第十章知识资料蒸汽动力装置循环

第十章蒸汽动力装置循环火电厂外景图凝气式燃煤电厂生产过程示意图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。蒸汽及蒸汽动力装置概述2）目前世界约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。工质为水蒸气的卡诺循环1）定温加热和定温放热难以实现

2）p-v图上定温线和绝热线斜率相差不大，因此净功较小水蒸气卡诺循环5-6-a-b-5有可能实现，但：

1）上限温度受制于临界温度，故温限小；

2）膨胀末端x太小，不利于叶轮安全；

3）绝热压缩b-5过程难实现，压缩两相物质的困难；1）压力不变时液化和蒸发温度不变；2）定温过程即定压过程，p-v图上斜率相差较大，净功较大；工质为水蒸气时：工质为两相状态的卡诺循环朗肯（Rankine）循环定压吸热过程：4-5-6-1（锅炉）绝热膨胀过程：1-2（汽轮机）定压放热过程：2-3（冷凝器）绝热压缩过程：3-4（水泵）1）乏汽完全凝结为水(b-3过程)，压缩水比压缩汽水混合物方便；2）蒸气过热过程(6-1过程)，提高蒸气干度和平均温差

；朗肯循环与两相卡诺循环相比：朗肯循环的热效率若忽略水泵功，同时近似取h4

h3，则理想耗汽率d0—装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量利用水和水蒸气热力性质图表或计算程序确定朗肯循环的热效率蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响

提高初温还可提高干度，从而提高汽轮机相对内效率和延长汽轮机使用寿命。1、初温t1

提高初温受材料耐热性能限制，一般不超过620℃。2、初压力p11）p太高造成强度问题2）使x2下降，引起汽轮机内部效率下降，并侵蚀叶片缺点：

提高压力同时提高温度，可抵消乏汽干度的降低。

理论上存在一极限压力，在极限压力处，效率达到最大值。蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响3、背压p2P2降低意味着冷凝器饱和温度的降低，但饱和温度受制于环境温度，不能任意降低背压降低也会导致x2下降讨论：我国幅员辽阔，四季温差大，对蒸汽发电机组有什么影响？蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响有摩阻的实际朗肯循环摩阻损耗导致不可逆绝热过程1-2act汽轮机内部相对效率ηT（简称汽机效率）近代大功率汽轮机ηT在0.85～0.92之间

1kg蒸汽在实际工作循环中作出的循环净功叫做实际循环内部功wnet,act有摩阻的实际朗肯循环实际内部功耗汽率di循环内部热效率机械效率ηm

蒸汽在实际循环中作的循环净功与热源供给的热量的比值有摩阻的实际朗肯循环再热循环一、设备流程及T-s图干度由c增大到2再热对循环效率的影响其他影响：干度上升（根本目的）；耗汽率d0下降；复杂化，投资上升。ηt？忽略泵功：取决于附加循环的热效率回热循环一、抽汽回热循环

从汽轮机恰当部位抽出尚未完全膨胀的，压力和温度较高的少量蒸汽，去加热低温凝结水，该部分抽汽并未向冷源放热。混合式回热器

回热循环目的：利用蒸汽回热对给水进行加热，消除朗肯循环中水在较低温度下吸热的不利影响，以提高热效率。表面式回热器αkg抽汽(1-α)kg乏汽

因部分蒸汽用于回热，做功减少，因此耗汽率增加。回热循环分析忽略泵功能量方程：

1、抽汽量循环净功：回热循环热效率一定大于基本朗肯循环的热效率

2、热效率或：回热循环分析缺点：增加了回热器等设备，系统复杂，增加投资优点：

1）工质吸热量减少，锅炉热负荷减少，可减少受热面，节省金属；2）耗汽