热工基础政企动力循环郎肯循环-公开课课件.ppt

热工基础 蒸汽动力循环 朗肯循环 授课教师 吴鸿霞 课题引入 常见的蒸汽动力装置有哪些 蒸汽做为动力 课题引入 蒸食物 集中供暖 挂烫机 常见的蒸汽动力装置有哪些 蒸汽做为动力 蒸汽动力循环 为学习再热循环回热循环做基础 教学目的 巩固水蒸气形成的五个状态和三个阶段 内容提要 4 分析朗肯循环的经济效率 3 通过郎肯循环的t s图 分析各过程中参数变化 2 通过朗肯循环装置示意图熟悉其工作过程构成 1 朗肯循环的装置系统组成 一 逻辑思维 什么是朗肯循环 添加logo 它是根据苏格兰教授威廉 约翰 macquorn 朗肯的名字命名的 郎肯循环是一种理想化的循环 有四个过程组成 郎肯循环产生世界上90 的电力 包括几乎所有的太阳能热能 生物质能 煤炭与核能的电站 朗肯循环的主要设备 锅炉 汽轮机 凝气器 给水泵 朗肯循环的装置示意图 添加logo 水冷壁 省煤器 过热器 汽轮机 凝汽器 发电机 给水泵 1 6 5 4 2 3 郎肯循环所对应的t s图 添加logo t s 4 5 6 1 3 2 0 朗肯循环的装置示意图 朗肯循环的t s图 熵值增大 系统吸热 熵值减小 系统放热 熵值不变 系统与外界无热量的交换 t s图分析 添加logo s 4 1 给水在锅炉中定压加热 分为三个阶段 五个状态 过冷水的定压预热阶段 饱和水的定温定压汽化阶段 干饱和蒸汽的定压过热阶段 朗肯循环装置示意图 朗肯循环的t s图 t s图分析 添加logo s 1 2 过热蒸汽在汽轮机内绝热膨胀做功 分析p v t s h的变化 涵h 增大 降低 比体积v 压力p 增大 朗肯循环装置示意图 朗肯循环的t s图 t s图分析 添加logo s 2 3 乏汽在凝汽器中定压定温放热凝结 p v t s的变化 涵h 比体积v p2保持不变 压力p 降低 h值减小 朗肯循环装置示意图 t s图分析 添加logo s 3 4 压力p 凝结水在给水泵中的绝热压缩过程 p v t s的变化 涵h增大 朗肯循环装置示意图 朗肯循环的t s图 郎肯循环全过程 添加logo 2009 2010 2011 2012 给水在锅炉中定压加热 过热蒸汽在汽轮机内绝热膨胀做功 乏汽在凝汽器中定压定温放热凝结 凝结水在给水泵中的绝热压缩过程 4 1 1 2 2 3 3 4 简化的t s图 添加logo s 0 在3 4的给水泵中 比体积v基本不变 熵值s不变 温度t略有升高 可以忽略不计 因此3 4两点几乎重合 t s图简化如右图 朗肯循环的t s图 各阶段热量及做功分析 添加logo s 0 有效热q0 有用功w0 q1 q2 q0 w0 面积4 5 6 1 2 3 4 循环净热量q0 循环净热量q0 循环净功w0 q0 q1 q2 wt wp 朗肯循环的热经济性指标 朗肯循环的热效率 循环净热量为 循环净功为 循环的热效率为 s 若3和4点重合时 朗肯循环的效率为 思考题 添加logo 问题 在蒸汽动力循环中 如果汽轮机的乏汽不排入凝汽器 而直接进入锅炉再吸热变成新蒸汽 这样可以避免在凝汽器中放走大量热量 从而大大提高效率 这种想法对不对 为什么 思考题 添加logo 答案 答 这种想法不能实现 因为电厂的生产介质是水 汽 实质就是水 电厂必须通过给水泵提高压力进入锅炉加热 这样才能保持热力循环 如果乏汽直接进入锅炉存在几个问题 1 无法加压 因为蒸汽密度太小 必须用大功率压缩机才能加压 这样会导致用电飙升 2 水冷壁会因为超温而爆管 因为乏汽的热容量远低于水 添加logo 问题结语 应该说现有的电厂热力循环过程是经过前人不断总结提高的经典过程 是最经济 效率最高的过程设备 t a 0 d c b s1 s s2 t2 t1 stone吴鸿霞e mail p1 t1 p2 如何提高朗肯循环的热效率 影响热效率的参数 s t 6 5 4 3 2 1 蒸汽初压对朗肯循环热效率的影响 优点 汽轮机出口尺寸小 缺点 对强度要求高不利于汽轮机安全 一般要求出口干度大于0 85 0 88 s t 6 5 4 3 2 1 蒸汽初温对朗肯循环热效率的影响 优点 有利于汽机安全 缺点 对耐热及强度要求高 目前最高初温一般在550 左右汽机出口尺寸大