[理学]第十章 蒸汽动力循环装置.ppt

第十章 小结 ■朗肯循环的工作过程、热效率、蒸汽参数对热 效率的影响，实际循环的热效率，耗汽率 ■再热循环的工作过程、热效率 ■回热循环的工作过程、热效率 ＊热电合供循环 ＊燃气-蒸汽联合循环 ＊蒸汽动力循环的火用分析 第十章 作业 10-12 总的火用损失系数： 总的火用效率： 100 35.95 6.11 2.22 55.72 % 3634.69 1302.94 838.37 142.44 51.8 1299.14 火用 2331.75 838.37 142.44 51.8 1299.14 火用 3634.69 363.47 0 1972.08 1299.14 热量 100 35.85 23.07 3.92 1.43 35.73 100 10 0 54.26 35.75 燃料 烟气 燃烧损失 锅炉损失 汽轮机损失 冷凝器损失 有用功 % % 项目 能量平衡法和火用分析法的比较 燃烧过程 燃烧过程的火用损失占燃料化学火用的 35.85%。因此，要发展燃料电池，将化学能直接 转换成电能。 5、结果分析 锅炉 锅炉的能量损失很小，仅占10%。但由于排 烟和散热损失，以及温差传热（烟气的平均温度 831K远远高于水蒸汽的平均吸热温度 548K）， 因此火用损失高达35.95%和23.07%。 应尽量提高水蒸汽的最高温度和平均吸热温 度，减小传热温差和不可逆损失。 汽轮机 汽轮机的能量损失为0，但由于是不可逆绝 热过程，火用损失占6.11%和3.92%。 提高汽轮机的相对内效率可以减少火用损 失。 冷凝器的能量损失高达54.26%，但由于水蒸 汽的平均放热温度306K和环境温度298K温差很 小，因此火用损失很小，仅占2.22%和1.43%。 但维持低压需要付出代价，且温差越小需要 的传热面积越大，设备的投资越大。因此不能过 分追求减少冷凝器的火用损失。 能量损失最大的是冷凝器，火用损失最大的 是锅炉。 冷凝器 能量平衡法虽然能从数量上反映能量的利用 和损失情况，但不能说明造成损失的原因。 而火用分析法不仅能从数量和质量上反映能 量的利用和损失情况，还能表明造成损失的原因 和不可逆的程度，为评价设备的热力学完善程度 和制定改进措施提供可靠的依据。 ■流程图 从汽轮机中抽出部分尚 未完全膨胀的湿蒸汽，来加 热锅炉给水。 ■T-s图 锅炉给水温度升高， 平均吸热温度升高、热 效率增大，传热温差和 不可逆损失减小。 ■抽汽量 过冷水的吸热量=湿蒸汽的放热量 kg的湿蒸汽（ ）和 kg的过冷水（4）混 合，变为1kg的饱和水（ ）。 ■热效率（忽略水泵功） ●循环净功 ●吸热量 ●放热量 说明：由于工质的质量发生变化，所以不能直接 从T-s图上判断热量和循环净功的变化。 ●热效率 平均吸热温度提高， 平均放热温度不变，热效 率增大。 ●理想耗汽率 ■优缺点 ●优点 热效率增大；传热温差和不可逆损失减小； 吸热量减小，锅炉的热负荷减小；放热量减小， 冷凝器的热负荷减小。 ●缺点 投资和运行费用增加；耗汽率增大。 目前，广泛采用的是一级再热+多级回热， 回热的级数不超过8级。 ＊10-4 热电合供循环 ■问题的提出 采用再热、回热后，蒸汽动力循环的热效率 仍然很低（40%左右），60%左右的热量通过冷 凝器散发给环境，引起“热岛效应”，造成热污 染。 蒸汽膨胀到一定的压力后就排出汽轮机来供 热（压力为0.3MPa左右，温度为133℃左右）， 这种同时供电和供热的循环称为热电合供循环 (power-and-heating plant cycle)。 ■流程图 ●背压式 蒸汽膨胀到一定的压力 后，全部用来供热。 热效率较低，供电量随 热负荷的变化而变化，适用 于热负荷稳定的场合。 ●撤汽式（分汽供热冷凝式） 蒸汽膨胀到一定压力 后，部分用来供热，剩下 的继续膨胀作功。 热效率较高，热负荷的 变化对供电量的影响较小。 可以改变抽汽质量和压力，调节供电和供热的比 例，满足不同热用户的需求。 ■T-s图（背压式） 相当于提高背压。 ■经济性指标 ●热效率 平均放热温度升高， 热效率减小。 ●热量利用系数 虽然热效率减小，但能 量利用率提高，能达到节能、 环保的目的。 ＊10-5 燃气-蒸汽联合循环 ■超临界循环 新蒸汽的压力超过临界压力。 如 、 。 平均吸热温度升高，热效 率增大，但仍然低于同温限的 卡诺循环。 ■燃气-蒸汽联合