循环净功为 wnet wt wp h1 h2 h4 h3
p v图上面积 1234561
循环净热量为 qnet q1 q2 h1 h4 h2 h3 h1 h2 h4 h3
T s图上面积 1234561
Ps mT P0 mT Dh1 h2

耗汽率d：装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量 理想耗汽率d0为 D 1 d0 P0 h1 h2 以实际内部功率Pi为基准，则内部功耗汽率为 d0 D 1 1 di Pi h1 h2act T h1 h2 T 考虑有效功，则有效功耗汽率为
可得热效率的近似式 h1 h2 p1 p2 v2 h1 h2 p1 p2 v2 t h1 h3 p1 p2 v2 h1 h2 p1 p2 v2 略去wp简化为
h1 h2 t h1 h2
循环初压力p1甚高时，水泵功约占汽轮机作功的 2%左右，精确计算时不应忽略水泵功
提高初压使乏汽干度降低，引起汽轮机内效率降低 并缩短使用寿命，通常不使乏汽干度低于88% 在提高p1的同时提高t1，可以抵消因提高初压引起 的乏汽干度的降低

背压p2对热效率的影响 在相同的初温初压下降低背压p2也能使热效率提 高 背压降低意味着冷凝器内饱和温度t2降低，故受环 境温度的限制 降低p2若不提高t1也会引起乏汽干度x2降低，后果 与单独提高p1类似
d0 D D de Ps P0Tm Tm
11-2 再热循环
再热循环

新蒸汽膨胀到某一中间压力后撤出汽轮机，导入 锅炉中特设的再热器或其它换热设备中，使之再 加热，然后导入汽轮机继续膨胀到背压p2 再热循环热效率 循环所作的功（忽略水泵功）为

wnet h1 hb ha h2
加入的热量为
q1 h1 h2 ha hb
热效率为
wnet h1 hb ha h2 t h1 h2 ha hb q1

所取中间压力较高，则能使ηt提高，如中间压力 过低，会使ηt降低，中间压力在(20%~30%)p1范 围内对提高ηt的作用最大 采用再热循环，耗汽率降低，可减轻水泵和冷凝 器的负荷，但投资费用增加，管理运行复杂化
循环热效率为
wnet q1 q2 wt wp h1 h2 h4 h3 t q1 q1 q1 h1 h4
水泵功的近似值为
wp h4 h3 u4 p4v4 u3 p3v3 p4 p3 v3 p1 p2 v2

h0 h1 h2
实际循环内部功wnet,act：每千克蒸汽在实际工作 循环中作出的循环净功
wnet,act wt ,act wP,act wt ,act h1 h2act

循环内部热效率ηi：蒸汽在实际循环中所作的循 环净功与循环中热源所供给的热量的比值
i

wnet ,act q1
蒸汽参数对热效率的影响

初温t1对热效率的影响 在相同的初压及背压下，提高新蒸汽的温度可 使热效率增大 提高初温还可使终态2的干度x2增大，有利于提 高汽轮机内效率和延长汽轮机的使用寿命 提高初温受材料耐热性能的限制，最高蒸汽温 度很少超过600℃

初压p1对热效率的影响 在相同的初温及背压下，提高初压可使热效率增大
有摩阻的实际循环

汽轮机中的摩阻损耗造成不可逆损失，理想循环中 的可逆绝热过程1-2代之以不可逆绝热过程1-2act， 循环中q1不变q2增大 蒸汽经过汽轮机实际所作的技术功为

wt ,act h1 h2act h1 h2 h2act h2

少作的功等于冷凝器中多排出的热量 h2act h2 不可逆膨胀作功能力损失由T0sg计算
第十一章 蒸汽动力循环装置
11-1 简单蒸汽动力装置循环—朗肯循环
工质为水蒸气的卡诺循环

以蒸汽为工质时原则上可以采用卡诺循环 在实际的蒸汽动力装置中不采用卡诺循环 压缩水和蒸汽的混合物导致压缩机工作不稳定 循环局限于饱和区，热效率不高 膨胀末期湿蒸汽干度过小，不利于动力机安全

朗肯循环及其热效率

朗肯循环 水在汽锅中定压加热汽化成饱和蒸汽 饱和蒸汽在蒸汽过热器中定压吸热成过热蒸汽 过热蒸汽在汽轮机中绝热膨胀作功 乏汽在冷凝器中等压冷凝向冷却水放热 凝结水在给水泵内绝热压缩再次进入锅炉 朗肯循环与卡诺循环的不同之处 乏汽完全液化 采用过热蒸汽


朗肯循环的热效率 1kg新蒸汽在汽轮机内可逆绝热膨胀作出的技术 功为

h1 h2act h1 h2

T h1 h2
h1 h2
Tt
考虑轴承等处的机械损失， ηm为机械效率，汽 轮机输出的有效功，即轴功为
ws m wt ,act mT wt
用轴功率表示为
P0 Dh1 h2 是汽轮机理想输出功率，kW D为蒸汽耗量，kg/s
wt h1 h2 p v图 上面 积 e12 fe
乏汽在冷凝器中向冷却水放出的热量为
q2 h2 h3 T s图上面积 m32nm
凝结水流经水泵消耗功为
wp h4 h3 p v图上面积 e43 fe
新蒸汽从热源吸热量为
q1 h1 h4 T s图上面积 m4561 nm




汽轮机相对内效率ηT：汽轮机内蒸汽实际作功 wt,act与理论功wt的比值，简称汽轮机效率
T
wt ,act wt

h1 h2act h1 h2
h2act h2 1 T h1 h2 h2 1 T h0
称为理想绝热焓降 大功率汽轮机的ηT在0.85~0.92之间