动力热力学第11章 蒸汽动力循环装置要点

1 h1 h2
d0
T
Di di Pi
Pi 实际内部功率
作业：11－6
例题\第十一章\A466155.ppt 例题\第十一章\A460299.ppt
§11-2 再热循环 —reheat cycle; resuper-heating cycle
P1升高后，x2下降，再热可以提高
再热对循环效率的影响 忽略泵功：
3）回热器中过程不可逆，为什么 循环ηt上升？ 作业：11－8
例题\第十一章\A466266.ppt 例题（英）\A466277（英）.ppt 例题\第十一章\A460200.PPT 例题（英）\A466398（英）.ppt
§11-4 热电合供循环 —power-and-heating plant cycle
3、背压p2
T但1不受变制于,T环2 境 温度，不t 能任同降意时降，低x2下
p2 6kPa,ts 36.17 C; p2 4kPa,ts 28.95 C
例题（英）\A466167（英）.ppt
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
q2 h2act h2'
蒸汽电厂示意图
§11-1 简单蒸汽动力装置循环 —郎肯循环(Rankine cycle)
一.简介
二、朗肯循环
1、水蒸气的卡诺循环 6ab56 水蒸气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。
2.朗肯循环 a）流程图 b）p-v，T-s 及 h-s 图
c）朗肯循环的热效率
t
wnet q1
1 q2 q1
wnet wt,T wt, p
wt,T h1 h2 ? cp T1 T2
wt, p h4 h3
wnet h1 h2 h4 h3
q1 h1 h4
q2 h2 h3 ? cp T2 T3 ?Ts s3 s2
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78%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。
d0
h1
1 h2
kg/J,工程上用kg/ kW h
耗汽量 D0 d0P0 P0 功率,W
三、初参数对朗肯循环热效率的影响
1、初温t1
T1 T 2不变 t
or 循环1t2t3561t =循环123561+循环11t2t21
t11t2t21
t123561
t
2、初压力p1
T1 ,T 2不变 t 但x2下降 且 p 太高造成强度问题
t
wnet q1
h1 h01 1 h01 h2
h1 h01'
或
q1 h1 h01'
q2 1h2 h2'
t
1
q2 q1
1
1 h2 h2'
h1 h01'
讨论： a）抽汽回热ηt上升 b）抽汽级数越多ηt越高 ，若级数趋向无穷， ηt=1？
思考：
1）抽汽回热循环
t
1 T放 T吸
工程热力学
Engineering Thermodynamics
动力工程系 热工教研室
第十一章 蒸汽动力装置循环
图\设备图\电厂鸟览图.doc 图\设备图\锅炉.doc 图\设备图\汽轮机车间图.doc 图\设备图\汽轮机高压缸.doc
图\设备图\汽轮机中压缸.doc 图\设备图\汽轮机低压缸.doc
?
其中T 吸 h1 h01' s1 s01'
T 放 h2 h2' s2 s2'
否 ，因为
Q2 T放 (1 )(s2 s2 ) T放
Q1
T吸 (s1 s01 )
T吸
t
1 Q2 Q1
1 T放 (1 )(s2 s2 )
T吸 (s1 s01 )
1 T放 T吸
2）回热器是间壁式，α怎么求？
i
wnet , act q1
wt ,Tact q1
h1 h2act h1 h2'
T h1 h2
h1 h2'
Tt
c）装置有效热效率ηe
e
ws q1
Ttm
考虑机械损失 ws—有效轴功 ηm—机械效率
3、实际内部耗汽率di和2act
h1 h2 h1 h2act
一.抽汽回热循环—regenerative cycle with steam extraction; regenerative cycle with feed-water heater
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'
t
2、实际作功 (忽略泵功）
wt,act h1 h2act (h1 h2 ) (h2act h2 )
a）汽轮机相对内效率
T
wt ,act wt
h1 h2act h1 h2
T 0.85 ~ 0.92
这样 h2act h2 (1T )(h1 h2 )
b）循环内部热效率 (忽略泵功）
h01 h2'
2.回热器(regenerator)R 熵方程：
1 s2' s01 s01' S f Sg scV 0
Sg s01' s01 1 s2'
I T0Sg
3.循环热效率
wnet h1 h01 1 h01 h2 or wnet 1h1 h2 h1 h01
t
wnet q1
1 q2 q1
h1 h2 h4
h1 h4
h3
wt, p wt,T wnet wt,T
wnet wt,T wt, p
若忽略水泵功，同时近似取h4h3， 则
d）耗汽率(steam rate)及耗汽量
理想耗汽率(ideal steam rate) d0 —装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量
wnet h1 h5 h6 h7
q1 h1 h3 h6 h5
t
wnet q1
h1 h5 h6 h7 h1 h3 h6 h5
ηt
？
再热压力取（20～30％）×p1时，热效率可以提高
其他影响：x末上 升、d0下降；但 复杂化，投资上 升。
作业：11－7
§11-3 回热循环 --regenerative cycle