补充朗肯循环
朗肯循环
郎肯循环
11.2 朗肯循环11.2.1 工作过程最简单的水蒸气动力循环装置由锅炉、汽轮机、冷凝器和水泵组成,如图11-3a 所示。
其工作过程如下:水在锅炉和过热器中吸热,由饱和水变为过热蒸汽;过热蒸汽进入汽轮机中膨胀,对外作功;在汽轮机出口,工质为低压湿蒸汽状态(称为乏汽),此乏汽进入冷凝器向冷却水放热,凝结为饱和水(称为凝结水);水泵消耗外功,将凝结水升压并送回锅炉,完成动力循环。
图11-3b 、c 、d 表示上述理想的简单蒸汽动力循环,称为朗肯循环(Rankine Cycle ):(b ) (d )图11-3 朗肯循环11.2.2 循环分析汽轮机中的膨胀过程1-2:可逆绝热过程,即定熵过程。
应用开口系能量方程,过程中工质对外作功为;21T h h w -=冷凝器中的放热过程2-3:定压放热过程。
过程中工质放热为;水泵中的压缩过程3-4:定熵过程。
过程中工质接受外功为;锅炉中的吸热过程4-1:定压吸热过程。
过程中工质吸热为 。
朗肯循环的热效率为(11-2)功比是反映动力循环经济性的另一指标,其定义是循环的净输出功量与汽轮机作功量之比值。
朗肯循环的功比为(11-3)由于水的不可压缩性(压缩过程中体积变化很小),故泵功常可按下式近似计算: (11-4)水泵耗功远小于汽轮机作功(在T-s 图和h-s 图上点3和点4几乎重合,图上是夸大了的画法),因此在近似计算中又常可忽略泵功w P 不计,此时循环热效率为(11-5)评价蒸汽动力装置的另一个重要指标是汽耗率,其定义是装置每输出1kW ⋅h (等于3 600 kJ )功量所耗费的蒸汽量,用d 表示:kg/(kW ⋅h) (11-6)322h h q -=34P h h w -=211h h q -=4134211P T 1)()(h h h h h h q w w q w t ----=-==ηTw wr w =213421T P T T )()(h h h h h h w w w w wr w ----=-==)(343P p p v pv vdp w -=∆≈=⎰4121h h h h t --=ηw d 3600=式中,循环净功量w 的单位是kJ/kg ;汽耗率d 的单位为kg/(kw·h)。
朗肯循环 ppt课件
18
蒸汽再热循环的实践
• 再热压力 pb=pa0.2~0.3p1 • p1<10MPa,一般不采用再热 • 我国常见机组,10、12.5、20、30万机组, p1>13.5MPa,一次再热 • 超临界机组, t1>600℃,p1>25MPa,二 次再热
19
蒸汽再热循环的定量计算
吸热量:
T
1a
q 1h 1h 4h ah b
•尺v寸2' 大汽机出口 15
乏汽压力对朗肯循环热效率的影响
p1 , t1不变,p2
优点:
• T2
t
T
5 4 4' 3 3'
1 6
2 2'
s
缺点:
•受环境温度限制, 现在大型机组p2为 0.0035~0.005MPa, 相应的饱和温度约为 27~ 33℃ ,已接近事 实上可能达到的最低 限度。冬天热效率高
炉
发电机 34 给水泵 s 压缩
4
2
41 锅炉 p 吸热
凝汽器
3 给水泵
郎肯循环
8
郎肯循环pv图
p 4
3
12 汽轮机 s 膨胀
23 凝汽器 p 放热
1
34 给水泵 s 压缩
41 锅炉 p 吸热 2
v
9
郎肯循环Ts和hs图
12 汽轮机 s 膨胀 34 给水泵 s 压缩
23 凝汽器 p 放热 41 锅炉 p 吸热
?优点可兼作除氧器?缺点回热器投资缺点25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igccpfbccc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产供
郎肯循环
一、朗肯循环1.水蒸气的卡诺循环根据热力学第二定律,再一定的温度范围内,以卡诺循环的热效率为最高,而且热效率的大小与工质的性质无关,只取决于热源和冷源的温度,即H L t T T -=1η。
卡诺循环由两个定温过程和两个绝热过程所组成。
从理论上说,以水蒸气做工质的卡诺循环是可能实现的。
因为在饱和水的定压汽化和饱和蒸汽的定压凝结过程中,水蒸气的温度都保持不变,因此水蒸气的定温加热和定温冷却过程可以在湿蒸汽区域进行,可以画图表示如右。
从组成循环的四个过程来看,与理想的卡诺循环完全一致,但是实际上,由于下述原因,卡诺循环在蒸汽动力装置中并不被应用。
卡诺循环只可以应用于饱和蒸汽区,这使得可利用的温差不大,导致循环热效率不高。
因饱和蒸汽的最高温度为临界温度,使得卡诺循环的上限温度T H 受水蒸气临界温度的限制,最高不能超过374℃,否则就不能实现定温吸热过程。
所以,虽然锅炉的炉膛温度可达到1500℃,金属材料的耐热温度也在600℃以上,但水蒸气按卡诺循环运行时,这些温差极限都不能被利用。
同时,因放热温度的下限为大气温度,这使得卡诺循环可利用的温差不大,循环的热效率受到限制。
水蒸气按卡诺循环工作时,在2-3定温放热过程中,蒸汽只部分凝结,图中的3点处于湿蒸汽区,而湿蒸汽的比体积很大,对其进行绝热压缩一方面需要尺寸庞大的压缩机,另一方面耗功也很大。
水蒸气按卡诺循环时,1-2绝热膨胀过程的终态蒸汽湿度很大,对气轮机末几级的叶片侵蚀严重,危及气轮机的安全运行。
气轮机一般要求做工后的乏汽不小于0.85~0.88。
由于以上原因,虽然以水蒸气作为工质可以构成卡诺循环,但在实际上它并不被采用。
不过,研究水蒸气作为工质的卡诺循环有助于更好的了解实际装置所采用的基本循环的作用、原理及其存在的问题,同时也有助于对基本循环提出各种改进的方向和办法。
2.朗肯循环针对上述卡诺循环中压缩湿蒸汽时压缩机存在的困难和缺点,将上图中2-3过程的终点继续进行到饱和水线上,将作完功的乏汽全部凝结为饱和水,这是压缩的对象是液相的水,体积小、压缩性小,只需采用结构较小的水泵对水进行绝热压缩即可,耗功也可大大减小。
理想朗肯循环ppt课件
1.理想的朗肯循环的热效率
在冷凝器内的定压(定温)放热过程2-3中,乏汽向循环 冷却水放出的热量为
q2 h2 h3 T s图上面积m 3 2 n m
在绝热压缩过程3-4中,水泵对凝水所做的功为
wP h4 h3
5
1.理想的朗肯循环的热效率
整个循环中工质完成的净功为
w0 wT wP (h1 h2 ) (h4 h3 ) T s 图上面积1 2 3 4 5
备。
2
1.理想的朗肯循环的热效率
3
1.理想的朗肯循环的热效率
以每千克工质为基准,在蒸汽发生器内的定压 吸热过程4-5-1中,二回路工质从一次侧冷却剂吸入 的热量为
q1 h1 h4 T s图上面积m 4 5 1 n m
在汽轮机内的绝热膨胀过程1-2中,蒸汽所做的理论 功为
wT h1 h2
循环有效热量为
q0 q1 q2 (h1 h4 ) (h2 h3 ) (h1 h2 ) (h4 h3 ) T s
图上面积1 2 3 4 5
6
1.理想的朗肯循环的热效率
q0 w0
循环热效率为
t
w0 q1
q1 q2 q1
(h1 h2 ) (h4 h1 h4
h3 )
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
wT wP q1
忽略水泵功对计算的影响
h4 h3
7
1.理想朗肯循环的热效率
则循环热效率的近似表达式为
t
wT q1
h1 h2 h1 h3
8
2.如何提高朗肯循环的热效率
T
5 4
3
1
t
h1 h2 h1 h3
影响热效率
6
的参数?
2
p1, t1, p2
一种新型郎肯循环多能互补淤泥干化系统[发明专利]
专利名称:一种新型郎肯循环多能互补淤泥干化系统专利类型:发明专利
发明人:苏杭,严彩珍,严文龙
申请号:CN201810824558.X
申请日:20180718
公开号:CN108726844A
公开日:
20181102
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明是一种新型朗肯循环的多能互补淤泥干化系统,包括朗肯循环系统(1)和淤泥干化系统(2)。
朗肯循环系统(1)包括热发生单元一(11)、蒸发器(12)、汽轮发电机(13)、冷凝单元一(14)、给水单元(15);淤泥干化系统(2)包括淤泥进料单元(21)、碾压破壁单元(22)、干燥单元(23)、空气处理单元(24)、冷凝单元二(25)、污泥输送单元(26)、热发生单元二(27)。
该系统能够利用余热进行发电,并对污泥物料干化,同时针对余热发电和余热淤泥干化两种余热技术手段,考虑两者之间存在的能量互补性,将独立运行的两者有机耦合,在原有节能基础上进一步提高能量利用率,具有巨大的应用前景。
申请人:天津卓业科技发展有限公司
地址:300393 天津市西青区中北镇新科道新科园1-2-407
国籍:CN
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汽轮机朗肯循环
汽轮机朗肯循环汽轮机朗肯循环,这可是个挺有趣的东西呢。
咱就把它想象成一个超级有秩序的小世界吧。
在这个小世界里,有几个关键的角色。
就好比一场接力赛,水就是那个接力棒。
最开始的时候,水在锅炉里,就像运动员在休息区做准备呢。
锅炉给它加热呀,这时候的水就像是被注入了无限能量,开始变得活跃起来,温度和压力蹭蹭往上涨,就像运动员在起跑线上听到了枪响,一下子就冲出去了的感觉。
这时候的水变成了高温高压的蒸汽,这个蒸汽可不得了,它就像一个充满力量的大力士。
它冲向汽轮机,汽轮机就像是一个巨大的转轮,蒸汽推动着汽轮机的叶片转动,这一转可就转出了大动静。
这就好比大力士在推一个超级大的磨盘,一下一下地,让磨盘开始转动起来。
而且这个转动还不是毫无意义的,它可是带着任务的呢。
在转动的过程中,汽轮机就把蒸汽的能量转化成了机械能,就像磨盘转动把谷物磨成了面粉一样,有了实实在在的成果。
那蒸汽完成了推动汽轮机的任务之后呢?它可不能就这么消失了呀。
它就进入了冷凝器。
冷凝器就像是一个冷静的安抚者,把蒸汽又变回了水。
这就好比一个玩累了的孩子,被妈妈安抚着平静下来。
这个过程中,蒸汽把热量释放出去,温度和压力都降下来了,又变回了最初的水的模样。
然后呢,这个水又被送回锅炉,开始新的一轮循环。
你看,这整个过程是不是很有节奏感,就像一首美妙的曲子,每个部分都按照自己的节奏演奏着。
有人可能会问,这汽轮机朗肯循环有啥用呢?这用处可大了去了。
就拿发电来说吧,咱们每天用的电,很多都是通过这个循环得来的呢。
要是没有这个循环,那咱们的电灯就不亮了,电视也看不了了,冰箱也不能制冷了,那生活可就乱套了呀。
这就好比一个交响乐团少了几个关键的乐器,那演奏出来的曲子肯定就不是那个味儿了。
再说说这个循环里各个部分的关系吧。
锅炉、汽轮机、冷凝器还有把水送回锅炉的泵,它们就像一个团队里的小伙伴,缺了谁都不行。
如果锅炉不给力,没有把水加热成高温高压的蒸汽,那汽轮机就转不起来呀,就像拔河比赛的时候,前面的人不用力,后面的人再怎么使劲也没用。
汽轮机的朗肯循环说明书
汽轮机的朗肯循环说明书以下是我根据你给出的题目完成的“汽轮机的朗肯循环说明书”的文章:汽轮机的朗肯循环说明书一、引言在汽轮机的热力循环系统中,朗肯循环是一种广泛应用的热力循环,它通过采用冷凝器与凝汽器的结构,实现了对汽轮机排出的汽水混合物进行回收和再利用,提高了系统的效率。
本文将详细介绍汽轮机的朗肯循环原理、工作过程以及相关设备的作用。
二、朗肯循环原理朗肯循环是一种常用的汽轮机热力循环,其基本原理是将汽轮机排出的高温高压蒸汽在膨胀阶段进行工作,然后将其送入冷凝器,通过将热量传递给冷却介质实现冷凝,再经过凝汽器进行抽吸。
朗肯循环的主要特点就是凝汽器和冷凝器的结构,以及回收能量的方式。
三、朗肯循环工作过程1. 热蒸汽进入汽轮机:燃烧产生的高温高压蒸汽通过汽轮机的进口阀门进入汽轮机,驱动汽轮机转子旋转,实现能量转换。
2. 膨胀工作:蒸汽在汽轮机转子中膨胀,释放出能量,同时压力和温度降低。
3. 进入冷凝器:经过膨胀后的低压蒸汽进入冷凝器,在冷凝器中与冷却介质进行热交换,使其冷凝为液态水。
4. 凝汽器抽吸:凝汽器中的液态水由抽吸泵抽吸出来,通过管道再次送回到汽轮机的高压部分,循环利用。
5. 再次进入汽轮机:抽吸泵将液态水送回汽轮机的高压部分,再次进行循环。
朗肯循环中,凝汽器和冷凝器的作用十分关键。
冷凝器通过吸热和冷凝作用,实现了对高温高压蒸汽的冷却和液态水的生成;凝汽器则通过抽吸泵将液态水送回高压部分,以便再次参与燃烧和膨胀过程。
四、朗肯循环的优势与应用1. 提高热能利用率:朗肯循环通过回收排出蒸汽中的热能,使蒸汽得到充分利用,提高了汽轮机的热能利用率,减少能源浪费。
2. 节约成本:朗肯循环的使用可以降低对额外热能的需求,从而降低了燃料成本和能源消耗。
3. 适用范围广泛:朗肯循环不仅适用于大型汽轮机发电厂,也适用于工业生产中需要大量蒸汽的场合。
4. 环保节能:通过朗肯循环回收利用排出的汽水混合物,减少了对环境的影响,提高了能源利用效率。
朗肯循环流程
朗肯循环流程
嘿,朋友们!今天咱就来讲讲朗肯循环流程!你知道吗,这就像是一个超级精彩的旅程!
想象一下,水就像一个勇敢的冒险家,从锅炉这个温暖的基地出发。
锅炉就像是给冒险家力量的源泉,水在那里吸收了大量的热量,变成了高温高压的蒸汽,哇塞,这可太厉害了!然后呢,蒸汽就像充满活力的运动员,冲向了汽轮机这个赛场,在那里尽情释放自己的能量,带动着叶轮呼呼地转,这不就是在展现自己的实力嘛!轮机被带动起来了,就产生了电能,这电能可太重要了,能给我们的生活带来好多便利呢,你说神奇不神奇?
蒸汽跑完了赛程,累了呀,就变成了乏汽。
这时候冷凝器就像一个舒适的休息站,乏汽在里面冷却凝结成了水,又恢复了体力。
接着,给水泵这个大力士就把水再送回锅炉,让水重新开始这个奇妙的旅程。
哎呀呀,朗肯循环流程不就是这样循环往复,不断地产生能量,为我们服务嘛!你难道不觉得这简直太不可思议了?就像一场永不停歇的魔术表演!它可不是什么平淡无奇的东西,而是关乎我们生活方方面面的重要存在啊!你想想,如果没有它,我们的电从哪里来?我们的生活又会变得多么不方便
呀!所以说呀,朗肯循环流程真的是超级超级重要的,我们一定要好好了解它,珍惜它带给我们的一切便利!
我的观点就是:朗肯循环流程是一个伟大而神奇的存在,我们要深入认识它,它值得我们去探索和研究!。
说明朗肯循环的基本系统组成
朗肯循环的基本系统组成引言朗肯循环(Lanczos Cycle)是一种用于计算矩阵特征值和特征向量的迭代算法。
它是由科学家康拉德·朗肯斯(Cornelius Lanczos)在1950年提出的。
朗肯循环在数值线性代数中被广泛应用,特别是在大规模科学计算中。
本文将详细介绍朗肯循环的基本系统组成。
1. 基本概念在了解朗肯循环的基本系统组成之前,我们先来了解一些基本概念。
1.1 矩阵特征值和特征向量矩阵特征值和特征向量是线性代数中重要的概念。
对于一个n阶方阵A,如果存在一个非零向量x使得Ax=kx,其中k为常数,则称k为矩阵A的一个特征值,x为对应于该特征值的特征向量。
1.2 迭代方法迭代方法是通过不断逼近目标解来求解数学问题的一种方法。
它通过多次迭代计算来逐步逼近精确解。
2. 朗肯循环的基本原理朗肯循环通过迭代方法来计算矩阵的特征值和特征向量。
其基本原理如下:1.选择一个初始向量b0,并进行归一化处理,得到单位向量q0。
2.计算矩阵A与向量q0的乘积,得到新的向量q1。
3.使用Gram-Schmidt正交化方法对向量序列{q0, q1, …, qk}进行正交化,得到正交基{v0, v1, …, vk}。
4.构造一个k阶的小规模矩阵Tk,将矩阵A投影到正交基上。
5.对矩阵Tk进行特征值分解,得到Tk的特征值和特征向量。
6.利用Tk的特征值和特征向量来逼近A的特征值和特征向量。
3. 朗肯循环的基本系统组成朗肯循环由多个组成部分构成,下面将详细介绍每个部分的功能和作用。
3.1 初始向量选择朗肯循环需要选择一个初始向量作为起点。
通常情况下,可以选择一个随机生成的初始向量。
初始向量的选择对于朗肯循环的结果有一定影响。
3.2 向量归一化在朗肯循环的每一次迭代中,需要将计算得到的向量进行归一化处理,使其成为单位向量。
这是为了保证迭代过程中向量的模长不发生变化。
3.3 矩阵与向量的乘积朗肯循环通过计算矩阵A与向量q的乘积来得到新的向量q。
朗肯循环流程
朗肯循环流程
嘿,朋友!今天咱来唠唠朗肯循环流程,这可太有意思啦!
你看啊,水变成蒸汽,就像孙悟空七十二变一样神奇!假设咱面前有一个大锅炉,水在里面就开始了奇妙之旅。
水被加热后就“噗”地变成了蒸汽,就好像一个普通人突然有了超能力,开始腾飞啦!这蒸汽可不得了,它带着满满的能量就冲出去了,去推动涡轮机。
“哎呀,这蒸汽可真厉害啊!”你可能会这么惊叹。
可不是嘛,就像一名勇敢的战士,在自己的战场上奋勇战斗。
然后呢,蒸汽做功之后就累啦,变成了乏汽。
这乏汽就好像跑完长跑的运动员,需要休息一下。
咋办呢?嘿嘿,有冷凝器这个好朋友来帮忙啦。
冷凝器让乏汽又变回了液态水,就像给运动员来了个放松按摩,让它重新恢复活力。
然后这水又被送回锅炉,再次开始这神奇的旅程。
“哇塞,这朗肯循环流程太奇妙了吧!”你肯定会这么感慨。
没错呀,这就是科学的魅力!它就像是一个奇妙的魔法,让能量不断地转换和传递。
通过朗肯循环流程,我们能够获得源源不断的动力,就像给我们的生活注入了强大的力量。
你想想,如果没有朗肯循环流程,我们的生活将会失去多少便利呀!所以呀,我们真的要好好感谢这个伟大的循环流程,它让我们的世界变得更加精彩!怎么样,是不是对朗肯循环流程有了更深的理解和更浓的兴趣呢?。
提高朗肯循环热效率的途径
提高朗肯循环热效率的途径
朗肯循环是能源系统中最常见的循环形式,可在用途非常广泛的场合中
得到使用,提高朗肯循环热效率对于减少能源的耗费以及环境污染有着重要
的意义。
首先,尽可能提高循环介质的压力就是提高朗克效率的重要方法。
增加
循环介质的压力可以使循环的温度提高,从而有助于提高循环效率。
此外,
应加强热交换器的保养,定期清洁,去除积灰,以减少热阻。
此外,还应增加冷凝器和蒸发器的尺寸,将更多的热量转运至朗肯循环中,以提高循循环热效率。
此外,还可以使用高效热交换器,其具有较大的
热交换比,能有效提高循环热效率。
另外,循环的操作参数也应当受到重视,尽量采用操作环境最佳的参数
来改善流动特性,使循环的热效率受到最大的提高。
最后,补料也会产生一定的影响,如果补料过量,会增加循环流动阻力,减少热效率。
因此,应选择合适的补料水平,并根据实际需要进行调整。
总之,提高朗肯循环热效率有许多方法可供选择,如加强维护、增大尺寸、采用高效热交换器,正确设置操作参数以及合理补料等,只要正确选择,就能很大程度上提高朗肯循环的热效率。
朗肯循环 ppt课件
炉
发电机 34 给水泵 s 压缩
4
2
41 锅炉 p 吸热
凝汽器
3 给水泵
郎肯循环
8
郎肯循环pv图
p 4
3
12 汽轮机 s 膨胀
23 凝汽器 p 放热
1
34 给水泵 s 压缩
41 锅炉 p 吸热 2
v
9
郎肯循环Ts和hs图
12 汽轮机 s 膨胀 34 给水泵 s 压缩
23 凝汽器 p 放热 41 锅炉 p 吸热
s
t
1
h2 h1
h2' h2'
物理意义: kg工质100%利用 1- kg工质效率未变
1h1
ha
0
26
蒸汽抽汽回热循环的特点
•优点 >缺点 提高热效率 减小汽轮机低压缸尺寸,末级叶片变短 减小凝汽器尺寸,减小锅炉受热面 可兼作除氧器
•缺点 循环比功减小,汽耗率增加 增加设备复杂性 回热器投资
q2,R G1 h2h2 '
3
2
净功:
wRG h1 ha
热效率:
s
1ha h2
t,R Gh1hah 1 1 h a' hah2
25
为什么抽汽回热热效率提高?
T
1
推导得出
4
6
5
1kg kg
(1- )kg
t,RG a 1 h1h2'
h2h2'
1h1ha
3
2
t,RG t
简单朗肯循环:
背压式机组(背压>0.1MPa)
用发电厂作了功的
1
蒸汽的余热来满足
过热器
汽轮机
热用户的需要,这 种作法称为热电联
朗肯循环提高效率的途径
朗肯循环提高效率的途径
朗肯循环是一种热力循环,它可以提高热能转换成机械能的效率。
以下是一些提高朗肯循环效率的途径:
1. 提高燃烧温度:提高燃烧温度可以增加工作物质的温度差,从而提高朗肯循环的效率。
这可以通过使用高温燃烧室、改进燃烧器设计、增加燃烧室压力等方法实现。
2. 优化压缩比:压缩比是指压缩过程中气体体积变化的比值。
增加压缩比可以提高燃料的压缩效率,从而提高朗肯循环的效率。
然而,过高的压缩比可能会导致爆震和燃烧不完全等问题,所以要权衡考虑。
3. 降低循环温差:朗肯循环的效率与循环温差有关,温差越大效率越高。
因此,减小冷却水温度和增加排气温度可以提高朗肯循环的效率。
这可以通过使用高效冷却系统和热交换器来实现。
4. 减小机械损失:机械损失包括摩擦损失和漏气损失。
通过使用高质量的材料、精确的制造工艺和优化设计来减小机械损失,可以提高朗肯循环的效率。
5. 应用透平技术:透平技术是一种能将热能转换成机械能的技术,可以用于提高朗肯循环的效率。
透平机械可以在燃烧过程中直接从高温烟气中提取能量,并将其转化为机械能。
总的来说,提高朗肯循环效率的关键是提高燃烧温度、优化压
缩比、降低循环温差、减小机械损失并应用透平技术。
这些方法的综合应用可以有效提高朗肯循环的效率。
朗肯循环方案设计
有机朗肯循环系统设计一、有机朗肯循环简介有机朗肯循环利用100-350℃的废气作为热源在换热器中加热朗肯循环工质,朗肯循环工质在换热器中蒸发为高压蒸气,该蒸气推动低速气动马达输出动力,低速气动马达的设计转速为1000r/min。
通过液力变矩器直接将动力输出至压缩机曲轴。
该系统可以在减小气耗的前提下达到同样的输出气量。
最为关键的是这部分机械能为随时起停压缩机提供了动力和装置。
二者联合运行可以极大地减少燃气消耗量。
朗肯循环工质高压蒸气在低速气动马达中做功后压力降低,成为低压蒸气,然后进入冷凝器放热后成为低压液体,低压液体经过工质储存罐后经流量泵加压,然后再进入换热器。
冷凝器为空冷式,采用引风机抽引常温空气,以加强换热效果。
高温废气压缩机引风机二、换热器设计11.每月废气能够提供的总能量假设每月由燃气式天然气压缩机产生987.5吨320℃、含水的废气,所能提供的总能量由废气温差放热和水的相变放热两部分组成。
假设换热器中废气侧压力为1atm,废气放热后出口温度为30℃。
假设甲烷在空气中完全燃烧,则天然气燃烧过程可以近似表示为[1]:CH4+ 2O2 + 7.52 N2 CO2+ 2H2O + 7.52 N2由化学反应方程可得废气中CO2、H2O、N2的体积浓度为0.095、0.19、0.715,经计算可以得到三种成分相对应的质量浓度分别为0.09117、0.07091、0.837925。
987.5吨/月320℃废气的理论放热量为518170.5MJ/月,即放热功率为200kW。
1500吨/月、500吨/月320℃废气的理论放热量为787094.4 MJ/月、262364.8 MJ/月。
2.制冷剂选择可以选择氟利昂作为朗肯循环工质。
氟利昂的优点:无毒,不燃烧,对金属不腐蚀;绝热指数小,因而排气温度低;具有较大的分子量,适用于离心式制冷压缩机。
2其缺点是:部分制冷剂(如R12)的单位容积制冷量较小,因而制冷剂的循环量大;密度大,流动阻力较大;吸水性差,所以,系统必须保持干燥;价格较贵,极易渗漏又不易被发现。
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具体过程
3-4过程:在水泵中水被压缩升压,过程中流经水泵的流量 较大,水泵向周围的散热量折合到单位质量工质,可以忽略,因 而3一4过程简化为可逆绝热压缩过程,即等熵压缩过程。 4-1过程:水在锅炉中被加热的过程本来是在外部火焰与工 质之间有较大温差的条件下进行的,而且不可避免地工质会有压 力损失,是一个不可逆加热过程。我们把它理想化为不计工质压 力变化,并将过程想象为无数个与工质温度相同的热源与工质可 逆传热,也就是把传热不可逆因素放在系统之外,只着眼于工质 一侧。这样,将加热过程理想化为定压可逆吸热过程。 1-2过程:蒸汽在汽轮机中膨胀过程也因其流量大、散热量 相对较小,当不考虑摩擦等不可逆因素时,简化为可逆绝热膨胀 过程,即等熵膨胀过程。 2-3过程:蒸汽在冷凝器中被冷却成饱和水,同样将不可逆 温差传热因素放于系统之外来考虑,简化为可逆定压冷却过程。 因过程在饱和区内进行,此过程也是定温过程。
热二律与第二类永动机
第二类永动机:设想从单一热源取热并 使之完全变为功的热机。
这类永动机 并不违反热力 学第一定律
但违反了热 力学第二定律
第二类永动机是不可能制造成功的
环境是个大热源
热一律与热二律
热一律否定第一类永动机
t >100%不可能
热二律否定第二类永动机
t =100%不能
第二定律和第一定律不同,第一定律否 定了创造能量和消灭能量的可能性,第二定 律阐明了过程进行的方向性,否定了以特殊 方式利用能量的可能性。
火力发电厂中蒸汽动力装置的基本热力循环设备是由蒸 汽锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵组成的。工质在热力 设备中不断地进行吸热、膨胀、放热、压缩等四个过程, 使热能不断的转变为机械能,这就是火力发电厂的朗肯 循环。它是最简单的火力发电厂的理论循环,是组成蒸 汽动力装置的基本循环。 其循环过程为:作为工质的凝结水用凝结水泵和给水泵 将其从凝汽器打入锅炉省煤器内,这个过程为工质的绝 热压缩过程;水在省煤器内预热,然后进入炉膛水冷壁 内,被加热汽化成饱和蒸汽,再进入过热器内过热变成 过热蒸汽,这个过程是定压吸热过程;从锅炉出来的过 热蒸汽导入汽轮机中,在其中膨胀做功(汽轮机带动发 电机转动发出电能),这个过程是绝热膨胀过程;在汽 轮机内作完功的乏汽,排入凝汽器内,在循环水的冷却 下放出它的汽化潜热,定压凝结成饱和水,这个过程是 定压放热过程凝汽器内的凝结水重又通过凝结水泵和给 水泵送入锅炉加热蒸发从而完成了循环。
它的另一种表述方式为:不消耗能量就可以作功 的"第一类永动机"是不可能实现的。
自发过程的方向性
自发过程:不需要任何外界作用而自动进 行的过程。
热量由高温物体传向低温物体
摩擦生热 水自动地由高处向低处流动 电流自动地由高电势流向低电势
自然界自发过程都具有方向性
自发过程的方向性
功量
摩擦生热
开尔文(Kelvin)说法:不可能从单一热源吸热使
之完全变为功,而不发生其他变化。(热功转换的 角度)
在②的讲法中指出,自然界中任何形 式的能都会很容易地变成热,而反过来热 却不能在不产生其他影响的条件下完全变 成其他形式的能,从而说明了这种转变在 自然条件下也是不可逆的。热机能连续不 断地将热变为机械功,一定伴随有热量的 损失。
影响朗肯循环热效率的因素
热效率取决于:h1,h2,h3; h1取决于过热蒸汽的初参数p1, t1;
h2,h3由p2决定(23 凝汽器 定p 放热)
因此,影响朗肯循环的热效率的参数是: p1, t1, p2
热力学第一定律
能量守恒与转换定律
能量之间数量的关系
热力学第一定律是对能量守恒和转换定律的一种表述方式。 热力学第一定律指出,热能可以从一个物体传递给另一个 物体,也可以与机械能或其他能量相互转换,在传递和转 换过程中,能量的总值不变。
朗肯循环
汽轮机 锅 炉 四个主要装置: 发电机 锅炉 汽轮机 凝汽器 凝汽器 给水泵
给水泵
热力设备系统图
朗肯循环是指以水蒸气作为制冷剂的一种 实际的循环过程,主要包括等熵压缩、等 压冷凝、等熵膨胀、以及一个等压吸热过 程。可以用来制热,也可以用来制冷。 右图是最简单的蒸汽动力循环由水泵、锅 炉、汽轮机和冷凝器四个主要装置组成。 图为该装置示意图。水在水泵中被压缩升 压;然后进入锅炉被加热汽化,直至成为 过热蒸汽后,进入汽轮机膨胀作功,作功 后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水。 再回到水泵中,完成一个循环。
水蒸气动力循环系统的简化
简化(理想化): 1 汽轮机 12 汽轮机 s 膨胀 23 凝汽器 p 放热 发电机 34 给水泵 s 压缩 4 2
锅 炉
41 锅炉 凝汽器 3
p 吸热
郎肯循环
给水泵
郎肯循环功和热的计算
汽轮机作功:
ws ,12 h1 h2
凝汽器中的定压放热量: h
q2 h2 h3
热量
100% 发电厂
功量
40%
热量
放热
自发过程具有方向性、条件、限度
热力学第二定律
克劳休斯(Clausius)说法:不可能把热由低温
物体转移到高温物体,而不发生其他变化。(热量传递
的角度)
自发过程是有方向性的,若想逆向进行,必 须付出代价。
在①的讲法中,指出了在自然条件下热量只能从高温 物体向低温物体转移,而不能由低温物体自动向高温 物体转移,也就是说在自然条件下,这个转变过程是 不可逆的。要使热传递方向倒转过来,只有靠消耗功 来实现。
水泵绝热压缩耗功:
1
ws ,34 h4 h3
锅炉中的定压吸热量:
4 3
2
q1 h1 h4
s
郎肯循环热效率的计算
w q1 q2 h1 h2 q1 q1 h1 h3 h h3 h4
h1:过热蒸汽的比焓; h2:排汽的比焓;
1
4 3
2
h3:凝结水的比焓;
s