过控热力学第0章蒸汽动力循环装置

工程热力学Engineering

Thermodynamics动力工程系热工教研室第十章

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

蒸汽及蒸汽动力装置( power

plant)

：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 诞生。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。蒸汽动力装置可利用各种

。蒸汽是无污染、价廉、易得的工质。蒸汽电厂示意图§10-1

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：温限小；膨胀末端x太小；压缩两相物质的

；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

wnet

1

q2t1wnet

wt

,Twt

,

p

h4

h3wnet

h1

h2

h4

h3

p

T2T121,?tTq2

h2

h3

?

cp

T2

T3

?Ts

s3

s2

q1

h1

h4

h1

h2

h4

h3

net1

1

q2h1

h4tw

wt

,

p

wt

,Twnet

wt

,T若忽略水泵功，同时近似取h4h3，则wnet

wt

,Td）耗汽率(rate)及耗汽量理想耗汽率(ideal rate)

d0—装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量

1

d0

h1

h2kg/J,工程上用kg/kW

h耗汽量D0

d0

P0

P0

功率,W三、初参数对朗肯循环热效率的影响1、初温t1T

1

T

2不变

t

or

循环1t2t3561t=循环123561+循环11t2t21t123561t11

2

21t

t

t

2、初压力p1但x2下降且p

太高造成强度问题P

1

,P

2不变

t

3、背压p2但受制于环境温度，不能任意降低2

s

p2

6kPa,

ts

36.17

C;同时，x2下降P

1不变,P

2

t

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

h2act

h3

不变

h2'

q2t

a）汽轮机相对内效率

h2)

(h1

h2

)

(h2actwt

,act

h1

h2act

h2

(1

T

)(h1

h2

)act这样h21

2h

h

h1

h2actwt

wt

,actT2、实际作功(忽略泵功）T

0.85

~

0.92c）装置有效热效率ηews—有效轴功ηm—机械效率b）循环热效率(忽略泵功）

2T

1112'

h1

h2act12'iT

twqnet,act

wt

,Tacth

hh

hh

h

考虑机械损失T

t

mseqw

13、实际耗汽率di和耗汽量Di

d0h1

h211i2actTd

h

h1Di

di

Pih1

h2

h1

h2actPi

实际

功率例题\第十章\A466155.ppt

例题\第十章\A460299.ppt

作业：四版10-12；三版11-6§10-2再热循环—reheat

cycle;resuper-heating

cycleP1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：wnet

h1

h5

h6

h7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：四版10-13；三版11-7ηt？q1

h1

h3

h6

h5net15w

h1

h5

h6

h7q

h1

h3

h6

ht

§10-3回热循环--regenerative

cycle一.抽汽回热循环—regenerative

cycle

withextraction;regenerative

cyclewithfeed-waterheater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'h01

h2'2.回热器(regenerator)R熵方程：1

s2'

s01

s01'

S

f

Sg

scV

0Sg

s01'

s01

1

s2'I

T0

Sg3.循环热效率wnet

h1

h01

1

h01

h2

01'11h

hqnetw

h1

h01

1

h01

h2

t

or

wnet

1

h1

h2

h1

h01

或：抽汽回热ηt上升抽汽级数越多ηt越高，若级数趋向无穷，ηt=1？q1

h1

h01'q2

1

h2

h2'

01'112h

h

h22'qq

1

1

ht

1思考：1）抽汽回热循环s2

s2'

h2

h2'

s01's1

h01'

h1?T

放其中T

吸TTt

1

吸放Q1

T吸

(s1

s01

)

T吸否，因为Q2

T放(1

)(s2

s2

)

T放T吸(s1

s01

)

T吸

1

T放(1

)(s2

s2

)

1

T放QQt

1122）回热器是间壁式，α怎么求？3）回热器中过程不可逆，为什么循环ηt上升？作业：四版10-14；三版11-8例题\第十章\A466266.ppt例题\第十章\A460200.PPT§10-4热电合供循环—power-and-heating

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