第10章 動力循環(huán)及制冷循環(huán)
本章基本要求
熟練掌握水蒸氣朗肯循環(huán)、回熱循環(huán)、再熱循環(huán)以及熱電循環(huán)的組成、熱效率計算及提高熱效率的方法和途徑。
熱機:將熱能轉換為機械能的設備叫做熱力原動機。熱機的工作循環(huán)稱為動力循環(huán)。
動力循環(huán)可分:蒸汽動力循環(huán)和燃氣動力循環(huán)兩大類。
10.1蒸汽動力基本循環(huán)一朗肯循環(huán)
朗肯循環(huán)是最簡單的蒸汽動力理想循環(huán),熱力發(fā)電廠的各種較復雜的蒸汽動力循環(huán)都是在朗肯循環(huán)的基礎上予以改進而得到的。
一、裝置與流程
蒸汽動力裝置:鍋爐、汽輪機、凝汽器和給水泵等四部分主要設備。
工作原理:p-v、T-s和h-s。
朗肯循環(huán)可理想化為:兩個定壓過程和兩個定熵過程。
3’-4-5-1水在蒸汽鍋爐中定壓加熱變?yōu)檫^熱水蒸氣,
1-2過熱水蒸氣在汽輪機內(nèi)定煽膨脹,
2-3濕蒸氣在凝汽器內(nèi)定壓(也定溫)冷卻凝結放熱,
3-3’凝結水在水泵中的定情壓縮。
二、朗肯循環(huán)的能量分析及熱效率
三、提高朗肯循環(huán)熱效率的基本途徑
依據(jù):卡諾循環(huán)熱效率
1.提高平均吸熱溫度
直接方法式提高蒸汽壓力和溫度。
2.降低排氣溫度
10.2 回熱循環(huán)與再熱循環(huán)
目的:提高等效卡諾循環(huán)的平均吸熱溫度
一、回熱循環(huán)
抽氣回熱循環(huán):用分級抽汽來加熱給水的實際回熱循環(huán)。
設有1kg過熱蒸汽進入汽輪機膨脹作功。當壓力降低至 時,由汽輪機內(nèi)抽取α1kg蒸汽送入一號回熱器,其余的(1-α1) kg蒸汽在汽輪機內(nèi)繼續(xù)膨脹,到壓力降至 時再抽出α2kg蒸汽送入二號回熱器,汽輪機內(nèi)剩余的(1-α1-α2) kg蒸汽則繼續(xù)膨脹,直到壓力降至 時進入凝汽器。凝結水離開凝汽器后,依次通過二號、一號回熱器,在回熱器內(nèi)先后與兩次抽汽混合加熱,每次加熱終了水溫可達到相應抽汽壓力下的飽和溫度。
注意:電廠都采用表面式回熱器(即蒸汽不與凝結水相混合),其抽汽回熱的作用相同。
二、再熱循環(huán)
再熱的目的:克服汽輪機尾部蒸汽濕度太大造成的危害。
再熱循環(huán):將汽輪機高壓段中膨脹到一定壓力的蒸汽重新引到鍋爐的中間加熱器(稱為再熱器)加熱升溫, 然后再送入汽輪機使之繼續(xù)膨脹作功。
10.3 熱電循環(huán)
一、背壓式熱電循環(huán)
優(yōu)點:熱能利用率高
缺點:熱負荷和電負荷不能調節(jié)
二、調節(jié)抽氣式熱電循環(huán)
實質:利用氣輪機中間抽氣來供熱。
作業(yè): 10-3、10-6、10-7
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