工程热力学第10章-v3剖析.pptVIP

* 由于水泵内进行的过程是可逆绝热过程（ ）， 所以作功能力的不可逆损失IP为零。 在锅炉中，若取热源平均温度为831.45K，工质吸热量q1=3271.22 kJ/kg * 或者，考虑到循环后，工质熵变为零，所以 循环的不可逆损失 * 本例q2 =1 972.08 kJ/kg，I = 799.68 kJ/kg，IC= 51.80 kJ/kg，IB= 605.40 kJ/kg，IT =142.44 kJ/kg。循环中虽q2/qB高达54.26 %即约55%左右热量在冷凝器中被冷却水带走，但因进入冷凝器的乏汽温度很接近环境介质温度，故作功能力损失仅占循环全部作功能力损失的很小一部分，本例中IC/I=6.84%。相反，锅炉内烟气平均温度远高于工质吸热平均温度，故不可逆传热引起的作功能力损失极大，本例中IB/I=75.71%。此外，汽轮机中不可逆绝热膨胀过程，虽然没有造成能量数量上的损失，但是也造成相当大的作功能力损失，本例占17.81%。 由于锅炉效率为0.90，所以每产生1kg蒸气燃料提供的热能 讨论: 返回 提高循环热效率的途径 改变循环参数 提高初温度 提高初压力 降低乏汽压力 改变循环形式 回热循环 再热循环 改变循环形式 热电联产 燃气-蒸汽联合循环 新型动力循环 朗肯循环的热效率高不高，为什么？ 如何提高朗肯循环热效率？ * 10-2 再热循环（reheat cycle） 一、设备流程及T-s图 * 二、再热对循环效率的影响 忽略泵功： 其他影响：干度x末上升（根本目的）； 理想耗汽率d0下降； 复杂化，投资上升。 ηt ？ ？ * 10-3 回热循环（regenerative cycle） 一、抽汽回热（regenerative cycle with steam extraction，regenerative cycle with feed-water heater） 回热器两种方式 混合式 * 间壁式 * 二、回热循环分析(混合式) 1. 抽汽量 忽略泵功 2. 回热器(regenerator)R 熵方程： 能量方程： * 3. 循环热效率 讨论： 1）抽汽回热ηt 上升； 2）抽汽级数越多ηt 越高 ，若级数趋向无穷， ηt =1？ 平均吸热温度不会趋于无穷 * 思考：1）抽汽回热循环 否 2）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？ 蒸汽抽汽回热循环的特点 小型火力发电厂回热级数一般为1～3级 中大型火力发电厂一般为 4～8级 优点 提高热效率 减小汽轮机低压缸尺寸，末级叶片变短 减小凝汽器尺寸，减小锅炉受热面 缺点 循环比功减小，汽耗率增加 增加设备复杂性 回热器投资 缺点 * 某再热—回热循环，初压p1=10MPa，初温t1=500℃。第一次抽汽压力pa=1.5MPa，抽汽量α1kg，余(1-α1)kg，再热到500 ℃。第二次抽汽压力pb=0.13MPa，若最终压力为0.005MPa，试求循环理论热效率。 解： 查h-s图及水和水蒸气热力性质表 A466266 * 忽略水泵功： * 类似： 返回 * 按例10-3各参数，若采用二级抽汽回热，抽汽压力为4 MPa和0.4 MPa，试求：（1）抽汽量α1和α2；(2)汽轮机作功wt,act、水泵耗功wp及循环净功wnet,act；(3)循环内部热效率ηi和实际耗汽率di；(4)各过程及循环的不可逆损失。 解： 例10-5 * ( 1 )分别对回热器Ⅰ及Ⅱ列热平衡方程式，得 所以 由状态点1及p01 =4 MPa、p02 =0.4 MPa，在h-s图上查得： ha=3010 kJ/kg，hb=2 552 kJ/kg。 * 同理可得 查饱和水和饱和蒸气表 所以 (2) 由例10-3 * 所以 查饱和水和饱和蒸气表 * （3） 若忽略水泵功 (4) 据例10-3 ，并查h-s图及饱和水和饱和水蒸气表有： * (a)蒸气在汽轮机中绝热稳定流动， 故据熵方程 (b) 冷凝器中，乏汽凝结过程为稳定放热过程，故 * (c) 设回热器保温良好，熵流为零 * (d) 锅炉内吸热过程，热源即烟气，据题意,其平均温度831.45K (e) 整个循环中系统不可逆损失： 或者 * 与例10-3的计算结果相比较可知，抽汽回热后， ⊙实际耗汽率增大； ⊙进入汽轮机的每kg蒸气作功减小； ⊙水泵总耗功增大； 但是