能源转换与利用第2章热力系统分析
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d T 0 ( s 4 s 3 )
能源转换与利用第2章热力系统分 析
1
Ii Ig Ij It In Ib
1’
汽轮机
发电机
Ii ef
i
2 4
凝汽器
e
ef
ef
Ii 1
3
装置的净功： w t w 1 w 2 d ( h 1 h 2 ) ( h 4 h 3 )
ee w ft d(h 1 h2 e )f(h4h3)
T0(s2 s1)即面积 bs2s1c
能源转换与利用第2章热力系统分 析
T
1
1
p1
ηetdw 1ext1dItext
2s
4
p2
2
3
T0
a
cb
s1 s 2 S
η e td w 1 e x td d ( ( e h x 1 1 e h x 2 2 ) ) ( ( h h 1 1 h h 2 2 s ) ) ( ( e h x 1 1 h e 2 x s 2 ) ) i( ( t e h x 1 1 h e 2 x s 2 ) )
第三章 热力系统分析
3.1
3.2 燃气-蒸汽联合循环 3.3 热电联产系统分析 3.4 中低温余热动力回收的热力系统分析 3.5 热泵系统分析
能源转换与利用第2章热力系统分 析
3.1
电能中，80%以上是由燃料通过蒸汽动力循环转换 而来。蒸汽动力循环是应用最广、最重要的一种热 力循环，将它的效率提高0.1%，我国每年将节约几 十万吨标准煤。 3.1.1 朗肯循环是最基本的蒸汽热力循环，也称为简单蒸 汽动力装置循环。它由锅炉、汽轮机、给水泵和冷 凝器组成，并由管路连接。构成热力系统。
能源转换与利用第2章热力系统分 析
Байду номын сангаас
１
q1
锅炉B
１’
汽轮机T
W1
４
水泵P W2
２
q2
冷凝器C
３
能源转换与利用第2章热力系统分 析
系简 统单 图蒸
汽 动 力 装 置
简单蒸汽动力装置流程图
能源转换与利用第2章热力系统分 析
朗肯循环可以理想化为由两个可逆定压过程和两个可逆
绝热过程组成的理想循环。
4-1—定压吸热过程，1’-2—绝热膨胀过程，
析
1
1
2s
2
S
3、汽轮机
T
1
蒸汽在汽轮机中绝热膨胀对外
做出的有用功：
4
w 1d(h1 h2)
3
p1 p2
c
1
2s
2
T0
b
s1 s 2 S
d e x d t ( e x 1 e x 2 ) d ( h 1 h 2 ) T 0 ( s 1 s 2 )
I t d e x tw 1 d T 0 ( s 2 s 1 )
2-3-a-b
1
1
2s
2
T0
b
S
t
In ef
d(ex2ex3) ef
能源转换与利用第2章热力系统分 析
5、水泵 水在水泵中被增压可以看成是绝热压缩过程。 它所消耗的功为：w2d(h4h3)
ex b d(ex4ex3)
I b w 2 e x b d ( h 4 h 3 ) ( h 4 h 3 ) T 0 ( s 4 s 3 )
2-3—定压放热过程， 3-4—绝热压缩过程。
1-1’为阻力和散热造成的温降和压降
1’
汽轮机
1
T
1
1
锅
发电机
炉
4 4
2 4
3
2
凝汽器
3
给水泵
3
S
能源转换与利用第2章热力系统分 析
锅炉的燃料低发热值为 Q dw
锅炉的热效率为η tg
T
汽轮机的相对内效率为 it
水泵效率为 b
4
1 ( p1,t1)
s2 s1
能源转换与利用第2章热力系统分 析
1kg
Igef dexg
燃烧、传热不可 逆及排烟散热等
ηeg de Δ f xe g Q dew fηtg((eh x1 1 e hx 44 ))ηtg
1(ex1ex4) ef (h 1h4)
λf 1
Q dwq —远小于1
能源转换与利用第2章热力系统分 析
2、蒸汽管路
T
由于管路的阻力及散热，蒸汽
p1
进口降为 e x 1
e x 1 至汽轮机
4
p2
3
对1kg
I j d ( e x 1 e x 1 ) d ( h 1 h 1 ) T 0 ( s 1 s 1 )
ej
e x1 e x1
—
j
Ij ef
d(ex1ex1) ef
能源转换与利用第2章热力系统分
3
1’ (p1,t1)
s4 s3
能源转换与利用第2章热力系统分 析
1
1
p1
2s
p2
2
S
1、锅炉
T
1kg蒸汽在锅炉中的吸热量：
4
q1(h1h4)
3
1
1
p1
2s
p2
2
1kg燃料所能产生的蒸汽量： S d Qdwtg (h1 h4 )
1kg
e x g ( e x 1 e x 4 ) ( h 1 h 0 ) T 0 ( s 1 s 0 ) ( h 4 h 0 ) T 0 ( s 4 s 0 ) ( h 1 h 4 ) T 0 ( s 1 s 4 )
(h 1h 4) (34 1 5.3 9 0 )4
朗肯循环的热效率：
tw 1q 1w 2(h1 h (h 21 ) h (h 44 )h3)
蒸汽动力循环（包括锅炉）的热效率：
t d ( h 1 h 2 Q ) d ( h w 4 h 3 ) t( g h 1 h ( h 2 1 ) h ( h 4 4 ) h 3 ) tg t
单位工质实 ：际不可逆对外做功
t
It ef
dT0(s2s1) ef
理论可逆做功
能源转换与利用第2章热力系统分 析
4、凝汽器 蒸汽在凝汽器中放出热量
q2d(h2h3)
T
p1
4
p2
3
a
成 损失，即：
In d (e x 2 e x 3 ) d (h 2 h 3 ) T 0 (s2 s 3 )
q 2 d T 0 (s2 s 3 )
能源转换与利用第2章热力系统分 析
能源转换与利用第2章热力系统分 析
能源转换与利用第2章热力系统分 析
两种计算结果对比：
配有很大差别。
热平衡认为装置的主要热损失是在凝汽器中，放 给冷却水的热量占输入热的59.07%。
，
3.2%，
能源转换与利用第2章热力系统分 析
例题1 已知朗肯循环的各点参数： 1
4
1’
汽轮机
发电机
2
凝汽器
3
能源转换与利用第2章热力系统分 析
能源转换it与利(用(hh第112章h热h22力s))系统分
析
b
(h4s h3) (h4 h3)
每1kg燃料产生的蒸汽量为：
dQ d w tg40 5 0 .90 1 0.0 1 (k/g k)g
能源转换与利用第2章热力系统分 析
1
Ii Ig Ij It In Ib
1’
汽轮机
发电机
Ii ef
i
2 4
凝汽器
e
ef
ef
Ii 1
3
装置的净功： w t w 1 w 2 d ( h 1 h 2 ) ( h 4 h 3 )
ee w ft d(h 1 h2 e )f(h4h3)
T0(s2 s1)即面积 bs2s1c
能源转换与利用第2章热力系统分 析
T
1
1
p1
ηetdw 1ext1dItext
2s
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T0
a
cb
s1 s 2 S
η e td w 1 e x td d ( ( e h x 1 1 e h x 2 2 ) ) ( ( h h 1 1 h h 2 2 s ) ) ( ( e h x 1 1 h e 2 x s 2 ) ) i( ( t e h x 1 1 h e 2 x s 2 ) )
第三章 热力系统分析
3.1
3.2 燃气-蒸汽联合循环 3.3 热电联产系统分析 3.4 中低温余热动力回收的热力系统分析 3.5 热泵系统分析
能源转换与利用第2章热力系统分 析
3.1
电能中，80%以上是由燃料通过蒸汽动力循环转换 而来。蒸汽动力循环是应用最广、最重要的一种热 力循环，将它的效率提高0.1%，我国每年将节约几 十万吨标准煤。 3.1.1 朗肯循环是最基本的蒸汽热力循环，也称为简单蒸 汽动力装置循环。它由锅炉、汽轮机、给水泵和冷 凝器组成，并由管路连接。构成热力系统。
能源转换与利用第2章热力系统分 析
Байду номын сангаас
１
q1
锅炉B
１’
汽轮机T
W1
４
水泵P W2
２
q2
冷凝器C
３
能源转换与利用第2章热力系统分 析
系简 统单 图蒸
汽 动 力 装 置
简单蒸汽动力装置流程图
能源转换与利用第2章热力系统分 析
朗肯循环可以理想化为由两个可逆定压过程和两个可逆
绝热过程组成的理想循环。
4-1—定压吸热过程，1’-2—绝热膨胀过程，
析
1
1
2s
2
S
3、汽轮机
T
1
蒸汽在汽轮机中绝热膨胀对外
做出的有用功：
4
w 1d(h1 h2)
3
p1 p2
c
1
2s
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T0
b
s1 s 2 S
d e x d t ( e x 1 e x 2 ) d ( h 1 h 2 ) T 0 ( s 1 s 2 )
I t d e x tw 1 d T 0 ( s 2 s 1 )
2-3-a-b
1
1
2s
2
T0
b
S
t
In ef
d(ex2ex3) ef
能源转换与利用第2章热力系统分 析
5、水泵 水在水泵中被增压可以看成是绝热压缩过程。 它所消耗的功为：w2d(h4h3)
ex b d(ex4ex3)
I b w 2 e x b d ( h 4 h 3 ) ( h 4 h 3 ) T 0 ( s 4 s 3 )
2-3—定压放热过程， 3-4—绝热压缩过程。
1-1’为阻力和散热造成的温降和压降
1’
汽轮机
1
T
1
1
锅
发电机
炉
4 4
2 4
3
2
凝汽器
3
给水泵
3
S
能源转换与利用第2章热力系统分 析
锅炉的燃料低发热值为 Q dw
锅炉的热效率为η tg
T
汽轮机的相对内效率为 it
水泵效率为 b
4
1 ( p1,t1)
s2 s1
能源转换与利用第2章热力系统分 析
1kg
Igef dexg
燃烧、传热不可 逆及排烟散热等
ηeg de Δ f xe g Q dew fηtg((eh x1 1 e hx 44 ))ηtg
1(ex1ex4) ef (h 1h4)
λf 1
Q dwq —远小于1
能源转换与利用第2章热力系统分 析
2、蒸汽管路
T
由于管路的阻力及散热，蒸汽
p1
进口降为 e x 1
e x 1 至汽轮机
4
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3
对1kg
I j d ( e x 1 e x 1 ) d ( h 1 h 1 ) T 0 ( s 1 s 1 )
ej
e x1 e x1
—
j
Ij ef
d(ex1ex1) ef
能源转换与利用第2章热力系统分
3
1’ (p1,t1)
s4 s3
能源转换与利用第2章热力系统分 析
1
1
p1
2s
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2
S
1、锅炉
T
1kg蒸汽在锅炉中的吸热量：
4
q1(h1h4)
3
1
1
p1
2s
p2
2
1kg燃料所能产生的蒸汽量： S d Qdwtg (h1 h4 )
1kg
e x g ( e x 1 e x 4 ) ( h 1 h 0 ) T 0 ( s 1 s 0 ) ( h 4 h 0 ) T 0 ( s 4 s 0 ) ( h 1 h 4 ) T 0 ( s 1 s 4 )
(h 1h 4) (34 1 5.3 9 0 )4
朗肯循环的热效率：
tw 1q 1w 2(h1 h (h 21 ) h (h 44 )h3)
蒸汽动力循环（包括锅炉）的热效率：
t d ( h 1 h 2 Q ) d ( h w 4 h 3 ) t( g h 1 h ( h 2 1 ) h ( h 4 4 ) h 3 ) tg t
单位工质实 ：际不可逆对外做功
t
It ef
dT0(s2s1) ef
理论可逆做功
能源转换与利用第2章热力系统分 析
4、凝汽器 蒸汽在凝汽器中放出热量
q2d(h2h3)
T
p1
4
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3
a
成 损失，即：
In d (e x 2 e x 3 ) d (h 2 h 3 ) T 0 (s2 s 3 )
q 2 d T 0 (s2 s 3 )
能源转换与利用第2章热力系统分 析
能源转换与利用第2章热力系统分 析
能源转换与利用第2章热力系统分 析
两种计算结果对比：
配有很大差别。
热平衡认为装置的主要热损失是在凝汽器中，放 给冷却水的热量占输入热的59.07%。
，
3.2%，
能源转换与利用第2章热力系统分 析
例题1 已知朗肯循环的各点参数： 1
4
1’
汽轮机
发电机
2
凝汽器
3
能源转换与利用第2章热力系统分 析
能源转换it与利(用(hh第112章h热h22力s))系统分
析
b
(h4s h3) (h4 h3)
每1kg燃料产生的蒸汽量为：
dQ d w tg40 5 0 .90 1 0.0 1 (k/g k)g