工程热力学第十章蒸汽动力装置循环教案(2)

2019-05-18 20:30

R中使之在定压下凝结放热。成为?1千克的饱积水,剩下的(1??1)千克的

蒸汽继续绝热膨胀到状态\然后进入冷凝气凝结成2'饱和水。经给水泵进入

回热气,在其中接受?千克蒸汽凝结时放出的热量,将温度提高到01?并与?千

克蒸汽凝结成水R或1kg01?的饱和水。 然后由泵进入锅炉,接受外热源加热,

机中绝热膨胀到状态01(p01,t01)时,即从汽轮机中抽出?kg,被引进回热器。

在高压下成为1kg的\状态新器。这种不是全部工作蒸汽在热机中膨胀放热而是取出其中一部分用以回热给水?抽气回热

2、循环热效率 ?tR

根据 ?w0tR?q 1a:w0的确定

回热循环中1kg蒸汽在汽轮机中所作的功可分两部分,一部分是?千克工质从p1-p01所作的功,一部分为?1???kg蒸汽从p1-p2所作的功,则

w0??1(h1?h01)?(1??1)(h1?h2)

?(h1?h01)?(1??)(h01?h2)

b: q1的确定

q1?h1?h01?

???(h1?h01)?(1??)(h01?h2)tR h1?ho1?为了与郎肯循环比较,确定h01?

首先:根据热平衡得

(1??1)(h01??h2?)??(h01?h0?)

or根据稳定流动方程 h01???1h01?(1??)h2???h01??h2? h01?h2?从而可得 h01??h2???1(h01?h2?)

2-3过程

线下面的

面积不表

(1??)kg蒸汽所放

出的热

代入 ?tR 得 ?tR?(1??1)(h1?h2)??(h1?h01)

(1??1)(h1?h2?)??1(h1?h01)?(1??1)(h1?h2)(1??1)(h1?h2)h?h?12??th1?h2?

结论:这一循环与朗肯循环1?2?2'?5?6?1不同之处

(1) 水自2’到01?的加热不由外热源供给(在锅炉中吸热量减小) (2)

?千克的蒸汽在作了一部分功后不再向外热源放热向外热源放热的只

有(1??)千克,因而减少了排向低温热源的热损失。

量。不能用面积反映循环中真实热量关系及循环热效率。

∴循环中向外热源吸入的热量q1和向外热源放出的热量q2及w0都比朗肯循环中小,而tR增大.

现代大型蒸汽动力装置大部分采用回热措施。一般抽汽回热的级数为3~8级,而且往往回热和再热同时并用,以求使蒸汽动力装置得到尽可能高的热效率。但这将使装置的复杂性大为增加,装置的投资成本也大为增加。 10-4 再热循环

为了提高热效率,可以采用再热的方法来提高加热过程的平均加热温度。

?

工作过程:当蒸汽在汽轮机中膨胀作功而压力降低到某个中间压力时,把蒸汽从汽轮机引出,送至再热器重新加热,使蒸汽的温度再次达到较高的温度,然后送回汽轮机的低压汽缸,进一步膨胀作功。

采用再热措施的理想循环称为再热循环。由0-1—定压吸热过程,1-a—绝热膨胀过程,a-1'—定压再热过程,1'-2'—绝热膨胀过程,2'-3—定压放热过程,3-0—绝热加压过程等组成。

要使整个加热过程的平均加热温度比没有再热时的高,应使a-1‘的平均加热温度高于0-1的平均加热温度。即a点的温度不宜过低。当再热过程a-1'的平均加热温度高于加热过程0-1的平均加热温度时,则循环的平均加热温度得以提高 。

由于平均加热温度提高,而平均放热温度不变,按等效卡诺循环热效率公式,可知再热循环具有比朗肯循环高的热效率。

再热循环的热效率可表示为

对比朗肯循环热效率

则只有当

时(即循环a-1‘-2-2-a的热效率大于朗肯循环的热效率),再热循环具有比朗肯循环高的热效率。

采用再热措施时,乏汽的干度显著的提高。因此在一定的蒸汽初温的限制条件下,采用再热循环 就可应用更高的蒸汽初压,使循环的热效率得到进一步提高。现代蒸汽动力装置中,蒸汽初压高于13MPa的大型装置都采用再热措施。 10.5热电循环 一、 背压式热电循环

用发电厂作了功的蒸汽的余热来满足热用户的需要,这种作法称为热电联(产)供。

优点:热能利用率高

缺点:热负荷和电负荷不能调节, 供热参数单一 二、 调节抽气式热电循环

抽汽式热电联供循环, 可以自动调节热、电供应比例,以满足不同用户的需要。它的实质是利用气轮机中间抽气来供热。

例1:某朗肯循环的蒸汽参数取为t1=550C,p1=30bar,p2=0.05bar。试计算1) 水泵所消耗的功量,2) 汽轮机作功量, 3) 汽轮机出口蒸汽干度, 4) 循环净功, 5) 循环热效率。

解:根据蒸汽表或图查得1、2、3、4各状态点的焓、熵值:

0h1=3568.6KJ/kg s1=7.3752kJ/kgK

h2=2236kJ/kg s2=7.3752kJ/kgK h3=137.8kJ /kg s3=0.4762kJ/kgK

h4=140.9kJ/kg

则 1) 水泵所消耗的功量为

wp?h4?h3=140.9-137.78=3.1kJ/kg

2) 汽轮机作功量


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