热能动力装置循环.pptVIP

燃气轮机装置理想循环热效率 循环中工质的吸热量为： 循环的热效率为： 工质对外界放出的热量为： 燃气轮机装置理想循环热效率 称为燃气轮机的循环增压比 则燃气轮机热效率可表示为： 根据 而 燃气轮机装置实际循环 理想过程：1-2，3-4 实际过程1-2′：压气机中的不可逆绝热压缩过程 实际过程3-4′：燃气轮机中的不可逆绝热膨胀过程　 燃气轮机的相对内效率 类似于汽轮机相对内效率的定义 燃气轮机装置实际循环热效率 压气机实际耗功： 燃气轮机实际作功： 燃气轮机装置实际循环热效率： 带回热的燃气轮机装置循环 回热目的：提高燃气轮机装置效率 极限回热的情况 压缩空气在回热器中被加热到等于燃气轮机的排气温度，即T5=T4；燃气轮机的排气也被冷却到压气机的出口温度，即 T6=T2。 极限回热时循环的吸热量和放热量分别为： 回热度的概念 回热度表示在回热器中实际传递的热量与极限情况下传递的热量之比。 燃气-蒸汽联合循环 燃气－蒸汽联合循环是以燃气轮机装置作为顶循环，蒸汽动力装置作为底循环，分别有燃气、水蒸气两种工质作功的联合循环。 燃气-蒸汽联合循环热效率 关于燃气-蒸汽联合循环 燃气-蒸汽联合循环的净发电效率可达50％以上； 我国一次能源以煤为主体，燃气轮机受限制； 以整体煤气化燃气－蒸汽联合循环（IGCC）为主要研究方向。 华北电力大学(北京)动力系工程热物理教研室 第六章、动力装置循环 热能动力装置 ：将热能转换为机械能的设备，也称为热力发动机，简称热机。 动力装置循环（简称动力循环或热机循环）： 蒸汽动力装置循环：以蒸汽为工质的热机的工作循环 （如蒸汽机、蒸汽轮机等）。 气体动力装置循环：以气体为工质的热机的工作循环 （如内燃机、燃气轮机等）。 研究热机循环的目的：分析其热能利用的经济性（即热效率）、影响热效率的因素、寻找提高热效率的途径。 6-1 蒸汽动力循环 1.简单的蒸汽动力装置 5 1 4 3 2 1.锅炉，boiler，加热 2.过热器，super heater,加热 3.汽轮机，turbine，做功，Wt 4.凝汽器，condenser，放热，q2 5.给水泵，pump，增压，耗功，Wp q1 C 4 3 2 1 s T T1 T2 6-1 蒸汽动力循环 2.水蒸气的卡诺循环 能量的实际利用率低，T1受到水蒸气临界温度 (374.15°C)的限制。热量从炉膛(1500 °C)传到低于374.15°C的工质，做功能力损失大； 湿蒸汽的膨胀于汽轮机不利。 湿蒸汽的压缩不易实现。 因此，实际的蒸汽动力循环加热到过热蒸汽区，冷却到饱和水状态 3.朗肯循环 1~2汽轮机中绝热膨胀过程 s T T1 T2 2~2`凝汽器中的定压放热过程 2`~3给水泵中的绝热压缩过程 3~1锅炉中的定压加热过程 一、循环效率 循环功： 循环热效率 由于水泵功和汽轮机功相比很小，粗略计算中可以忽略不计，即： 则： 称为理论热效率 一、循环效率 若考虑汽轮机的不可逆性，则： 实际循环的热效率为： 同样，水泵耗功也多于理论耗功： s T T1 T2 一、循环效率 水泵的效率： 汽轮机的相对内效率： 实际效率： 二、技术指标 汽耗率：汽轮机发出单位功率所需要消耗的蒸汽流量，d。如果汽轮机每小时消耗的蒸汽流量为D kg/h，发出的功率为N0 kW，则： 理论汽耗率为： 实际上每kg工质在汽轮机内所作的功为： 则实际的汽轮机功率： 实际的汽耗率为： 二、技术指标 轴功率：考虑机械摩擦等损失，汽轮机轴上输出的实际功率。 有效功汽耗率： 二、技术指标 热耗率：机组发出1kW.h的功所要消耗的热量q，kJ/kW.h。 蒸汽流量D kg/h，机组功率N0 kW，每kW.h所需要消耗的蒸汽流量为d0 kg/kW.h，单位质量蒸汽的循环吸热量为q1kJ/kg，则郎肯循环的热耗率为： 煤耗率：机组发出1kW.h的功所要消耗的标准煤量b，kg/kW.h。 标准煤的低位发热量位29307.6kJ/kg，则： 二、技术指标 如果略去水泵功wp，则： 由于： 因此： 4.蒸汽初参数对循环热效率的影响 循环热效率： (1)蒸汽初温的影响 初温提高可以提高循环的热效率，并提高乏汽干度，对汽轮机运行有利，但受到材料耐温性能的限制。 (2)汽轮机背压的影响 限制： 尾部传热温压减小，则传热面积增大，投资增大； Ts2必须高于环境温度。 (3)初压的影响 提高初压，可以提高平均吸热温度，从而提高循环热效率，但却使乏汽干度降低，对汽轮机运行不利。 5.再热循环 目的： 提高循环的热效率； 提高乏汽的干度，则汽轮机的相对内效率和运行安全性提高。 6.回热循环 目的： 提高吸热平均温度，从而提高循