发电厂蒸汽动力循环示意图

.,发电厂远景图,第十一章蒸汽动力循环装置,教学目标：使学生掌握蒸汽动力循环及其计算方法。知识点：蒸汽动力基本循环；朗肯循环；回热循环与再热循环；热电循环；蒸汽燃气联合循环。重点：回热循环、再热循环以及热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方法和途径。难点：回热循环与再热循环计算，提高循环热效率的途径和计算方法。,.,.,.,火电厂生产过程简介,汽包锅炉，开式循环系统,.,.,1,2,2,3,3,4,4,p,s,v,T,饱和蒸汽的卡诺循环,饱和蒸汽的卡诺循环,11-1简单蒸汽动力装置循环朗肯循环,一、工质为水蒸汽的卡诺循环,.,1、朗肯循环的组成定压吸热、定熵膨胀、定压放热、定熵压缩,二、朗肯循环及其热效率,.,简单蒸汽动力装置流程图,.,朗肯循环在T-S图和p-v图中的表示,s,T,1,2,3,4,p,v,.,1,2,3,4,h,s,朗肯循环在h-s图上的表示,.,s,T,2、朗肯循环的计算,吸热量,放热量,循环热效率,吸热平均温度,放热平均温度,循环热效率,汽耗率,汽耗率：每生产kW.h（3600kJ）的功所消耗的蒸汽量。,2,3,4,.,例1已知朗肯循环的初压p1=5MPa,初温t1=500，乏汽压力p2=5kPa，试求该循环的平均吸热温度、循环热效率及乏汽干度。,解查水蒸气表由p1=5MPa,t1=500查得,p2=5kPa=0.005MPa时,计算乏汽的干度,乏汽的焓,s,T,2,3,4,.,查表得,吸热量,放热量,熵变量,吸热平均温度,放热平均温度,.,吸热量,放热量,吸热平均温度,热效率,放热平均温度,热效率,.,0300350400450500550,t%,35,36,37,38,39,40,3,2,1,4,5,T1,T1,1、蒸汽初温对循环热效率的影响,s,T,初温t,蒸汽初温对循环热效率的影响,三、蒸汽参数对热效率的影响,.,550,500,400,350,0.48,0.44,0.40,0.36,s,3,2,5,4,1,1,T,T1,T,036912151821,初压p1MPa,2、蒸汽初压对循环热效率的影响,蒸汽初压对循环热效率的影响,.,2468101214161820,0.40,0.41,0.42,0.43,0.44,0.45,0.46,0.47,0.48,p2kPa,1,4,5,3,2,s,s1,s3,s3,T0,T1,T,3、背压对循环热效率的影响,t,.,蒸汽参数的影响归纳如下:,(1)提高蒸汽初参数p1，t1,可以提高循环热效率（蒸汽温度提高50，循环效率提高2个百分点）现代蒸汽动力循环朝着高参数方向发展。我国目前采用的亚临界机组参数见表11.1。,低参数中参数高参数超高参数亚临界参数,初压/MPa,初温/,发电功率/MW,1.33.59.013.516.5,340435535550,535550,535,1.5362550100125,200200,300,600,表11.1亚临界及以下参数的机组(汽轮机进口参数),.,表11.2超临界参数机组(锅炉出口参数),我国超临界机组的参数尚未形成标准系列。,.,注：临界压力：22.12MPa,临界温度：374.15第一台试验性超临界125MW机组（31MPa,621/566/538）,1957年在美国投运。第二台超临界325MW机组（34.4MPa,649/566/566）,1959年在美国投运。,表11.3国外火电机组蒸汽参数的发展,.,表11.4部分超临界机组经济性举例,.,(2)降低乏气压力可以提高循环热效率(乏气压力每降低2kPa,循环效率提高1个百分点)。但乏气压力受环境温度限制。目前火力发电厂一般在0.004MPa0.006MPa的乏气压力下运行。,.,四、有摩阻的实际循环,吸热量,放热量,汽轮机作功,水泵耗功,循环热效率,循环净功,2,3,4,s,T,汽轮机的相对内效率,水泵的相对内效率,.,五、实际循环的计算,2,3,4,s,T,已知,求,关键：,得到,因,所以,.,1,5,7,H.P,L.P,8,9,3,一、蒸汽再热循环,Boiler,Reheater,Low-Pturbine,High-Pturbine,Pump,Condenser,qin,qout,蒸汽再热循环系统示意图,wturb,out,wpump,in,蒸汽再热循环系统示意图,11-2再热循环,.,1,6,5,4,3,2,2,s,T,1,6,5,2,2,h,h6,h1,h5,h2,h2,p1,pRH,p2,x2,x9,x=1,s,t1,蒸汽再热循环的T-s图和h-s图,二、蒸汽再热循环在T-s图和p-v图中表示,.,三、再热循环分析,忽略水泵消耗功，循环作功：,循环热效率：,.,1,6,4,3,2,s,T,四、再热压力对循环热效率大小的影响,T1,5,T2,再热压力对循环热效率大小的影响,.,1,2,A,4,T,s,A,1,5,3,一、回热循环系统示流程图和T-s图,Boiler,Turbine,Pump,Condenser,OpenFWH,FWH=Feedwaterheater,qin,qout,4,3,6,6,5,Pump,1kg,kg,kg,wturb,out,11-3回热循环,.,回热器的能量分析模型,OpenFWH,能量平衡方程,抽汽量,回热器的能量分析模型,.,1,2,4,T,s,3,6,5,1kg,kg,kg,吸热量,放热量,汽轮机作功,水泵耗功,循环热效率,二、回热循环的计算,循环净功,.,分级(二级)抽汽回热循环系统示意图,kg,(1-1)kg,2kg,1kg,1kg,h02,h02,h2,h2,h01,h01,1kg,Turbine,Condenser,qin,qout,Generator,Electricity,Boiler,Pump,Pump,Pump,OpenFWH,OpenFWH,h1,01,02,2,1,5,T,s,p1,p01,p02,p2,.,第一、二级回热器的能量分析模型,OpenFWH,OpenFWH,.,1,2,3,4,背压式汽轮机热电联产循环,User,Boiler,Turbine,Pump,qin,qout,Generator,Electricity,Heatexchanger,11-4热电合供循环,.,抽汽调节式热电联产设备系统图,Turbine,Boiler,Pump,Pump,Generator,Electricity,OpenFWH,Condenser,qin,qout,Regulatorvalve,Heatexchanger,User,.,机组循环系统总图示意图,11.33MPa,536.4,2.10MPa,537.5,0.50MPa,346,254.5,35.7,401.0,0.47MPa,349.6,6.53kP,5.52kP,.,11-5燃气蒸汽联合循环,.,燃气轮机联合循环技术,效率高：E级联合循环效率5152F级5557，H级达到60以上污染少：可将NOx排放控制在50mg/Nm3以内启动快、适合调峰：燃机单循环可以在20分钟内带满负荷联合循环可以在60分钟内带满负荷可以实现黑启动、提高电网安全性自动化程度高、人员