华电热力学第十一章pp解读

q0=3600/t=3600/0.4448=8093.5kJ/kW.h
b0=123/ t=123/0.4448=276.5g标煤/kW.h
§11-2 再热循环—reheat cycle;
再热即将从高压缸做功后排出的蒸汽引入锅炉再热器加热 升温，然后再进入中压缸做功。
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再热循环效率计算及再热对系统效率的影响 忽略泵功：
or 循环1t2t3561t =循环123561+循环11t2t21
t11 2 21 t123561
t t
t
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2.初压力p1
T 1 , T 2不变 t 但x2下降且p, T 2 t
但受制于环境温度，不能任意降低
蒸汽动力装置理想再热循环，机组功率为125MW，其新 汽参数为p1=12MPa、t1=520℃，再热压力为2MPa， 再热后的温度为520℃，乏汽压力为p2=10kPa，不计水 泵耗功。水的比热为4.1868 kJ/kg.C，求： （20分） （1）在T-s图上画出此再热循环； （2）画出此再热循环的设备简图； （3）循环热效率； （4）蒸汽流量（t/h）； （5）如果流经凝汽器的冷却水温度升高9℃，求冷却水的流 量（t/h）。
忽略泵功时
wnet,act wt ,Tact h1 h2act
例：我国生产的30万kW汽轮发电机组，其新蒸气压力和 温度分别为p1=17MPa、t1=550℃，汽轮机排汽压力 p2=5kPa。若按朗肯循环运行，求：（1）汽轮机所产生的 功；(2)水泵功；(3)循环热效率（4）若忽略泵功，其热效 率、理论汽耗率、热耗率、标煤耗率。 解： h1=3426kJ/kg h2=1963.5kJ/kg 查饱和水和饱和水蒸气表 p=5kPa时，v′=0.0010053m3/kg、 h′=137.22kJ/kg。
单位 g标煤/kWh
标煤指低位发热量为29308kJ/kg(7000kcal/kg)的煤
b0 3600
t
/ 29308
0.123
t
b0
kg标煤/kW.h
123
123
t
g标煤/kW.h
t
g / kWh
三.初参数对朗肯循环热效率的影响 1.初温t1
T 1 T 2不变
t
q1 h1 h4
wt , p wt ,T wnet wt ,T
若忽略泵功，并近似取h4h3， 则
h1 h2 h1 h2 t h1 h3 h1 h2'
d）汽耗率, 热耗率，煤耗率 理想汽耗率 d0 —工程上每输出1kWh所消耗的蒸汽质量kg
由于1kg蒸汽所产净功为 wnet kJ/kg
3600 d0 wnet
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热耗率 q0
工程上指每产生1kWh的功需要锅炉提供的热量, kJ/kW.h
由于1kg 蒸汽在锅炉中吸热量为 q1 ，发1kW.h需要d0 kg 蒸汽 则： q0=d0*q1 = 3600/（wnet/q1)=3600/t 标煤耗率 b0 (kJ/kW.h)
指每产生1kWh所需要的标煤耗量
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二.回热循环计算 1.抽汽量 能量方程：
1 h4 h01 h01' 0
忽略泵功
h4 h2'
h01' h2' h01 h2'
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3.循环热效率
wnet h1 h01 1 h01 h2
or wnet 1 h1 h2 h1 h01
Q1 h1 ha ' 1 1 h1' ha
Q2 1 1 2 h4 h3
3473 2872 3032.2kJ 3374 844.7 1 0.1633
1 0.1633 0.0972 2322 137.8 1615 .2kJ
ha ' hb ' 844.7 448.9 1 0.1633 ha hb' 2872 448.9
类似：
2 hb hb' 1 1 2 hb' h3
hb ' h3 448.9 137.8 2 1 1 1 0.1633 0.0972 hb h3 2816 137.8
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电厂鸟览图
锅炉
汽轮机车间图
汽轮机高压缸
汽轮机中压缸
汽轮机低压缸
蒸汽电厂示意图
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§11-1 简单蒸汽动力装置循环 —朗肯循环(Rankine cycle)
一.简介
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朗肯 W.J.M. Rankine，1820~1872年， 英国科学家。
1820 年 6月 5日出生于苏格兰的爱丁 堡。 1855 年被委任为格拉斯哥大学机 械工程教授。 1858 年出版《应用力学 手册》一书，是工程师和建筑师必备的 指南。 1859 年出版《蒸汽机和其它动 力机手册》，是第一本系统阐述蒸汽机 理论的经典著作。朗肯计算出一个热力 学循环 (后称为朗肯循环 )的热效率，被 作为是蒸汽动力发电厂性能的对比标准。 1872年12月24日于格拉斯哥逝世。
15tpttnetttwwww?若忽略泵功并近似取h4h3则21213121hhhhhhhht????d汽耗率热耗率煤耗率率理想汽耗率d0工程上每输出1kwh所消耗的蒸汽质量kg由于1kg为蒸汽所产净功为wnetkjkgnetwd36000工程上指每产生1kwh的功需要锅炉提供的热量kjkwh率热耗率q0由于1kg蒸汽在锅炉中吸热量为q1发发1kwh需要d0kg蒸汽则
q2 1 h2 h2' wnet h1 h01 1 h01 h2 t q1 h1 h01'
q1 h1 h01'

q2 1 h2 h2' t 1 1 q1 h1 h01'
讨论： a）抽汽回热，使得循环平均吸热温度提高，ηt上升 b）抽汽级数越多ηt越高
Q2 1615 .2 t 1 1 46.73% Q1 3032 .2
IP
N300-16.7/538/538型机组的发电厂原则性热力系统
§11-4 热电联产循环
背压式
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抽汽凝汽式
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燃料利用系数（系统总能利用率）：
We QH f Qf
电热比
We QH
汽 轮 机 理 想 动 力 装 置 ， 功 率 为 125MW ， 其 新 汽 参 数 为 p1=10Mpa、t1=500℃，再热压力为2Mpa,再热后的温度 为 500℃ ， 乏 汽 压 力 为 p2=10kPa ， 不 计 水 泵 耗 功 。 求 （20分） （1）在T-s图上画出此再热循环； （2）循环热效率； （3）蒸汽流量（kg/h） （4）理想汽耗率。
h1 3374kJ h1' 3473kJ h4 2322kJ
kg kg
ha 2872kJ hb 2816kJ h a ' 844.7 kJ
kg kg
kg kg hb ' 448.9 kJ h3 137.8 kJ kg kg
忽略水泵功：1 ha ha' 1 1 ha' hb'
p
2
6kPa, ts 36.17 C; p2 4kPa, ts 28.95 C
同时，x2下降
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讨论：我国幅员辽阔，四季温差大，对蒸汽发电 机组有什么 影响？
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四.有摩阻的实际朗肯循环 1.T-s图及h-s图
忽略水泵功： q1 h1 h3
不变
q 2 h2 act h2 '
wnet h1 h5 h6 h7
q1 h1 h3 h6 h5
wnet h1 h5 h6 h7 t q1 h1 h3 h6 h5
其他影响：x末上 升、d0下降；但 复杂化，投资上 升。
ηt
？
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§11-3
一.抽汽回热循环
回热循环
利用蒸汽加热进入锅炉的给水，以提高平均吸热温度。
wt ,T h1 h2 ? c p T1 T2
wt , p h4 h3
wnet h1 h2 h4 h3
q2 h2 h3 ? c p T2 T3
wnet q2 h1 h2 h4 h3 t 1 q1 q1 h1 h4 14
h4 h3 wp h2 wp 137.72kJ / kg 17.06kJ / kg 154.78kJ / kg
q1 h1 h4 3426 kJ / kg 154.78kJ / kg 3271 .22kJ / kg
h1 h2 wp wnet t q1 q1 3426 kJ / kg 1963 .5kJ / kg 17.06kJ / kg 0.4419 3271 .22kJ / kg
例：某再热 -回热循环，初压p1=10MPa，初温t1=500°c。第 一次抽汽压力 pa=p1=1.5MPa ，抽汽量 α1kg ，余下 (1-α1)kg ， 再热到500 °c。第二次抽汽压力pb=0.13MPa，若最终压力为 0.005MPa，试求循环理论热效率 (忽略泵功）。
解： 查h-s图及水和水蒸气热力性质表
工程热力学课件
华北电力大学（北京） 动力工程系
工程热物理教研室制作 2004年8月
第十一章 蒸汽动力装置循环
蒸汽及蒸汽动力装置(steam power plant) ：
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75%电力，国内70%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。
若略去水泵功，则
wnet h1 h2 3426kJ / kg 1963 .5kJ / kg t 0.4448 q1 h1 h2 3426kJ / kg 137.72kJ / kg
d0 3600 3600 3600 2.462(kg蒸汽/kW.h) wnet h1 h2 3426 1963.5
wP h4 h3 ( p4 p3 )v2 ( p1 p2 )v2
wT h1 h2 3426 kJ / kg 1963 .5kJ / kg 1448 kJ / kg
(17 106 Pa 5 103 Pa) 0.0010053 m3 / kg 17.06103 kJ / kg
二.朗肯循环 1.水蒸汽的卡诺循环
水蒸汽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； 所以，实际并不实行卡诺循环。
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2.朗肯循环 a）流程图
b）p-v，T-s及h-s图
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c）朗肯循环的热效率 wnet q2 t 1 q1 q1 wnet wt ,T wt , p
t
a) 汽轮机相对内效率ri
定义：汽轮机内蒸汽实际作功与理论功的比值。
实际功： 理论功：
wt ,Tact h1 h2act
wt h1 h2
ri
wt ,Tact wt h1 h2 act h1 h2
b) 实际循环内部功： 蒸汽在实际循环中作出的循环净功
wnet,act wt ,Tact wp,act