【《蒸汽动力系统热线图分析》2200字】

蒸汽动力系统热线图分析目录TOC\o"1-3"\h\u31061蒸汽动力系统热线图分析 1120921.1热线图基本介绍 120631.2热线图的分类 11.1热线图基本介绍蒸汽动力装置是由许多机械、容器、热交换器等单元组成。由于妥善地安装了管路及附件，这许多不同的单元才联结成了一个统一的能量综合体，得以圆满地、不间断地满足多种类和条件复杂的船舶需要。在所连接的管路中，有些环节中工质以蒸汽形式流动着，而在另一些环节中，是以水的形式。这些管路及所联结的各种机械设备的略图，称为装置的热线图，即用以表示汽轮机推进动力装置中的基本组成部分在热力上联结关系的线图，包括所有热力设备以及汽水循环基本过程，有时也称为蒸汽——凝水循环线图。热线图在船舶动力系统设计、运行中都有非常重要的作用，要设计一个蒸汽动力系统，首要要做的就是要设计出动力系统的热线图，热线图设计出来后，整个热力循环功率、效率，蒸汽工作参数压力、温度等，以及设备配置的数量、性能要求等等就已确定，这些都是动力系统的核心。因此，热力系统热线图为蒸汽动力系统热功转换的核心部分，其不仅影响系统的出力、效率，而且影响着子系统和设备的合理配置、运行参数匹配，热线图优化设计能确保系统具有较高的可靠性、安全性和经济性，并可以尽最大可能优化利用舱室的有效空间。1.2热线图的分类包括工质所有流线的热线图，叫做完整热线图，完整热线图较为复杂。为了使线图有所简化，可将装置个别部分间的、次要程度的联系（例如管路、蒸汽和水的复设管路等）省去。根据热线图用作研究或计算的目的不同，省去的部分略有不同。这就构成了各种简化的热线图。如果在热线图中突出了装置各单元为实现其热力循环以及对装置热经济性指标有实质影响的联结关系时，则称之为原则热线图。原则热线图反映了装置各部分的本质连接方法，同名的或功能相同的单元只用一个功能单元来代表，对附件则仅表示出那些为了说明装置各部分间基本联系的功能单元（例如：将剩余辅机乏汽导入冷凝器的卸荷阀）。在装置研究及热力计算时一般采用原则热线图。它应表示出：——热力循环方式（不再生、再生、带中间过热等）；——蒸汽机械的供汽方式（过热、减温、饱和、撤汽等）；——利用辅汽轮机乏汽热量及热凝水热量的方法；——从主机中间级撤汽的蒸汽热量再生系统；——补充由蒸汽导管和凝水—给水管系漏泄的方法。从对装置工况的适用性来区分，热线图可分成单工况、多工况及全部工况的热线图。原则热线图、各种简化热线图均可以是单工况、多工况及全部工况的。实际上一般热线图均包括了装置某些范围的工况，即经常是多工况的热线图。热线图有很多种分类，我们只介绍常见的几种热线图。1.1.1最简单热线图图1.1表示汽轮机推进装置最简单的热线图。这种装置按郎肯循环工作，结构简单。主、辅汽轮机的排汽全部进入冷疑器，在其中凝结成水。在热交换器中，加热蒸汽的凝水流入热水井中；与冷凝器内的凝水一起被给水泵送进蒸发器。在这种类型的动力装置中，汽轮机中的废汽进入冷凝器，废汽在冷凝器中冷却并凝结。给水泵从冷凝器中吸取凝水并将其输送到蒸发器中，冷凝器完成了一个重要功能——闭合循环并将蒸汽的凝结热传送给周围介质。这种最简单的热线图中主、辅机的排汽全部排入冷凝器，大量的蒸汽热能被外部的冷却海水带走，导致装置的有效效率低。图1.1闭式动力装置的热线图1.1.2辅机废汽预热给水的热线图采用这种热线图时，装置中的辅蒸汽系统按回热循环工作。根据辅机排汽的利用情况，可区分为下列两种热线图：Ⅰ.辅机排汽全部加热给水（背压式）热线图图1.2所示是辅汽轮机（包括各种蒸汽辅机）排汽全部加热给水的热线图。这种动力装置所有汽轮辅机排汽压力相同。因这些辅助汽轮机的排汽压力大于大气压力，可称之为背压式汽轮机。辅机排汽全部在给水加热器中加热给水，冷凝器水经过给水加热器后送进蒸发器。这样，辅机排汽的热量全部被给水吸收而回收循环中，推进装置的有效效率随之提高。图1.2辅机排汽全部加热给水的热线图这种热线图，整个推进装置比较简单，有效效率比较高。但实际难以实现，因为所有蒸汽辅机的汽耗量比较大，它约占主汽轮机汽耗量的20％左右，所以辅机全部排汽量总是大于给水加热器能凝结的蒸汽量。Ⅱ.具有背压式和凝汽式辅机的热线图图1.3所示是具有背压式和凝汽式的热线图。在这种装置中，部分辅汽轮机为背压式，其排汽进入给水加热器加热给水；部分辅汽轮机的排汽全部排入主冷凝器凝结成水，称之为凝汽式汽轮机。显然，这种热线图装置的有效效率介于前述二种热线图之间，是能够实现的热线图。图1.3具有背压式和凝汽式辅机的热线图图1.4为典型简单热力系统的热线图，其中主汽轮机和发电汽轮机为凝汽式汽轮机，而循环水泵汽轮机、滑油泵汽轮机和给水泵汽轮机均为背压式汽轮机。在此热线图中可以分出两种循环：主循环和辅循环。在主循环中，蒸汽的膨胀过程发生在主汽轮齿轮机组中；在辅循环中，蒸汽的膨胀过程发生在辅助机械的汽轮机装置中。图1.4简单热力系统1.1.3带换热器的热线图在船舶汽轮机推进装置的组成中，除了水预热器外，还有其它一些热交换器：海水淡化装置、滑油预热器、蒸汽供暖器、厨房、沐浴间等等。这些装置的工作要耗费新鲜蒸汽或废汽。不是所有的热交换装置自身工作都需要锅炉或蒸发器全参数的蒸汽。例如，蒸汽供暖器、海水淡化装置、预