2一、概述蒸汽及蒸汽動(dòng)力裝置( powerplant)蒸汽是歷史上最早廣泛使用的工質(zhì)，19世紀(jì)后期蒸汽動(dòng)力裝置的大量使用，促使生產(chǎn)力飛速發(fā)展，促使 誕生。目前世界約75%電力、國內(nèi)78%電力來自火電廠，絕大部分來自蒸汽動(dòng)力。蒸汽動(dòng)力裝置可利用各種

。蒸汽是無污染、價(jià)廉、易得的工質(zhì)。10-1

簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)—循環(huán)31.水蒸氣的 循環(huán)水蒸氣 循環(huán)有可能實(shí)現(xiàn)，但：溫限小膨脹末端x太小壓縮兩相物質(zhì)的實(shí)際并不實(shí)行循環(huán)二、 循環(huán)

(Rankine

cycle)42.水蒸氣 循環(huán)1）流程圖2）p-v，T-s及h-s圖3）

循環(huán)的熱效率

wnet

1

q2t1wnet

wt,T

wt,Pwt,T

h1

h2

?

cp

T1

T2

wt,P

4wnet

h1

h2

h4

h3

q2

h2

h3

?cp

T2

T3

?Ts

s3

s2

q1

h1

h4

h1

h2

h4

h3

5

1net

q2t14wh

h

6wt,P

wt,T若忽略水泵功，同時(shí)近似取h4h3，則h1

h2

h1

h2th1

h3

h1

h2'

4）耗汽率( rate)及耗汽量理想耗汽率(ideal rate)

d0—裝置每輸出單位功量所消耗的蒸汽量d0

h

12kg/J,工程上用耗汽量D0

d0

P0

P0

功率,Wwnet

wt,T7循環(huán)熱效率的影響三、初參數(shù)對(duì)1.

初溫t1T1

T

2不變或 循環(huán)1t2t3561t=循環(huán)123561+循環(huán)11t2t21t

t11

2

21

t123561t

tt

82.初壓力p1T1

,T

2不變

t

但x2下降且p太高造成強(qiáng)度問題93.

背壓p2T1不變,T

2

但受制于環(huán)境溫度，不能任意降低

p2

6kPa,ts

36.17

C;

p2

4kPa,ts

28.95

C同時(shí)，x2下降。

t

：我國幅員遼闊，四季溫差大，對(duì)蒸汽發(fā)電機(jī)組有什么影響？例A466167英例A466167中10四、有摩阻的實(shí)際 循環(huán)1.T-s圖及h-s圖忽略水泵功：q2

h2act

h2'q1

h1

h3

不變t

2.

不可逆性衡量a）汽輪機(jī)

相對(duì)效率ηT（簡(jiǎn)稱汽機(jī)效率）t,TactTt,T

1

2ww

h1

h2acth

h

近代大功率汽輪機(jī)ηT

在0.92左右h2act的確定方法：運(yùn)行中，測(cè)出p2及x2，按hx=x2h″+(1-x2)h′設(shè)計(jì)中，選定ηT

按h2act

h1

T

h1

h2

h2

1T

h1

h2

（h1–h2—理想絕熱焓降（ideal

enthalpy

drop;isentropic

enthalp11y

drop）12c）裝置有效熱效率ηeeeT

m

t1Pq

Pe—有效軸功率

ηm—機(jī)械效率3.實(shí)際耗汽率di和耗汽量Di12act12act

1di

h

h

h

h

h2b）裝置 熱效率（internal

thermal

efficiency）忽略水泵功：

T

12iT

t11

2'

12'

h1

h2actwqnet,act

wt,Tacth

hh

hh

h

考慮機(jī)械損失Di

di

Pi實(shí)際 功率例A466155例A4602991310-2

再熱循環(huán)（reheat

cycle）一、設(shè)備流程及T-s圖其他影響：x末上升（根本目的）；d0下降；復(fù)雜化，投資上升。14二、再熱對(duì)循環(huán)效率的影響忽略泵功：wnet

h1

h5

h6

h7q1

h1

h3

h6

h5ηt？nett1w

h1

h5

h6

h7q

h1

h3

h6

h5

10-3

回?zé)嵫h(huán)（regenerative

cycle）一、抽汽回?zé)嵫h(huán)（regenerative

cycle

withextraction，regenerative

cycle

with

feed-water

heater）回?zé)崞鲀煞N方式混合式16間壁式17二、回?zé)嵫h(huán)計(jì)算1.抽汽量能量方程：1

h4

h01

h01'

0忽略泵功h4

h2'

h01'

h2'h01

h2'2.回?zé)崞?regenerator)R熵方程：1

s2'

s01

s01'

Sf

Sg

sCV

0Sg

s01'

s01

1

s2'I

T0

Sg：抽汽回?zé)幡莟

上升；抽汽級(jí)數(shù)越多ηt

越高，若級(jí)數(shù)趨向無窮，η18t

=1？3.循環(huán)熱效率wnet

h1

h01

1

h01

h2

h1

h01

1

h01

h2

nett11

01'wqh

h

wnet

1

h12q1

h1

h01'q2

1h2

h2'

1

1

h2

h2'

2t1

1qqh1

h01'思考：1）抽汽回?zé)嵫h(huán)t其中T

吸

h1

h01'

h2's1

s01's2

s2'T

放

h2T

1

?放T

吸否回?zé)崞魇情g壁式，α怎么求？回?zé)崞髦羞^程不可逆，為什么循環(huán)ηt

上升？2t11

1QQT

S

1

T放S2吸101'Ts

s

1

T

放吸

T

放T

吸20例A466266例A4602002110-4

熱電合供（power-and-heating

plant

cycle）一、背壓式設(shè)備流程及T-s圖特點(diǎn)—發(fā)電量受熱負(fù)荷制約。特點(diǎn)—熱負(fù)荷變動(dòng)對(duì)電能生產(chǎn)影響較小，熱效率較背壓機(jī)組高。22二、抽汽凝汽式設(shè)備流程及T-s圖23三、熱量利用系數(shù)循環(huán)熱量利用系數(shù)

已利用的熱量工質(zhì)從熱源所吸收的熱量>循環(huán)熱效率循環(huán)熱量利用系數(shù)沒有區(qū)分熱能與電能的本質(zhì)差別；循環(huán)熱效率沒考慮低溫?zé)?/p>