和純氨的溫度是不會改變的。42。6.9℃156℃44純水純氨4546與采用水蒸氣作工質的朗肯循環(huán)相比，卡琳娜循環(huán)具有以下特點：(1)卡琳娜循環(huán)比朗肯循環(huán)效率更高。由于氨在通常的冷卻水溫度下所對應的飽和壓力較高，有利于放熱溫度的進一步降低和消除空氣的泄漏，避免了因維持凝汽器高度真空而在系統(tǒng)設計和運行方面所帶來的困難。該機組的排汽壓力為0．146MPa，高于大氣壓力。(2)氨的臨界壓力在12MPa以下，因此，氨水混合物作為工質可在較高的吸熱溫度下降低于承壓部件的工作壓力，有利于鍋爐設備和管道系統(tǒng)的設計和運行，降低設備的投資。(3)調節(jié)工質混合的比例可改變汽機的排汽壓力和功率輸出，這是有別于