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工程热力学第10章-工程热力学(沈维道_童钧耕主编)第四版

回热器两种方式 混合式
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间壁式
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二、回热循环计算
1. 抽汽量 能量方程:
1 h4 h01 h01' 0
忽略泵功
h01' h2' h01 h2'
熵方程:
h4 h2'
2. 回热器(regenerator)R
1 s2' s01 s01' Sf Sg sCV 0 Sg s01' s01 1 s2'
>
循环热效率
循环热量利用系数没有区分热能与电能的本质差别; 循环热效率没考虑低温热能的可利用性 热电厂热量利用系数
利用的热量 燃料的总释热量
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10-5 燃气-蒸汽联合循环
燃-蒸联合循环 (combination steam turbine-gas turbine cycle)
燃气-蒸汽联合循环型式之一 (无补燃)
(h1–h2—理想绝热焓降(ideal enthalpy drop; isentropic enthalpy drop )
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b)装置内部热效率(internal thermal efficiency) 忽略水泵功:
i
wnet,act q1

wt,Tact q1
h1 h2act T h1 h2 Tt h1 h2' h1 h2'
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10-2 再热循环(reheat cycle)
一、设备流程及T-s图
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二、再热对循环效率的影响
忽略泵功:
wnet h1 h5 h6 h7
q1 h1 h3 h6 h5
wnet h1 h5 h6 h7 t q1 h1 h3 h6 h5
T 放 1 s2 s2' T 放 T放 S2 Q2 1 否 t 1 1 T吸 Q1 T 吸 s1 s01' T吸 S1
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?
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例A466266 例A460200
I T0 Sg
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wnet h1 h01 1 h01 h2
wnet 1 h1 h2 h1 h01
q1 h1 h01'
q2 1 h2 h2'
3. 循环热效率

wnet h1 h01 1 h01 h2 t q1 h1 h01'
考虑机械损失
Pe—有效轴功率 ηm—机械效率
c)装置有效热效率ηe
Pe e Tmt q1
3.实际内部耗汽率di和耗汽量Di
d0 h1 h2 1 1 di h1 h2act h1 h2act h1 h2 T
Di di Pi
实际内部功率
例A466155 例A460299
1 h2 h2' q2 t 1 1 q1 h1 h01'
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?
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思考:1)抽汽回热循环
T放 t 1 ? T吸 h1 h01' h2 h2' 其中T 吸 T放 s1 s01' s2 s2'
wt,T h1 h2 ? cp T1 T2
wt,P h4 h3
q2 h2 h3 ? c p T2 T3
wnet h1 h2 h4 h3
?Ts s3 s2
q1 h1 h4
wnet q2 h1 h2 h4 h3 t 1 q1 q1 h1 h4


讨论: 我国幅员辽阔,四季温差大,对蒸汽发电机组有什么影响?
例A466167英
例A466167中
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四、有摩阻的实际朗肯循环
1. T-s图及h-s图
忽略水泵功:
q1 h1 h3 q2 h2act h2'
不变
t
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2. 不可逆性衡量
a)汽轮机内部相对效率ηT(简称汽机效率)
燃气-蒸汽联合循环型式之二 24 (补燃式)
t 1
Q fa Q51 Q23
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燃气-蒸汽联合循环型式之三——热电合供
下一章
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2
二、朗肯循环 (Rankine cycle) 1. 水蒸气的卡诺循环
水蒸气卡诺循环有可能实现,但: 1)温限小 实际并不实行 2)膨胀末端x太小 卡诺循环 3)压缩两相物质的困难
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2. 水蒸气朗肯循环 1)流程图
2)p-v,T-s及h-s图
4
3)朗肯循环的热效率
wnet q2 t 1 q1 q1 wnet wt,T wt,P
第十章 蒸汽动力装置循环
Vapor power cycles
10-1 简单蒸汽动力装置循环-朗肯循环 10-2 再热循环 10-3 回热循环 10-4 热电合供
10-5 燃气-蒸汽联合循环
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10-1 简单蒸汽动力装置循环—朗肯循环
一、概述
蒸汽及蒸汽动力装置(steam power plant)
1)蒸汽是历史上最早广泛使用的工质,19世纪后期 蒸汽动力装置的大量使用,促使生产力飞速发展, 促使资本主义诞生。 2)目前世界约75%电力、国内78%电力来自火电厂,绝 大部分来自蒸汽动力。 3)蒸汽动力装置可利用各种燃料。 4)蒸汽是无污染、价廉、易得的工质。
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wt,P wt,T
wnet wt,T
若忽略水泵功,同时近似取h4h3,则
h1 h2 h1 h2 t h1 h3 h1 h2'
4)耗汽率(steam rate)及耗汽量 理想耗汽率(ideal steam rate) d0 —装置每输出单位功量所消耗的蒸汽量
T
wt,Tact wt,T
h1 h2act h1 h2
近代大功率汽轮机ηT 在0.92左右 h2act的确定方法: 运行中,测出 p2 及 x2,按 hx= x2h″+ (1-x2)h′ 设计中,选定ηT 按
h2act h1 T h1 h2 h2 1 T h1 h2
1 d0 h1 h2
耗汽量
kg/J,工程上用kg/ kW h
D0 d0 P 0
P 0 功率,W
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三、初参数对朗肯循环热效率的影响
1. 初温t1Biblioteka T 1 T 2不变 t
或 循环1t2t3561t =循环123561+循环11t2t21
t11 2 21 t123561
ηt

其他影响:x末上升(根本目的); d0下降;
复杂化,投资上升。
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10-3 回热循环(regenerative cycle)
一、抽汽回热循环(regenerative cycle with steam extraction,regenerative cycle with feed-water heater)
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10-4 热电合供(power-and-heating plant cycle)
一、背压式设备流程及T-s图
特点—发电量受热负荷制约。
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二、抽汽凝汽式设备流程及T-s图
特点—热负荷变动对电能生产影响较小,热效率较背压机组高。
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三、热量利用系数
循环热量利用系数
已利用的热量 工质从热源所吸收的热量
t t
t
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2. 初压力 p1
T 1 , T 2不变 t
但 x2下降且 p太高造成强度问题
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3. 背压 p2
T 1不变 , T 2 t 但受制于环境温度,不能任意
降低 p2 6kPa, t s 36.17 C; p2 4kPa, ts 28.95 C 同时,x2下降 。
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