热力循环与热工设备简介
五大热工设备介绍
五大热工设备介绍一、预热器：预热器主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分硅酸盐分解，最大限度提高气固间的预热效率，实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗。
它必须具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能，在旋风预热器中，物料与气流之间的热交换主要在各级旋风筒之间的连接管道中进行，因此对旋风筒本身的设计，主要考虑了如何获得较高的分离效率和较低的压力损失，旋风筒的主要任务在于气固分离。
来自上一级旋风筒收集下来的物料经喂料管落入散料板上冲散折回进入下一级旋风筒的排气管道中均匀冲散悬浮，并随上升气流进入旋风筒进行气固分离，气流由上而下做旋风运动，最后从锥部随排风机给予的动能沿旋风筒的中心垂直往上运动，此时，固体的物料沿筒壁落下进入下料溜管，排出的是相对干净的废气。
旋风筒的收尘效率及阻力与旋风筒内的风速密切相关，旋风筒截面风速一般控制在5—6m/s，进风口风速在15-18m/s，出口风速控制在11-14m/s，若过高，引起系统阻力较大，过低不利于旋风筒收尘。
预热器主要部位工艺操作参数如下图（以天津院TDF预热器为例）：预热器工作原理如下图：二、分解炉：分解炉是在预热器和回转窑之间增设的一个装置，燃煤喂入分解炉燃烧放出的热量与进入炉内的生料碳酸盐的分解和吸热过程同时在浮状态下进行，使得入窑碳酸盐分解率提高到90%以上。
原来在窑内进行的分解反应移至分解炉内来，燃料大部分从分解炉内加入，减轻了窑内热负荷，延长了衬料的寿命有利于生产大型化，由于燃料与生料粉混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程都得到优化，因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能特点，它主要作用是燃料的燃烧、换热和碳酸盐的分解。
在分解炉内，生料及燃料分别依靠“涡旋效应”、“喷腾效应”、“悬浮效应”和“流化态效应”分散于气流之中。
由于物料之间在炉内流场中产生相对运动，从而达到高度分散、均匀混合和分布、迅速换热、延长物料在炉内的滞留时间，达到提高燃烧效率、换热效率和入窑物料碳酸盐分解率的目的。
供暖设备简介介绍
01
供暖设备的性能特点
高效节能
01
02
03
能效比高
供暖设备在设计时通常会 考虑到能效比，通过高效 的能源利用来降低运行成 本。
能量回收
一些供暖设备采用了能量 回收技术，将废弃的热量 进行回收再利用，进一步 提高能源利用效率。
03
定期维护
为确保供暖设备的安全运行，需要进行定期检查和维护，及时发现并解
决潜在的安全隐患。
环保舒适
低排放
先进的供暖设备在运行过程中 可以做到低排放，减少对环境
的影响。
噪音控制
供暖设备在设计和制造时会考虑到 噪音问题，通过采用静音技术和降 噪材料来降低设备运行时的噪音。
室内空气质量
供暖设备可以配备空气净化功能， 改善室内空气质量，提高居住舒适 度。
01
供暖设备的发展趋势与前 景
新型供暖设备的推广与应用
空气源热泵
利用空气中的热能，实现高效、环保的供暖。
地源热泵
利用地下土壤中的热能，提供稳定、可持续的供暖服务。
太阳能供暖
利用太阳能转化为热能，实现可再生能源的利用。
节能环保技术在供暖设备的应用
高效燃烧技术
提高燃料的燃烧效率，减少废气排放。
余热回收技术
维护简便
易拆卸设计
为了方便维护和保养，供暖设备的结构设计 通常会考虑到易拆卸的特点，使得部件更换 和清洗更加简单方便。
自动化保养提示
现代供暖设备通常会配备自动化保养提示功 能，通过内置传感器和智能算法对设备运行 状态进行监测，在需要保养时自动提醒用户
。
01
供暖设备的选型与配置
《热力设备介绍》课件
根据需求分析和性能评估结果，选择最适合的设备型号和品牌。
设备选择
按照厂家提供的安装指南进行设备安装，并进行必要的调试和测试，以确保设备正常运行。
安装与调试
04
热力设备的安装与调试
安装位置选择
选择通风良好、便于操作和维修的位置，同时考虑设备运行时产生的噪音和振动对周围环境的影响。
根据设备尺寸和重量，设计并制作稳固的基础，确保设备安装后稳定可靠。将设备搬运至安装位置，并调整设备水平度和垂直度。
能效比（EER）
热效率
高效能设备
设备实际产生的热量与消耗能源的比值，通常以百分比表示。
具有高能效比和热效率的设备，能够更有效地利用能源，降低运行成本。
03
02
01
了解用户对设备的具体需求，包括用途、使用环境、预算等。
需求分析
对比不同设备的性能参数、能效比和热效率，以及设备的安全性、可靠性和维护成本。
按照工艺流程要求，连接热力设备的进出口管路，确保连接处密封良好，无泄漏现象。同时安装必要的阀门，以便于设备的操作和维护。
根据设备需求，合理布置电缆和电线，确保接线牢固、安全可靠。按照设备说明书要求，完成控制系统的接线工作，确保设备能够正常运行。
在设备周围设置安全警示标识，确保操作人员安全。同时根据需要安装安全阀、压力表等安全附件，提高设备运行的安全性。
定期保养
根据设备的运行情况和制造商的推荐，定期对热力设备进行全面的保养和维护。包括清洗设备内部的积垢和杂质、更换磨损的零部件、检查电气和控制系统的可靠性等。同时对设备的各项性能指标进行检测和调整，确保设备始终处于良好的工作状态。
保养与维修记录
建立完善的保养与维修记录制度，对每次保养和维护工作进行详细记录。记录内容包括保养或维修的时间、内容、发现的问题及处理措施等。通过记录的整理和分析，可以及时发现设备的潜在问题，制定相应的预防措施，提高设备的可靠性和使用寿命。
工程热力学-5-热力循环与热工设备简介
10
进气冲程
活塞被曲轴带动由上止点向下 上止点移动。 进气门开启，排气门关闭。 活塞上方的容积增大，气缸内 的气体压力下降，形成一定的 真空度。 由于进气门开启，气缸与进气 管相通，混合气被吸入气缸。 当活塞移动到下止点时，气缸 内充满了新鲜混合气以及上一 个工作循环未排出的废气。
7
内燃机的基本构造
气缸体 活塞 连杆 曲轴 飞轮 配气机构 进、排气阀 凸轮轴 火花塞
8
第5章 热力循环与热工设备简介
5-1 内燃机的特点及类型 5-2 内燃机的基本构造 5-3 内燃机的工作过程与原理 5-4 内燃机的理想循环
9
内燃机的工作原理
四冲程汽油机的工作过程是一个复杂的过程，它 由进气、压缩、膨胀、排气四个冲程组成。
表示定压加热时工质体积膨胀的程度。
20
混合加热循环热效率
单位质量工质的吸热量：
q1 cv T3 T2 cp T4 T3
单位质量工质的放热量：
q2 cv T5 T1 wnet q1 q2 q2 1 循环热效率：t q1 q1 q1 T5 T1 1 T3 T2 T4 T3
压燃式内燃机压燃式内燃机点燃式内燃机点燃式内燃机77554内燃机的理想循环内燃机的理想循环553内燃机的工作过程与原理内燃机的工作过程与原理551内燃机的特点及类型内燃机的特点及类型552内燃机的基本构造内燃机的基本构造热力循环与热工设备简介88内燃机的基本构造气缸体气缸体活塞活塞连杆连杆曲轴曲轴飞轮飞轮配气机构配气机构进排气阀进排气阀凸轮轴凸轮轴火花塞火花塞99554内燃机的理想循环内燃机的理想循环553内燃机的工作过程与原理内燃机的工作过程与原理551内燃机的特点及类型内燃机的特点及类型552内燃机的基本构造内燃机的基本构造热力循环与热工设备简介1010内燃机的工作原理四冲程汽油机的工作过程是一个复杂的过程它四冲程汽油机的工作过程是一个复杂的过程它进气压缩压缩膨膨胀胀排气排气四个冲程组成
热工基础第六章
循环热效率：t
wnet q1
q1 q2 q1
T5 T1
1
q2 q1
1
T3 T2 T4 T3
13
各点温度可由以下过程求得 ： 由可逆绝热过程1－2得 ：
v1 T2 T1 v2
1
T1
6
6-2 活塞式内燃机循环
气体动力循环分类：
按结构
活塞式： 汽车，摩托，小型轮船 叶轮式： 航空，大型轮船，移动电站 汽油机： 小型汽车，摩托
柴油机： 中、大型汽车，火车，轮船， 移动电站 煤油机： 航空
按燃料
按点燃方式： 点燃式、压燃式
按冲程数：
二冲程、四冲程
7
1. 活塞式内燃机实际循环与理想循环 (1) 活塞式内燃机实际循环 柴油机工作的4个冲程：
4
2. 朗肯循环的净功及热效率 在朗肯循环中，每千克蒸汽对外所作出的净功
w n et w s ,1 2 w s ,3 4
根据稳定流动能量方程式
w s ,1 2 h1 h 2
w s ,3 4 h 4 h3
w n et ( h1 h 2 ) ( h 4 h3 )
过热蒸汽
火力发电厂的 蒸汽动力装置以水 蒸气为工质，主要 由锅炉、汽轮机、 冷凝器和水泵四个 设备组成。
发电机
锅 炉
汽轮机
循环水 乏汽
冷凝器
水泵
冷却水
3
1. 朗肯循环 朗肯循环是一个简化的 理想蒸汽动力循环，由4个 理想化的可逆过程组成： 3-4：水在给水泵中的可逆 绝热压缩过程; 4-5-6-1 ： 水 与 水 蒸 气 在 锅 炉中的可逆定压加热过程； 1-2：水蒸气在汽轮机中的 可逆绝热膨胀过程； 2-3：乏汽在冷凝器中的定 压放热过程。
热力循环与热工设备简介共74页文档
航空
气体动力循环分类
按点燃方式：点燃式 spark ignition 压燃式 compression ignition
按冲程数： 二冲程 two-stroke 四冲程 four-stroke
动力循环研究方法
实际动力循环非常复杂 不可逆，多变指数变化，燃烧等
工程热力学研究方法，先对实际动 力循环进行抽象和理想化，形成各种理 想循环进行分析，最后进行修正。
§5-1 内燃机的基本构造及循环
一、四冲程高速柴油机（混合加热循环）
high-speed diesel engin
四冲程柴油机工作原理
Air 空气
Fuel 油
Intake valve
Exhaust gas
1
t 1k1 1 kk 11
s
各因素对混合加热循环的影响
t 1k1 1 kk 11
1、当 、 不变
k
t
t
受气缸材料限制
一般柴油机 14 21
潜艇用氦气，k=1.66
k 1.4 k 1.3
k 1.2
各因素对混合加热循环的影响
t 1k1 1 kk 11
2、当 不变
p
t
t
3
t
2
注意：
图示的研究方法
2 2’
p2’=3~5MPa t2’=600~800℃
2’
柴油自燃t=335℃ 喷柴油 Autoiginition
p0
0
1
2 开始燃烧
V
2—3 迅速燃烧，近似 V
p↑5~9MPa
四冲程高速柴油机工作过程
3—4 边喷油，边膨胀
p3 4
工程热力学热力循环与热力机械
工程热力学热力循环与热力机械工程热力学是研究热与能的转化以及与热平衡有关的一门学科。
而热力循环与热力机械是工程热力学中的两个重要内容，它们在能源转换、动力工程等领域具有广泛的应用。
一、热力循环热力循环是指在一定条件下，热能转化为机械能的过程。
常见的热力循环有卡诺循环、斯特林循环和朗肯循环等。
下面以卡诺循环为例进行介绍。
卡诺循环是一种完全可逆循环，假设工质为理想气体，由两个等温过程和两个绝热过程组成。
以p-V图表示，卡诺循环是一个矩形闭合曲线，其中等温过程在高温热源和低温热源之间进行。
卡诺循环具有效率最高的特点，其热效率由下式给出：η_c = 1 - T_c / T_h其中，η_c为卡诺循环的热效率，T_c和T_h分别为低温热源温度和高温热源温度。
卡诺循环的热效率是所有循环中最高的，它给出了理论上能够达到的最大效率。
二、热力机械热力机械是利用热能转化为机械能的设备或装置，主要包括蒸汽轮机、汽车发动机、燃气轮机等。
下面以蒸汽轮机为例进行介绍。
蒸汽轮机是一种利用高温高压蒸汽推动叶片转动，从而产生机械功的装置。
它由汽缸、活塞、曲轴等部分组成。
蒸汽从高温高压区流入汽缸，推动活塞运动，活塞的运动通过连杆和曲轴转化为机械功。
蒸汽轮机的工作过程可以简化为以下几个步骤：蒸汽吸热、膨胀、冷却和排出蒸汽。
在蒸汽轮机中，为了提高效率，需要使用过热蒸汽和再热蒸汽来增加蒸汽的膨胀比。
此外，还可以采用多级膨胀和减温回热等技术来进一步提高热力机械的效率。
三、工程实践热力循环与热力机械在工程实践中具有重要的应用价值。
它们广泛应用于发电厂、工业生产、交通运输等领域。
以电力发电为例，发电厂通常采用蒸汽轮机作为主力设备。
在蒸汽轮机中，燃烧燃料产生高温高压蒸汽，蒸汽驱动叶片转动，从而带动发电机转动产生电能。
通过热力循环和热力机械的共同作用，将燃烧产生的热能转化为电能，实现能源的高效利用。
此外，热力循环与热力机械还广泛应用于工业生产中的各种设备和装置，如化工厂中的蒸馏塔、石油炼化厂中的裂化装置等。
供热工程及热水供应设备技术知识
供热工程及热水供应设备技术知识1. 引言供热工程是指通过一定的技术手段，将热能从供热单元输送到用户用热设备的一系列工程。
热水供应设备是供热工程中的重要组成部分，它能够为用户提供热水。
本文将介绍供热工程及热水供应设备的技术知识。
2. 供热系统2.1 热源设备热源设备是供热系统的核心部分，常见的热源设备有锅炉、热泵、光伏热电联供等。
锅炉是一种常见的热源设备，它能够将燃料燃烧产生的热能转化为热水或蒸汽。
热泵则利用环境中的热能，通过制冷循环原理将低温热能转化为高温热能。
2.2 管道输送系统供热系统中的管道输送系统起到将热能从热源设备输送到用户用热设备的作用。
常见的管道材质有钢管、聚氯乙烯管等。
管道输送系统中需要考虑管道的绝热性能，以减少热能的损失。
同时，还需要考虑管道的运行安全性，防止泄漏等事故的发生。
2.3 供热换热器供热换热器是供热系统中用来传递热能的设备。
常见的供热换热器有水水换热器、水蒸汽换热器等。
供热换热器通过将供热介质和用户用热介质进行换热，将热能传递给用户。
3. 热水供应设备3.1 热水锅炉热水锅炉是一种能够提供热水的设备。
热水锅炉通过燃烧燃料产生热能，将热能传递给热水。
热水锅炉有多种型号和规格，可根据用户需求选择合适的热水锅炉。
3.2 热水储存设备热水储存设备用于存储供应给用户的热水。
常见的热水储存设备有热水罐、储热水箱等。
热水储存设备具有一定的保温性能，可以减少热水的热量损失。
3.3 热水循环系统热水循环系统能够将热水从热水储存设备中循环输送到用户用热设备。
通过热水循环系统，用户可以随时获取热水，提高了热水的利用效率。
3.4 热水供应管道热水供应管道用于将热水从热水储存设备输送到用户用热设备。
热水供应管道需要考虑管道的绝热性能和安全性，以确保热水能够安全、高效地供应给用户。
4. 维护与保养4.1 定期检查供热工程及热水供应设备在运行过程中需要定期进行检查，以确保设备运行正常。
定期检查包括检查管道的绝热性能、检查供热换热器的传热效果等。
热力学系统的热工装备与热工流程
热力学系统的热工装备与热工流程热力学系统是工程领域中常见的一类系统，它由各种热工装备组成，并进行各种热工流程。
在本文中，我们将探讨热力学系统的热工装备以及热工流程，并分析它们在不同工程应用中的作用。
一、热工装备热工装备是指能够进行热力学过程的设备和工具。
常见的热工装备包括锅炉、汽轮机、热交换器等。
这些装备通过能量转换或传递，实现热力学系统内能量的转化和传递。
1. 锅炉锅炉是一种将液体变为饱和蒸汽或过热蒸汽的设备，常用于工厂的蒸汽供应和动力生成。
锅炉的基本原理是通过燃烧燃料产生热能，然后将热能传递给工作流体，使其升温蒸发。
2. 汽轮机汽轮机是一种将热能转化为机械能的装备，常用于发电厂以及工厂的动力供应。
汽轮机的工作原理是利用工作流体的高温高压蒸汽推动叶轮转动，从而产生机械输出。
3. 热交换器热交换器是一种将热能从一个流体传递到另一个流体的装备，常用于工程领域的热能回收和热能利用。
热交换器的作用是通过两个流体之间的热量传递，使得热能从高温流体传递到低温流体，实现能量的有效利用。
二、热工流程热工流程是指在热力学系统中进行的热能转化和传递的过程。
不同的工程应用需要采用不同的热工流程来满足需求。
以下是几种常见的热工流程：1. 热能转换热能转换是将燃料的化学能转化为热能或机械能的过程。
在热电厂中，燃烧机燃料产生高温高压蒸汽，通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机转化为电能。
2. 热能传递热能传递是指热能在不同物体或介质之间传递的过程。
在工业生产中，常需要通过热交换器将工作流体的热能传递给制热或制冷介质，以满足不同的工艺要求。
3. 热能回收热能回收是指利用废热或废气中的热能进行能量回收的过程。
例如，在钢铁冶炼过程中，高温煤气中的废热可以通过热交换器回收，用于发电或供热。
4. 热能利用热能利用是指将热能转化为其他形式的能量，用于满足不同的工艺需求。
例如，在工业生产中，锅炉产生的蒸汽可以用于动力供应、加热、汽化等不同用途。
发电厂热工设备介绍
流量变送器通过节流孔板测差压
插入式流量计和管段式
超声波流量计
4、物位测量仪表
在火力发电厂中，测量液位的仪表 种类很多，最常用的是通过差压变送 器测量水位的。其他常用的还有导波 雷达液位计、超声波液位计等。
1）差压式液位计
单、双室平衡容器用于测量压力容器水位（差 压式）
原理：在容器上安装平衡容器，利用液体静力 学原理使水位转换成差压。
工专业，一直沿用到今天。
热控专业概述
• 如果把火力发电厂比作一个人的话，机 务专业相当于人的躯干，电气专业相当 于人的动脉,热控则相当于人的神经系统. 它将现场的数据时时传递到各个微处理
单元（电子设备间各系统机柜处理器）， 数据经过处理再传至DCS画面，待运行 人员实施监控设备的运行工况,发出控制 指令.
2）压力式温度计
• 利用封闭容器内的液体，气体或饱和蒸 气受热后产生体积膨胀或压力变化作为 测信号。它的基本结构是由温包、毛细 管和指示表三部分组成。型号WTz
3）热电偶
• 铠装热电偶
• 原理：由一对不同材料的导电体组成， 其一端（热端、测量端）相互连接并感
受被测温度；另一端（冷端、参比端）
则连接到测量装置中。根据热电效应，
集到的图像通过凹凸镜片组传输到转像
棱镜，经棱镜反射到光学图像传输系统 。
2)火焰检测探头
测量原理：炉膛内燃料燃烧产生的光线穿过 火检探头前部的凸透镜片，落在光导纤维的 端部，光信号经过光导纤维传输至炉墙外侧 的火检探头，火检探头内的硅光电池将光信 号转换成正比于火焰强度的电脉冲信号，在 信号处理器内被检测火焰的电脉冲信号转换 成4~20mA模拟量信号。
轴向位移：测定汽轮机转子推力盘对于推 力轴承支架的相对轴向位置的位移
发电厂热工设备介绍
第一部分发电厂热工设备介绍热工设备（通常称热工仪表）遍布火力发电厂各个部位，用于测量各种介质的温度、压力、流量、物位、机械量等，它是保障机组安全启停、正常运行、防止误操作和处理故障等非常重要的技术装备，也是火力发电厂安全经济运行、文明生产、提高劳动生产率、减轻运行人员劳动强度必不可少的设施。
热工仪表包括检测仪表、显示仪表和控制仪表。
下面我们对这些常用仪表原理、用途等进行简单介绍，便于新成员从事仪控专业工作有个大概的了解。
一、检测仪表检测仪表是能够确定所感受的被测变量大小的仪表，根据被测变量的不同，分为温度、压力、流量、物位、机械量、成分分析仪表等。
1、温度测量仪表：温度是表征物体冷热程度的物理量，常用仪表包括双金属温度计、热电偶、热电阻、温度变送器。
常用的产品见下图：双金属温度计热电偶铠装热电偶热电阻（Pt100）端面热电阻（测量轴温）温度变送器1）双金属温度计原理：利用两种热膨胀不同的金属结合在一起制成的温度检测元件来测量温度的仪表。
常用规格型号：WSS-581，WSS-461；万向型抽芯式；φ100或150表盘；安装螺纹为可动外螺纹:M27×22）热电偶原理：由一对不同材料的导电体组成，其一端（热端、测量端）相互连接并感受被测温度；另一端（冷端、参比端）则连接到测量装置中。
根据热电效应，测量端和参比端的温度之差与热电偶产生的热电动势之间具有函数关系。
参比端温度一定时热电偶的热电动势随着测量温度端温度升高而加大，其数值只与热电偶材料及两端温差有关。
根据结构不同，有普通型热电偶和铠装型热电偶。
根据被被测介质温度高低不同，一般热电偶常选用K、E三种分度号。
K分度用于高温，E分度用于中低温。
3）热电阻原理：利用物质在温度变化时本身电阻也随着发生变化的特性来测量温度的，热电阻的受热部分（感温元件）是用细金属丝均匀地双绕在绝缘材料制成的骨架上。
热电阻一般采购铂热电阻（WZP），常用规格型号：Pt100，双支，三线制，铠装元件Ø4，配不锈钢保护管，M27×2外螺纹。
发电厂热力系统介绍
第二部分发电厂热力系统介绍仪控技术员,一般从事锅炉、汽机、DCS、外围这几个专业的仪控技术工作。
作为技术员,首先得清楚这台机组的工作流程,也就就是热力系统。
我们热工的系统图,也就就是在机务的流程图基础上,标注上热工仪表及控制设备。
这一讲我们简单介绍火力发电厂的热力系统及热工设备。
1、系统流程火力发电厂就是将燃料(煤、油、天然气)的化学能转变为热能与电能的工厂。
基本的热力系统图见下图:储存在储煤场中的原煤由输煤设备从储煤场送到锅炉的原煤斗中,再由给煤机送到磨煤机中磨成煤粉。
合格的煤粉由热二次风送到锅炉本体的喷燃器,由喷燃器喷到炉膛内燃烧。
燃烧的煤粉放出大量的热能将炉膛四周水冷壁管内的水加热成汽水混合物。
混合物被锅炉汽包内的汽水分离器进行分离(目前一般用汽水分离器、储水箱替代汽包及下降管),分离出的水经下降管送到水冷壁管继续加热,分离出的蒸汽送到过热器,加热成符合规定温度与压力的过热蒸汽,经管道送到汽轮机作功。
过热蒸汽在汽轮机内作功推动汽轮机旋转,汽轮机带动发电机发电,发电机发出的三相交流电通过发电机端部的引线经变压器什压后引出送到电网。
在汽轮机内作完功的过热蒸汽被凝汽器冷却成凝结水,凝结水经凝结泵送到低压加热器加热,然后送到除氧器除氧,再经给水泵送到高压加热器加热后送到锅炉继续进行热力循环。
再热式机组采用中间再热过程,即把在汽轮机高压缸做功之后的蒸汽,送到锅炉的再热器重新加热,使汽温提高到一定温度后,送到汽轮机中压缸继续做功。
2、锅炉主要系统1)汽水系统:锅炉的汽水系统的主要功用就是接受燃料的热能,提升介质的热势能,增压增温,完成介质的状态转换。
2)烟风系统:提供锅炉燃烧的氧气,带动干燥的燃料进入炉膛,维持炉膛风压以稳定燃烧。
3)制粉系统:完成燃料的磨碎、干燥。
使之形成具有一定细度与干燥度的燃料,并送入炉膛。
4)其它辅助系统:包括燃油系统、吹灰系统、火检系统、除灰除渣系统等。
3、锅炉主要设备1)锅炉本体:锅炉设备就是火力发电厂中的主要热力设备之一。
热工基础A第八章(热力循环)
3′ 4′ 1′
3. 工作原理： 工作原理： 1—2：从蒸发器出来的干饱和蒸气在压缩机中定熵 ： 压缩，工质p↑、 为过热蒸气 为过热蒸气； 压缩，工质 、T ↑为过热蒸气； 2—3：过热蒸气在冷凝器中定压冷却为饱和液体 ： （或略过冷的液体）； 或略过冷的液体）； 3—4：饱和液体经节流阀绝热节流（不可逆），节 ：饱和液体经节流阀绝热节流（不可逆），节 ）， 流后的工质p↓、 流后的工质 、T↓ ； 4—1：制冷剂液体在蒸发器中定压吸热汽化为干饱 ： 和蒸气（或略过热）。 和蒸气（或略过热）。
▲
计算式（ 求导并令其等于零， 将 w0 计算式（7- 8）对π求导并令其等于零， ） 求导并令其等于零 可求得π 代入式（ ），得到 可求得 opt ，将πopt 代入式（7- 8），得到 最大 w0 。 ），
πopt ＝ （T3/T1) k/2(k-1)
w0 max＝ CpT1(√τ－1）2 － ）
H L
qH w2 wnet qL
△S
w1
或
的途径: ⅲ﹐↑ ε 的途径 标准工况: ⅳ, 标准工况
↑TL– 受任务限制 H--受环境限制 受任务限制,↓T 受环境限制 制冷--- TL = -15 oC ; TH = 30 oC 制冷 空调--空调 TL = 5 oC ; TH = 35 oC
2. 理论循环（对理想循环的改进） 理论循环（对理想循环的改进）
蒸汽动力基本循环-朗肯循环 第一节 蒸汽动力基本循环 朗肯循环
一、朗肯循环简介
(a) 循环系统简图
(b) p-v 图
朗肯循环图 3→3′为水在水泵中的定熵压缩过程； 3′→4→5→1为水在锅炉中定压加热变 为过热水蒸气； 1→2为过热水蒸气在汽轮机内可逆绝热 膨胀（定熵）； 2→3为乏汽在凝气器内定压放热。
发电厂的主要热力设备概述
2、采用疏水泵
热力发电厂
将疏水打入该加热器出口水流中。
优点：热经济性高。
缺点：转动部件多，运行不安全，维护管理麻烦， 操作不方便。
3 疏水冷却器作用
热力发电厂
疏水冷却器的作用:降低加热器的进口端差，即使 离开该加热器的疏水由饱和水变为过冷水，一方面由 于疏水温度的降低，减少了对下一级加热器抽汽量的 “排挤”，减少了传热不可逆损失，因而提高了系统 的经济性；另一方面疏水温度的降低可以避免或减轻 疏水管道的汽蚀，故对运行的安全性也有好处。
位于给水泵和锅炉省煤器之间的加热器，因其 水侧承受的是比锅炉蒸汽压力还要高的给水泵出 口的压力，故称为高压加热器。
二、表面式加热器的连接方式
（一）疏水连接系统和疏水冷却器
逐级自流 疏水收集方式
采用疏水泵
热力发电厂
1、逐级自流
热力发电厂
依靠加热器间的压差逐级自流。
优点：系统安全可靠，简单。
缺点：热经济性差（排挤低压抽汽，产生不可逆损失， 当疏水排入凝汽器时，还将引起直接冷源损失）。
启动加热器的步骤是：
热力发电厂
当加热器因内部管子破裂而水位太高时，疏水器的浮筒上升， 达到极限位置时与浮筒杆上相连接的电气接点接通，此时电磁 铁带电，使自动阀迅速打开，将活塞下面的水放入地沟，这时 由于在一2mm的节流孔板上发生相当大的压力降，使活塞下 部空间水压降低。活塞上部仍保护给水压力，于是活塞下移， 联成阀门盘压向下部阀座，关紧给水进入管子系统的通路。给 水由旁路管流过，出口逆止门也随之关闭。
发电厂的主要热力设备概述
课题一：回热加热器
热力发电厂
一、回热加热器的型式与应用
按传热方式，可分为混合式和表面式两种。
一）混合式加热器
五大热工设备介绍解析
五大热工设备介绍一、预热器：预热器主要功能是充分利用回转窑和分解炉排出的废气余热加热生料，使生料预热及部分硅酸盐分解，最大限度提高气固间的预热效率，实现整个煅烧系统的优质、高产、低消耗。
它必须具备气固分散均匀、换热迅速和高效分离三个功能，在旋风预热器中，物料与气流之间的热交换主要在各级旋风筒之间的连接管道中进行，因此对旋风筒本身的设计，主要考虑了如何获得较高的分离效率和较低的压力损失，旋风筒的主要任务在于气固分离。
来自上一级旋风筒收集下来的物料经喂料管落入散料板上冲散折回进入下一级旋风筒的排气管道中均匀冲散悬浮，并随上升气流进入旋风筒进行气固分离，气流由上而下做旋风运动，最后从锥部随排风机给予的动能沿旋风筒的中心垂直往上运动，此时，固体的物料沿筒壁落下进入下料溜管，排出的是相对干净的废气。
旋风筒的收尘效率及阻力与旋风筒内的风速密切相关，旋风筒截面风速一般控制在5—6m/s，进风口风速在15-18m/s，出口风速控制在11-14m/s，若过高，引起系统阻力较大，过低不利于旋风筒收尘。
预热器主要部位工艺操作参数如下图（以天津院TDF预热器为例）：预热器工作原理如下图：二、分解炉：分解炉是在预热器和回转窑之间增设的一个装置，燃煤喂入分解炉燃烧放出的热量与进入炉内的生料碳酸盐的分解和吸热过程同时在浮状态下进行，使得入窑碳酸盐分解率提高到90%以上。
原来在窑内进行的分解反应移至分解炉内来，燃料大部分从分解炉内加入，减轻了窑内热负荷，延长了衬料的寿命有利于生产大型化，由于燃料与生料粉混合均匀，燃料燃烧热及时传递给物料，使燃烧、换热及碳酸盐分解过程都得到优化，因而具有优质、高效、低耗等一系列优良性能特点，它主要作用是燃料的燃烧、换热和碳酸盐的分解。
在分解炉内，生料及燃料分别依靠“涡旋效应”、“喷腾效应”、“悬浮效应”和“流化态效应”分散于气流之中。
由于物料之间在炉内流场中产生相对运动，从而达到高度分散、均匀混合和分布、迅速换热、延长物料在炉内的滞留时间，达到提高燃烧效率、换热效率和入窑物料碳酸盐分解率的目的。
第六章 热力系统及设备
第六章热力系统及设备第一节回热加热系统及设备—、回热加热系统现代电站用的汽轮机都是具有回热抽汽的汽轮机，回热抽汽与加热器组成回热加热系统，回热加热是指从汽轮机中抽出部分蒸汽，引入回热加热器中对锅炉给水进行逐级加热的过程，与之相应的热力循环叫回热循环。
给水回热加热的意义在于采用给水回热以后，一方面，回热使汽轮机进人凝汽器的排汽量减少了，汽轮机冷源损失降低了；另一方面，回热提高了锅炉给水温度，使工质在锅炉内的平均吸热温度提高，使锅炉的传热温差降低，相应的减少了汽轮机的热耗量，提高汽轮机循环的热效率。
影响回热过程热经济性的主要因素有：多级回热给水总焓升(温升)在各加热器间的加热分配、锅炉最佳给水温度和回热加热级数。
三者紧密联系，互有影响，在汽轮机初、终参数一定的情况下，各制造厂不尽相同，但都是以热经济性最高为目标、技术经济性合理为条件进行选择的。
通常回热级数越多循环热效率就越高，设备也越多，投资也越大，每增加一级的收益随之递减。
在级数一定的情况下，存在一理论上最佳给水温度，此时给水总焓升在各加热器间的分配若能达到最佳值，则汽轮机循环的热效率就会最高。
国产300MW机组的回热系统不论是引进型还是优化引进型其基本系统如图6—1所示，汽轮机8段抽汽分别供给8台加热器作加热汽源。
通常汽轮机高压缸第一段抽汽供给1号高压加热器，高压缸排汽的一部分供给2号高压加热器，其余的排汽进入锅炉再热器吸热后，图6—1 300MW机组发电厂原则性热力系统返回汽轮机中压缸，中压缸的第三段抽汽和排汽分别供给3号高压加热器和除氧器，低压缸的：4段抽汽分别供给4台低压加热器用。
图中3台高压加热器(J1、J2、J3)均带有内置式蒸汽冷却段和疏水冷却段，疏水逐级自流至除氧器(J4)，4台低压加热器(J5、J6、J7、J8)均有内置式疏水冷却段，疏水也采用逐级自流方式至凝汽器热井。
所谓疏水逐级自流即是利用加热器间的压差使疏水由压力较高的加热器自动流人压力较低的加热器，它无高速旋转的水泵，只需用管道和疏水器即可，系统简单、安全可靠，大型机组回热系统的疏水收集方式均以此为主要形式。
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4—5 多变膨胀
p0
1’
p5=0.3~0.5MPa
0
1
t5500℃
V
5—1’ 开阀排气， V 降压
1’—0 活塞推排气,完成循环
四冲程高速柴油机的理想化
1. 工质
p3 4
定比热理想气体
工质数量不变
2
P-V图p-v图
2’
2. 0-1和1’ -0抵消 开口闭口循环
3. 燃烧外界加热
p0 0
5 1’
1
4. 排气向外界放热
4
1
5 1
v
柴油机与汽油机动力循环图示
p 3
2
4 5
1
v 柴油机，压燃式
p 3
2
1
4
1
v 汽油机，点燃式
定容加热循环（奥图OTTO循环)
p 3
T
3
2
2
4
4
1
1
v
s
定容加热循环的计算
吸热量
T
3
q1cvT3T2
放热量(取绝对值）
2
4
q2cvT4T1
1
热效率
s
t
wq1q21q21T 4T 1
q1 q1
V
5. 多变绝热
6. 不可逆可逆
理想混合加热循环（萨巴德循环） (Sabathe) Dual cycle
分析循环吸热量，放热量，热效率和功量
p
3
4
T
4 3
2
2
5
5
1 1
v
s
理想混合加热循环的计算
吸热量
T
q 1 c vT 3 T 2 c pT 4 T 3
4 3
放热量(取绝对值）
2
5
q2 cvT5T1
汽油易爆燃
一般汽油机 510
柴油机14 21
一般柴油机效率高于汽油机的效率
但汽油机小巧
柴油机与低速柴油机循环图示
p 3
2
4 5
1
v 柴油机，压燃式
p
1
2
3
4
1
v 低速柴油机，压燃式
定压加热循环（狄塞尔Diesel循环)
p
T
3
2
3
4
1
2
4
1
v
s
定压加热循环的计算
吸热量
q1cpT3T2
T
3
放热量(取绝对值）
最高压力 p m a x 反映材料耐压、壁厚、成本 最高压力 T m a x 反映材料耐温
比较的对象：混合加热，定容加热，定压加热
t
1
q2 q1
和 q 1 相同
T
q2v q2mq2p 2
tv tmtp
平均温度法
1
3v 3m 3p 4p
4m 4v
s
p m ax
和
T
m
a
相同
x
t
1
q2 q1
T
3
q 2 相等
1
热效率
s
t
w q1 q2
q1
q1
1q21 T5T1
q1 T3T2kT4T3
定义几个指标性参数
p
3
2
Compression ratio 压缩比
v1
4
v2
反映 气缸 容积
5
定容增压比
p3 p2
1
预胀比 v 4
v Cutoff ratio v 3
反映 供油 规律
理想混合加热循环的计算
热效率
作业
5-1 5-2
第五章 热力循环 与热工设备简介
编辑ppt
2
热力循环研究目的和分类
动力循环：工质连续不断地将从高温热源取 得的热量的一部分转换成对外的净功
研究目的：合理安排循环，提高热效率
按工质
气体动力循环：内燃机 ICE
空气为主的燃气 按理想气体处理
蒸汽动力循环：外燃机 ECE
水蒸气等 实际气体
废气
Exhaust valve
吸气 Intake
压缩 Compression
膨胀 Expansion
排气 Exhaust
四冲程高速柴油机工作过程
下止点 Bottom dead center 上止点 Top dead center
四冲程高速柴油机工作过程
0—1 吸空气
p3
1—2’ 多变压缩
一般n=1.34~1.37
气体动力循环分类
活塞式 piston engine
按结构
汽车，摩托，小型轮船
叶轮式 Gas turbine cycle
航空，大型轮船，移动电站 联合循环的顶循环
气体动力循环分类
汽油机 petrol (gasoline) engine
小型汽车，摩托
按燃料 柴油机diesel engine
中、大型汽车，火车， 轮船，移动电站
2 2’
p2’=3~5MPa t2’=600~800℃
2’
柴油自燃t=335℃ 喷柴油 Autoiginition
p0
0
1
2 开始燃烧
V
2—3 迅速燃烧，近似 V
p↑5~9MPa
四冲程高速柴油机工作过程
3—4 边喷油，边膨胀
p3 4
近似 p 膨胀
t4可达1700~1800℃
2 2’
4 停止喷柴油
5
t 1T3T2T5kTT14T3
T
v
pv
1
v p2v
34 23
3
4 5
T2
T1
v1 v2
k1
T1k1
2 1
T3
p3 p2
T2
T1k1
T4
v4 v3
T3
T1k1
s
理想混合加热循环的计算
热效率
T
t 1T3T2T5kTT14T3
4 3
5
T5 vv54k1T4 pp15T1kT1
2 1
t 1k11kk11
s
各因素对混合加热循环的影响
t 1k11kk11
1、当 、 不变
k
t
t
受气缸材料限制
一般柴油机 1421
潜艇用氦气，k=1.66
k 1.4 k 1.3
k 1.2
各因素对混合加热循环的影响
t 1k11kk11
2、当 不变
p
t
t
3
t
2
注意：
图示的研究方法
1.5
2
不必记忆 t 的复杂式 3
q1p q1mq1v
tp tmtv
2p
2m
4
2v
1
s
பைடு நூலகம்
p m a x 和 q 1 相同
工程热力学研究方法，先对实际动 力循环进行抽象和理想化，形成各种理 想循环进行分析，最后进行修正。
§5-1 内燃机的基本构造及循环
一、四冲程高速柴油机（混合加热循环）
high-speed diesel engin
四冲程柴油机工作原理
Air 空气
Fuel 油
Intake valve
Exhaust gas
q2cvT4T1
2
4
热效率
1
t
wq1q2
q1
q1
1q2 q1
s
定压加热循环的计算
热效率
t
1
k 1 k1k( 1)
t
当 不变 t 当 不变 t
已被淘汰
1.5
2 2.5
§5-2 活塞式内燃机循环比较
比较的条件
压缩比 反映气缸结构尺寸、工艺材料 吸热量 q 1 反映作功量（马力）
煤油机 kerosene oil engine
航空
气体动力循环分类
按点燃方式：点燃式 spark ignition 压燃式 compression ignition
按冲程数： 二冲程 two-stroke 四冲程 four-stroke
动力循环研究方法
实际动力循环非常复杂 不可逆，多变指数变化，燃烧等
q1 T 3T 2
定容加热循环的计算k1
热效率
T2 TT1
v1 v2
t
1 T4 T3
T1 T2
1
T1
T4 T1
T2
T3 T2
1
1
1 T1 T2
2
1
11
k 1
v1 v2
T3 T4 3 4
s
1
1
k 1
定容加热循环的计算
t 1k11kk11
1
t
1
1
k 1
k
t