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燃气蒸汽动力循环PPT课件

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蒸汽动力装置循环PPT课件

蒸汽动力装置循环PPT课件

T
1 56 4
3
2
0
s
朗肯循环T–s图
T
5 4
1 1’ 67
3
2 2‘
0
s
再热循环T–s图
第16页/共29页
3. 再热对热效率的影响及中间压力
（1）再热对热效率的影响 一次再热吸收的总热量：
对外放热： 热效率：
q 1 ( h 1 h 4 ) ( h 1 h 7 ) q 2 h 2 h 3
T
时进行再热，再热器出口温度为540ºC，排汽
压力为0.008 MPa，
试确定乏气干度和循环热
效率，并与相同初，
T
终状态参数的朗肯循环
进行比较。
5
1 1’ 67
4
3
2 2‘
0
s
再热循环T–s图
第21页/共29页
例题
2. 在朗肯循环中，蒸汽进入汽轮机的压力
P1=13.5MPa, 初温度t1=550ºC，乏气压力为 0.004MPa，求循环净功，加热量、热效率、
T
5
1 1’ 67
4
3
2 2‘
0
s
再热循环T–s图
第18页/共29页
4. 一次再热循环热经济性分析： 1. 采用蒸汽中间再热后，汽轮机的排汽干度提高，
使汽轮机低压缸的蒸汽温度保持在允许温度内， 减轻湿蒸汽对冲击和侵蚀，增加了汽轮机工作 的安全性。
2. 在相同参数范围内，再热循环的有用功和热效率 均高于朗肯循环的结果，即再热循环的热经济性 高于朗肯循环。
✓然后：分析实际循环与理论循环的偏离 程度，找出实际损失的部位，大小， 原因，及改进措施。
第2页/共29页
6—1 蒸汽动力装置循环

燃气蒸汽联合循环培训课件

燃气蒸汽联合循环培训课件

• 4 部件功能
• 燃气轮机：
– 压气机耗功将空气增压，消耗掉透平2/3功 – 燃烧室将高压空气加热 – 透平将将热能转化为功
• 汽轮机：
– 汽轮机将蒸汽的热能转化为功 – （给水泵将水的压力升高） – （锅炉将水变为一定温度的水蒸气）
• 5 输出结果
• 燃气轮机：机械功+580-600℃燃气 • 汽轮机：机械功+超低压蒸汽
1
QＳ１
朗肯循环
heat exhaust to condenser
QＳ２
Entropy (kcal/kg ok)
燃气-蒸汽联合循环
现代燃气轮机大多数采用简单循环：
1 、简单循环最能体现燃机体积小、重量轻、结构简单、辅 助机械少、运行可靠、用水少； 2、 简单循环的主要缺点是热效率低，但由于目前燃机的压 比和初温都大幅度提高，这个缺点以有所改善。目前简单循 环燃机的效率已达到40%以上； 3 、发电用燃机的应用趋势是与汽轮机组成联合循环机组， 选择高燃气初温和适当压比的简单循环，恰好与联合循环总 的最佳热效率比较吻合。
燃气-蒸汽联合循环
❖ 燃气轮机轴系示意（分轴）
盘车装置
发电机
燃气轮机 燃气-蒸汽联合循环
• 燃气轮机轴系示意（单轴CSG）
发电机 汽轮机低压模块
汽轮机高中压模块
燃气轮机
燃气-蒸汽联合循环
联合循环典型布置
M701F4 1拖1 单轴布置
约 80m
约 115m
燃气-蒸汽联合循环
M701F4 1拖1 分轴布置
7
8
联合循环基本概念
联合循环就是将燃气轮机排出 的“废气引入余热锅炉，加热水产 生高温高压的蒸汽，再推动汽轮机 做功。相当于将燃气轮机的布雷顿 循环和汽轮机的朗肯循环联合起来， 形成能源梯级利用的总能系统，达 到极高的热效率。

工程热力学蒸汽动力循环装置PPT课件

工程热力学蒸汽动力循环装置PPT课件

T
wt ,act wt
h1 h2act h1 h2
h2act h2 1T h1 h2 h2 1T h0
h0 h1 h2 称为理想绝热焓降
大功率汽轮机的ηT在0.85~0.92之间
▪ 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
1 1 h1 1 1 h1
h2 h2
h1 h1
h2 h2
▪ 回热循环工质平均吸热温度提高，平均放热温度不变，故循环热效率 提高，大于单纯朗肯循环热效率
第34页/共44页
▪ 回热循环工质吸热量减少，锅炉热负荷减低，节省金属材料 ▪ 由于汽耗率增大，汽轮机高压端蒸汽流量增加，低压端流量减小，
wt
wp q1
h1 h2 h4 h3 h1 h4
第5页/共44页
水泵功的近似值为
wp h4 h3 u4 p4v4 u3 p3v3
p4 p3 v3 p1 p2 v2
可t 得 hh热11 效hh率32 的 pp近11 似pp22式vv22
h1 h2 p1 h1 h2 p1
p2 v2 p2 v2
略
t
去w
h1 h2 p简h化1 为h2
循环初压力p1甚高时，水泵功约占汽轮机作 第6页/共44页
➢ 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℃
用轴功率表示为
Ps mT P0 mT Dh1 h2

第十章 蒸汽动力装置循环——工程热力学课件PPT

第十章 蒸汽动力装置循环——工程热力学课件PPT
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。
南京航空航天大学
工质为水蒸气的卡诺循环
1）定温加热和定温放热难以实现 2）p-v图上定温线和绝热线斜率相差不大，因此 净功较小
5
南京航空航天大学
工质为两相状态的卡诺循环
工质为水蒸气时：
1）压力不变时液化和蒸发温度不变； 2）定温过程即定压过程，p-v图上斜率相差较大，净功较大；
南京航空航天大学
蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响
2、初压力 p1 T 1 ,T 2不变 t
缺点： 1）p太高造成强度问题 2）使 x2下降，引起汽轮
机内部效率下降，并侵蚀叶片
提高压力同时提高温度， 可抵消乏汽干度的降低。
理论上存在一极限压力，在 极限压力处，效率达到最大值。
12
南京航空航天大学
蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响
3、背压 p2 T 1不变,T 2 t
P2降低意味着冷凝器饱和温 度的降低，但饱和温度受制 于环境温度，不能任意降低
背压降低也会导致x2下降
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？
13
南京航空航天大学
有摩阻的实际朗肯循环
摩阻损耗导致不可逆绝热过程1-2act
q1 h1 h3
一、设备流程及T-s图
南京航空航天大学
干度由c增大到2
17
再热对循环效率的影响
忽略泵功：
wnet h1 h5 h6 h7
q1 h1 h3 h6 h5
t
wnet q1
h1 h5 h6 h7 h1 h3 h6 h5
ηt
？ 取决于附加循环的热效率
其他影响：干度上升（根本目的）；

蒸汽动力循环 ppt课件

蒸汽动力循环 ppt课件

2
1
4
13
4
h1
h1 = 129.3 kJ/kg s h2 = 3330.7 kJ/kg s
ppt课件
21
水蒸气的绝热过程
汽轮机、水泵
qhwt
T
1
q=0
wt hh1h2
可逆过程： s
p1 p2 2 2’
不可逆过程
s
ppt课件
22
二、朗肯循环功和热的计算
T
汽轮机作功： wT h1 h2
1
凝汽器中的定压放热量：
1 6
2 s
ppt课件
t
h1 h2 h1 h3
p1 t1 p2
29
三、蒸汽参数对热效率的影响
1、初温 t1 对热效率ηt 的影响
p1 , p2不变，t1
T
1'
1
5
6
t
1
T2 T1
优点：
•T1
t
• x 2 ' ，有利于汽轮
机安全。
4
缺点：
3
2 2 ' • 对耐热要求高，
目前初温一般小
s 于620℃
锅炉Boiler设备图
ppt课件
12
汽轮机（透平Turbine）机组刨面图
ppt课件
13
凝汽器Condenser和冷却塔系统图
ppt课件
14
Natura冷l-却dr塔if实t 体C图ooling Tower
ppt课件
15
10-1、简单蒸汽动力循环——朗肯循环
一、蒸汽动力循环简化
1
12 汽轮机 s 膨胀
基本内容
ppt课件
2
动力循环：以获得功为目的

燃气蒸汽联合循环发电机组知识PPT课件

燃气蒸汽联合循环发电机组知识PPT课件

第二部分 燃气-蒸汽联合循环发电机组余热锅炉
燃气轮机经点火加热推动燃机透平转动， 被加热的空气排放冷却就产生大量的余热。 为更高提升热效率联合循环机组都配套一台 余热锅炉。
采用优化的标准设计，对流换热形式而 不是辐射换热，无燃料系统，无传统风机 （烟气的流动是靠燃机的排气压力完成的）， 模块化设计结构，布置合理紧凑，高效节能， 自动化程度高。
余热锅炉施工 相对于大型火电厂锅炉，余热锅炉的安
装过程较为简单，其主要工作即为大规模的 模块吊装。从总体上来讲模块越大对起吊设 备的要求越高，吊装方案也要求更严细，但 是工厂化完成的工作也更多，减少了施工现 场的安装工作量。模块的大小取决于合同的 约定和工厂的生产水平，对于电建队伍来讲 吊装不是大的难题，应在订货合同中尽量要 求较大的模块。
❖一拖一 即配置一台燃机、（一台燃机发电机）、一台余 热锅炉和一台蒸汽轮发电机机组。单轴或多轴。
❖二拖一 即配置二台燃机、二台燃机发电机、二台余热锅 炉和一台蒸汽轮发电机机组。
❖单循环 燃机做功，带动燃机发电机发电，无余热锅炉。
❖联合循环 燃机及发电机、余热锅炉、蒸汽轮发电机组。
影响T3的关键因素：高温材料、冷却技术。 目前以欧美、日本为主要生产国家，在我国有装机的基本是三大厂家的产品：德国—西门子（上海电气）、美国—GE（哈尔滨）、日 本—三菱（哈气）。 由于锅炉参数低，对于汽水管路和本体焊接而言压力相对减少； IGCC（Integrated Gasification Combined Cycle）整体煤气化联合循环发电系统，是将煤气化技术和高效的联合循环相结合的先进动 力系统。 1、首先要细致做好施工组织设计。 1、联合循环机组电气安装的特点 设备的布置有单轴、多轴等不同的方式，但都是燃气轮机点火后的余热加热余热锅炉，通过换热蒸发产生蒸汽推动蒸汽轮机转子分别 驱动发电机发电。 影响T3的关键因素：高温材料、冷却技术。 载满负荷模式下，发电效率超过61%，热电联供下，效率超过91%。 1、燃机安装调试是制约工程的关键和主线。 NOX小于25ppm； 燃气-蒸汽联合循环发电机组是当前技术成熟的洁净型商业发电装置，目前最先进机组的发电效率已达60%。 2、厂供的热工元件增加，配套的减少。 1、首先要细致做好施工组织设计。 燃气蒸汽联合循环发电机组知识 所谓单轴，是指燃气轮机、蒸汽轮机和发电机同在一根轴上。 燃气-蒸汽联合循环发电机组燃机 相对应的发电机附属设备和消防设施等都是双倍的，安装工作量远大于同样容量的常规火电机组。 燃气-蒸汽联合循环发电机组是当前技术成熟的洁净型商业发电装置，目前最先进机组的发电效率已达60%。 燃气-蒸汽联合循环发电机组安装特点 其结构占地面积小，便于安装，一般从模块吊装开始至锅炉水压试验完成大约需要90天左右工期。

02燃气-蒸汽联合循环原理课件

02燃气-蒸汽联合循环原理课件
蒸功百分率：指汽轮机的输出占联合 循环总输出的百分率
蒸空比：联合循环中新蒸汽质量流量 同压气机进口空气质量流量之比
11:35:23
联合循环的基本方案
三、联合循环装置的性能分析
(一）燃气轮机的能量平衡关系
Q1：相当于1kg/h燃料，吸入燃气轮机的空气
QHRSG
所携带的热能；
Hu：燃料低位发热量； LGT：燃机轴端功率的热当量； QA1：燃机对外泄漏的空气所携带的热能； QHRSG：燃机排入余热锅炉燃气携带的热量。
注蒸汽循环机组的排气流量中增加了蒸汽流量， 余热锅炉中可回收的热量增加，能产生更多的蒸汽， 同时在燃烧室中注入蒸汽后，保持T3＊不变时燃料 量要增加，故机组的功率可增加得更多。计算表明， 对图⒉26所示机组，功率比原燃气轮机可增加75 ％左右，高于余热锅炉型联合循环的增加量。至于 效率的提高，则与余热锅炉型联合循环的相近，可 能达到相对提高40％～50％。
11:35:24
注蒸汽的燃气轮机，余热锅炉中产 生的蒸汽在作功后成为排气的一部 分排入大气，难以回收，因而余热 锅炉的给水耗量大，使运行费用增 加。
11:35:24
2、注蒸汽循环的热力过程
11:35:24
二、注蒸汽循环的热力性能
d
注蒸汽流量GS 燃气轮机进口空气流量G
1. 压比和温比的影响
, w ,
3、增压燃烧锅炉型联合循环
11:35:23
联合循环的基本方案
3、增压燃烧锅炉型联合循环
11:35:23
联合循环的基本方案
3、增压燃烧锅炉型联合循环
优点： 传热面积减少，质量、尺寸 减少；材料厂房投资低；启动快； 过量空气系数减少，压缩机负功少。
缺点：有炉膛密封问题，难以燃用 煤粉。 所用金属比一般贵重，功率 大小受一定限制。

蒸汽动力装置循环PPT课件

蒸汽动力装置循环PPT课件
(17106 Pa 5103 Pa) 0.001 005 3 m3/kg 17.06103 kJ/kg
h4 h3 wP h2 wP 137.72 kJ/kg 17.06 kJ/kg 154.78 kJ/kg q1 h1 h4 3 426 kJ/kg 154.78 kJ/kg 3 271.22 kJ/kg
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、廉价、易得的工质。
4
6. 蒸汽动力装置工作流程和简化 蒸汽电厂示意图
2513.29 2544.68 2553.46 2560.55 2583.72 2608.90 2645.31 2675.14 2706.53 2748.59 2777.67 2798.66 2803.19 2793.64 2724.46 2085.87
2484.1 2443.6 2432.2 2422.8 2392.0 2357.5 2304.8 2257.6 2201.7 2108.2 2014.8 1890.0 1794.9 1639.5 1317.2
由第一定律
q1 h1 h4
代入已得数据
q1 h1 h4 3 213.6 kJ/kg 195.8 kJ/kg 3 017.8 kJ/kg
14
蒸汽轮机
控制体积: 蒸汽轮机。 进入状态: p1、T1已知；状态确定 出口状态: p2已知。 据第一定律 wt h1 h2
据第二定律 s1 s2
wP
4
vdp
2'
v
p4

蒸汽动力循环-PPT文档资料

蒸汽动力循环-PPT文档资料
h1 h 2 ( p 1 p 2 ) v 2 t h1 h 3 ( p 1 p 2 ) v 2 h1 h 2 ( p 1 p 2 ) v 2 h1 h 2 ( p 1 p 2 ) v 2 h1 h 2 h1 h 2
忽略水泵消耗 功， 循环作功：
w ( h h ) ( h h ) T 1 5 6 2
循环热效率：
( h h ) ( h h ） w 1 5 6 2 T t q ( h h ) ( h h ） 1 1 4 6 5
二、提高蒸汽动力循环热效率 的途径与方法
3. 回热循环
第十一章
蒸汽动力循环装置
蒸汽动力循环装置特点


动力机最早的工质为水蒸气，热力过程状态发生变化 水和水蒸汽不能助燃，只能从外热源吸收热量，所以 要 配备锅炉，装置设备不同于气体动力循环 燃烧产物不参与循环,可利用各种燃料
蒸汽动力循环—朗肯循环
气体动力循环不采用卡诺循环的原因 a:定温加热和放热难于进行 b:定温线和绝热线斜率接近,循环作功不大 蒸汽动力循环不采用卡诺循环的原因 a:蒸汽压缩过程难于实现 b:循环局限于饱和区,上限温度受制于临界 温度 膨胀末期,蒸汽干度过小,不利于动力机安 全
水泵功通常相对较小,略 去对计算准确度影响很小, 故可简化为
二、提高蒸汽动力循环热效率 的途径与方法
提高热效率方法：
提高汽轮机入口参数(温度、压力)
降低汽轮机出口压力
减少各过程不可逆性
采用再热、回热等措施
提高蒸汽压p1
提高初压带来设备强度 和乏汽干度降低问题
ห้องสมุดไป่ตู้
提高蒸汽初温T1
提高初温还可使终态的 干度增大,对汽轮机相对 内效率和使用寿命有利 提高新蒸汽的温度受材 料耐热性能的限制
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蒸汽动力循环装置
教学目标：使学生掌握蒸汽动力循环及其计算方法。 知识点：蒸汽动力基本循环；朗肯循环；回热循环与再热 循环；热电循环；蒸汽—燃气联合循环。 重 点：回热循环、再热循环以及热电循环的组成、热效 率计算及提高热效率的方法和途径。 难 点：回热循环与再热循环计算，提高循环热效率的途 径和计算方法。
h4142.87kJ/kg
q 1 h 1 h 4 3 4 3 2 . 2 1 4 2 . 8 7 3 2 8 9 . 3 3 k J / k g q 2 h 2 h 3 2 1 2 6 . 1 4 1 3 7 . 7 2 1 9 8 8 . 4 2 k J / k g
熵变量 s 1 s 4 6 . 9 7 3 5 0 . 4 7 6 1 6 . 4 9 7 4 k J / ( k g . K )
h 2 5 6 0 .5 5 k J/k g; s8 .3 9 3 0 k J/(k g .K )
s
计算乏汽的干度 x 2s s2 s s 8 6 ..3 9 9 7 3 3 0 5 0 0 ..4 4 7 7 6 1 1 0 .8 2 0 7
乏汽的焓
h2h'x(h"h') 1 3 7 . 7 2 0 . 8 2 0 7 ( 2 5 6 0 . 5 5 1 3 7 . 7 2 )
0.48 550℃
500℃
0.44
400℃
350℃
0.40
0.36 03
6 9 12 15 18 21
初压p1 MPa
3、背压对循环热效率的影响
T T1
4
5' 5 3
3' T0
s3’ s3
1
ηt 0.48
0.47
0.46
0.45
0.44
0.43
2
0.42
2
0.41
s1 s
0.40 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
例1 已知朗肯循环的初压p1=5MPa,初温t1=500℃，乏汽压
力 p2=5kPa，试求该循环的平均吸热温度、T 循环热效率及乏１
汽干度。
解题思路
T1
4
根据
t
1
q2 q1
t
1
T2 T1
T2
3
2
问题:
s
如何求平均放热温度?
如何求平均吸热温度?
T1
q1 s1 s4
T2
q2 s1 s4
例1 已知朗肯循环的初压p1=5MPa,初温t1=500℃，乏汽压
2126.14kJ/kg
查表得 吸热量 放热量
h 1 3 4 3 2 .2 k J / k g ;s 1 6 .9 7 3 5 k J / ( k g .K ) h22126.14kJ/kg s 2 s1 h3h137.72kJ/kgs3s 0 .4 7 6 1 k J/(k g .K ) p4p15MPa s4s30 .4 7 6 1 k J/(k g .K )
力
p2=5kPa，试求该循环的平均吸热温度、T 循环热效率及乏１
解 得
查汽水干蒸度气。表 由p1=5MPa,t1=500℃查 T 1
h 1 3 4 3 2 .2 k J / k g ;s 1 6 .9 7 3 5 k J / ( k g .K )
4
p2=5kPa=0.005MPa时
T2
3
2
h 1 3 7 .7 2 k J/k g; s0 .4 7 6 1 k J/(k g .K )
热效率 tw q1 01q q1 211 39 28 88 9..4 32 30.395
吸热平均温度 放热平均温度
T1s1q 1s4362.4 89 97 .343506.3K
T2s1q2s4
1988.42306.K 6.4974
热效率
t 1TT12
1306.0.395 506.
蒸汽初温对循环热效率的
吸热平均温度
T1s1q 1s4362.4 89 97 .343506.3K
放热平均温度
T2s1q2s4
1988.42306.K 6.4974
吸热量 放热量
q 1 h 1 h 4 3 4 3 2 . 2 1 4 2 . 8 7 3 2 8 9 . 3 3 k J / k g q 2 h 2 h 3 2 1 2 6 . 1 4 1 3 7 . 7 2 1 9 8 8 . 4 2 k J / k g
p2 kPa
蒸汽参数的影响归纳如下:
(1)提高蒸汽初参数 p1，t1,可以提高循环热效率（蒸汽
温度提高50 ℃，循环效率提高2个百分点）现代
蒸汽动力循环朝着高参数方向发展。我国目前采用的 亚临界机组参数见表11.1。 表11.1 亚临界及以下参数的机组(汽轮机进口参数)
低参数
初压/MPa
1.3
初温/℃
３
简单蒸汽动力装置流程图
汽包
锅炉
炉墙 蒸发管
过热器
叶片
喷管 汽轮机 发电机
轴
水泵
冷凝器
水箱
朗肯循环在T-S图和p-v图中的表示
T
4 4
3
3
1
1
p
4
1
2 2
s
3
2
v
朗肯循环在h-s图上的表示
h
1
2
4 3
s
2、朗肯循环的计算 T
吸 热 量 q1 h1 h4
１
放 热 量 q2 h2 h3
循环热效率
三、蒸汽参数对热效率的影响
影响
1、蒸汽初温对循环热效率的影响
T
T1’ T1
T 1
4
T1
5
3
1
1
40
ηt%
39
38
37
36
35
2 2
s
0 300 350 400 450 500 550
初温 t℃
2、蒸汽初压对循环热效率的影响
蒸汽初压对循 环热效率的影
响
T T1
4'
T 1
T1
4
5
3
1` 1
2' 2
s
ηT
t w q10
q1q2 q1
1q2 q1
吸热平均温度 T1 q1 h1h4
s1s4 s1s4
放热平均温度 T2 q2 h2h3
s2 s3 s1s4
T1
4
T2
3
2
s
汽耗率：每生产１kW.h
循环热效率
t
1 q2 q1
1 T 2 T1
汽 耗 率 d3600 kg/(kW.h)
w0
（3600kJ）的功 所消耗的蒸汽量。
火电厂生产过程简介
11-1 简单蒸汽动力装置循环─朗肯循环 一、工质为水蒸汽的卡诺循环
T p
4
1
4
１
2 3
3
v
饱和蒸汽的卡诺循环
2
s
二、朗肯循环及其热效率
1、朗肯循环的组成 定压吸热、定熵膨胀、定压放热、定熵压缩
qin 加热器
４ 泵
Wpump,in
１ 涡轮
Wturb,out
２
qout
冷凝器
340
发电功率/MW 1.5—3
中参数 3.5 435
6—25
高参数 超高参数 亚临界参数
9.0
13.5
16.5
535
550, 535 550, 535
50—100 125, 200 200, 300, 600