蒸汽动力循环装置提高效率的方法
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第10章蒸汽动力装置循环一、选择题在蒸汽动力循环中,为达到提高循环热效率的目的,可采用回热技术来提高工质的()[宁波大学2008研]A.循环最高温度B.循环最低温度C.平均吸热温度D.平均放热温度【答案】C【解析】在蒸汽动力循环中,采用回热技术可以提高工质的平均吸热温度,从而达到提高循环热效率的目的。
二、判断题1.回热循环的热效率比郎肯循环高,但比功比朗肯循环低。
()[天津大学2004研] 【答案】对2.抽气回热循环由于提高了效率,所以单位质量的水蒸气做功能力增加。
()[同济大学2006研]【答案】错【解析】抽气回热循环中部分未完全膨胀的蒸汽从汽轮机中抽出,去加热低温冷却水,这样就使得相同的工质情况下,抽气回热循环做功小于普通朗肯循环,因而单位质量的水蒸气做功能力降低。
3.实际蒸汽动力装置与燃气轮装置,采用回热后平均吸热温度与热效率均提高。
()[湖南大学2007研]【答案】对【解析】对实际的蒸汽的动力装置于燃气轮机装置来说,采用回热后,平均吸热温度升高,于是热效率也得到提高。
三、简答题1.朗肯循环采用回热的基本原理是什么?[天津大学2004研]解:基本原理是提高卡诺循环的平均吸热温度来提高热效率。
2.画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的T-s图,用各点的状态参数写出:(1)朗肯循环的吸热量、放热量、汽轮机所做的功及循环热效率。
(2)制冷循环的制冷量、压缩机耗功及制冷系数。
[西安交通大学2004研]解:画出朗肯循环和蒸汽压缩制冷循环的T-s图如图10-1所示。
郎肯循环蒸汽压缩制冷循环图10-1(1)参考T-s图,可以得到:朗肯循环的吸热过程为4→1的定压加热过程,吸热量:;郎肯循环的放热过程为2→3的过程,在冷凝器中进行,放热量:;汽轮机中,做功过程为绝热膨胀过程1→2,做工量:;在水泵中被绝热压缩,接受功量为,相对于汽轮机做功来说很小,故有热效率:(2)参考上面的T-s图,可以得到:蒸汽压缩制冷循环的吸热量为:;压缩机耗功为:;制冷系数为:。
第十一章蒸汽动力循环装置水蒸气是工业上最早使用来作为动力机的工质。
在蒸汽动力装置中水时而处于液态,时而处于气态。
因而蒸汽动力装置循环不同于气体动力循环。
此外,水和水蒸气不能燃烧,只能从外界吸收热量,所以蒸汽循环必须配备锅炉,因此装置设备也不同于气体动力装置。
由于燃烧产物不参与循环,故而蒸汽动力装置可利用各种燃料,如煤、渣油,甚至可燃垃圾。
§11-1简单蒸汽动力装置循环——朗肯循环1、工质为水蒸气的卡诺循环由第二定律可知,在相同温限内卡诺循环的热效率最高,而采用气体作工质的循环中,定温过程(加热及放热)难以实现,并且气体绝热线及等温线在p-v图上斜率接近,因此有w较小。
i在采用蒸汽做工质时,由于水的汽化和凝结,当压力不变时温度也不变,因而有了定温放热和定温吸热的可能。
又因为定温即是定压,其在p-v图上与绝热线斜率相差较大,因而可提高w,所以蒸汽机原则上可采用卡诺循环,如图中5-6-7-8-5所i示。
而实际的蒸汽动力装置中不采用上冻循环,其主要原因有以下几点:1)在压缩机中绝热压缩8-5过程难以实现;2)徨仅局限于饱和区,上限温度受临界温度的限制,故即使实现卡诺循环,其热效率也不高;3)膨胀末期,湿蒸汽干度过小,含水分甚多,不利于动力机安全。
所以,实际蒸汽动力循环均以朗肯循环为其基础。
2、朗肯(Rankine)循环朗肯循环是最简单也是最基本的蒸汽动力循环,它由锅炉、汽轮机、冷凝器和水泵4个基本的、也是主要的设备组成。
右图中为该装置的示意图。
水在锅炉中被加热汽化,直至成为过热蒸汽后,进入汽轮机膨胀作功,作功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷凝成水,凝结后的水在水泵中被压缩升压后,再回到锅炉中,完成一个循环。
为了突出主要矛盾,分析主要参数对循环的影响,与前述循环一样,首先对实际循环进行简化和理想化,略去摩阻及温差传热等不可逆因素,理想化后的循环由右图(a )所示的热力过程组成,对应的T-s 图如图(b )所示。
第九章 蒸汽动力循环装置工业上最早使用的动力机是用水蒸气做工质的蒸汽动力装置。
在蒸汽动力装置中水时而处于液态,时而处于气态,如在蒸汽锅炉中液态水汽化产生蒸汽,经汽轮机膨胀作功后,进入冷凝器又凝结成水再返回锅炉,而且在汽化和凝结时可维持定温,因而蒸汽动力装置循环不同于气体动力循环。
此外,水和水蒸气不能助燃,只能从外热源吸收热量,所以蒸汽循环必需配备锅炉,因此装置设备也不同于气体动力循环。
由于燃烧产物不参与循环,故而蒸汽动力装置可利用各种燃料,如煤、渣油,甚至可燃垃圾。
第一节简单蒸汽动力装置循环———朗肯循环一、 工质为水蒸气的卡诺循环热力学第二定律已证明,在相同温限内卡诺循环的热效率最高。
在采用气体作工质的循环中,因定温加热和放热难于进行,而且气体的定温线和绝热线在p-v图上的斜率相差不多,以致卡诺循环所作的功并不大,故在实际上难于采用。
在采用蒸汽作工质时,由于水的汽化和蒸汽的凝结,当压力不变时温度也不变,因而实际上也就有了定温加热和放热的可能。
更因这时定温过程亦即定压过程,在p-v图上其与绝热线之间的斜率相差亦大,故所作的功也较大。
所以,以蒸汽为工质时原则上可以采用卡诺循环,如图11-1中循环6-7-8-5-6所示。
然而在实际(b)(a)图9-1 水蒸气的朗肯循环的蒸汽动力装置中不采用卡诺循环,其主要原因是:首先,在压缩机中绝热压缩过程8-5难于实现,因状态8是水和蒸汽的混合物,压缩过程中压缩机工作不稳定,同时状态8的比体积比水的比体积大得多,需用比水泵大得多的压缩机;其次,循环局限于饱和区,上限温度受制于临界温度,故即使实现卡诺循环,其热效率也不高;再次,膨胀末期,湿蒸汽干度过小,即含水分甚多,不利于动力机安全。
实际蒸汽动力循环均以朗肯循环为其基础。
二、朗肯循环及其热效率简单蒸汽动力装置流程示意图如图9-2所示,其理想循环———朗肯循环图9-2简单蒸汽动力装置流程示意图的p-v图和T-s图见图9-1。
第十章 蒸汽动力循环蒸汽动力装置:是实现热能→机械能的动力装置之一。
工质 :水蒸汽。
用途 :电力生产、化工厂原材料、船舶、机车等动力上的应用。
本章重点:1、蒸汽动力装置的基本循环朗肯循环匀速回热循环2、蒸汽动力装置循环热效率分析 y T 的计算公式 y T 的影响因素分析 y T 的提高途径10-1 水蒸气作为工质的卡诺循环热力学第二定律通过卡诺定理证明了在相同的温度界限间,卡诺循环的热效率最高,但实际上存在种种困难和不利因素,使得实际循环(蒸汽动力循环)至今不能采用卡诺循环但卡诺循环在理论上具有很大的意义。
二、为什么不能采用卡诺循环若超过饱和区的范围而进入过热区则不易保证定温加热和定温放热,即不能按卡诺循环进行。
1-2 绝热膨胀(汽轮机) 2-C 定温放热(冷凝汽)可以实现 5-1 定温加热(锅炉)C-5 绝热压缩(压缩机) 难以实现原因:2-C 过程压缩的工质处于低干度的湿汽状态1、水与汽的混合物压缩有困难,压缩机工作不稳定,而且3点的湿蒸汽比容比水大的多'23νν>'232000νν≈需比水泵大得多的压缩机使得输出的净功大大p v减少,同时对压缩机不利。
2、循环仅限于饱和区,上限T1受临界温度的限制,即使是实现卡诺循环,其理论效率也不高。
3、膨胀末期,湿蒸汽所含的水分太多不利于动机为了改进上述的压缩过程人们将汽凝结成水,同时为了提高上限温这就需要对卡诺循环进行改进,温度采用过热蒸汽使T1高于临界温度,改进的结果就是下面要讨论的另一种循环—朗肯循环。
10-2 朗肯循环过程:从锅炉过热器与出来的过热蒸汽通过管道进入汽轮机T,蒸汽部分热能在T 中转换为机械带动发电机发电,作了功的低压乏汽排入C,对冷却水放出γ,凝结成水,凝结成的水由给水泵P送进省煤器D′进行预热,然后在锅炉内吸热汽化,饱和蒸汽进入S继续吸热成过热蒸汽,过程可理想化为两个定压过程,两个绝热过程—朗诺循环。
1-2 绝热膨胀过程,对外作功2-3 定温(定压)冷凝过程(放热过程)3-4 绝热压缩过程,消耗外界功4-1 定压吸热过程,(三个状态)4-1过程:水在锅炉和过热器中吸热由未饱和水变为过热蒸汽过程中工质与外界无技术功交换。
简述蒸汽动力装置中冷凝器的作用。
蒸汽动力装置是一种常用的能量转换装置,广泛应用于发电、汽车、船舶等领域。
在蒸汽动力装置中,冷凝器是一个关键的组件,它的作用是将蒸汽冷凝成水,从而使其重新进入锅炉回路循环使用,以提高能量利用效率。
本文将详细介绍蒸汽动力装置中冷凝器的作用及其工作原理。
冷凝器位于蒸汽动力装置的末端,位置接近于涡轮机的出口。
当蒸汽流经涡轮机后,会形成高温高压蒸汽。
这时,进入冷凝器的蒸汽会受到冷却,并逐渐转化为水。
冷凝器的作用主要有以下几个方面:1. 能量回收:冷凝器能够将蒸汽的潜热转化为热量释放出来,使其温度降低。
通过这种方式,蒸汽动力装置可以回收并再次利用蒸汽中的能量,提高能量利用效率。
冷凝器回收的热量可以用于加热液体、供暖、生活热水等用途,进一步提高能源利用效率。
2. 减压:蒸汽经过涡轮机后的压力较高,需要通过冷凝器进行降压。
冷凝器内部的管道设计使蒸汽在流动中逐渐降压,使其达到与锅炉前的压力相适应。
这种降压的过程可以保证整个系统的稳定性,减少蒸汽管道和设备的压力冲击。
3. 水循环:通过冷凝器,蒸汽被冷凝成水后,可以重新进入锅炉回路,形成循环。
这种循环可以减少水的消耗,降低成本,同时也减少了对自然水资源的需求,具有环保的优势。
冷凝器的工作原理如下:蒸汽在进入冷凝器后,首先与冷却介质(通常为冷水或冷却塔冷却水)进行热量传递,蒸汽的温度逐渐降低。
热量传递的方式通常是通过冷凝器内外表面的热传导,也可以通过喷淋装置将冷却介质喷洒到冷凝器内部,使蒸汽与冷却介质之间充分接触。
冷凝器内部通常有大量的管道,用于增加热交换面积,提高热传导效率。
此外,冷凝器内部还设置有冷凝器表面使水蒸气通过冷凝器内部的管道流动时不会形成干度过高,影响热量传递的阻塞物。
冷却介质在与蒸汽进行热量交换后,会被加热,形成热水或蒸气。
这些热水或蒸气可以再次利用,例如用于供暖或发电。
最后,蒸汽在冷凝器内部的热量传递过程中,逐渐冷凝成水。
热力学循环的优化和能量系统效率提升热力学循环是能量系统中的重要组成部分,它通过能量的转化和传递,将热能转化为机械能或其他形式的能量。
热力学循环的优化是提高能量系统效率的关键,它可以使能量的损失降至最低,从而提高能源利用效率。
首先,热力学循环的优化需要考虑循环的热源和冷源。
热源的温度越高,冷源的温度越低,循环的效率就越高。
因此,在设计能量系统时,应尽量选择高温热源和低温冷源,以提高循环的效率。
同时,还可以采用换热器来改善热源和冷源之间的热交换,减少能量的损失。
其次,热力学循环的优化还需要考虑工质的选择。
工质的选择直接影响循环的效率和性能。
常见的工质包括水蒸汽、氨、氢气等。
不同的工质有不同的性质和特点,因此在选择工质时需要综合考虑循环的工作条件、热源和冷源的温度等因素。
同时,还可以通过调整工质的压力和温度,改变其物性,进一步提高循环的效率。
此外,热力学循环的优化还需要考虑循环的压力和温度。
通过合理调整循环的压力和温度,可以改变循环的性质和工作状态,从而提高循环的效率。
例如,在蒸汽动力循环中,提高锅炉的蒸汽温度和压力,可以增加蒸汽的焓值,提高循环的效率。
而在制冷循环中,降低蒸发器和冷凝器的温度,可以提高制冷循环的制冷效果。
此外,热力学循环的优化还需要考虑循环的节能措施。
节能措施可以减少能量的损失,提高能量的利用效率。
例如,在汽轮机发电系统中,可以采用余热回收技术,将锅炉排出的烟气中的余热回收利用,提高发电系统的效率。
另外,还可以采用节能设备和技术,如变频器、能量回收装置等,减少能量的浪费,提高能量系统的效率。
总之,热力学循环的优化是提高能量系统效率的重要手段。
通过合理选择热源和冷源、优化工质选择、调整压力和温度、采取节能措施等,可以降低能量的损失,提高能源利用效率。
在能源紧缺和环境污染日益严重的背景下,热力学循环的优化和能量系统效率提升具有重要的意义。
我们应该加强对热力学循环的研究和应用,不断提高能源利用效率,为可持续发展做出贡献。
提高循环热效率的途径计划方案文章简单的介绍了提高循环热效率的途径,为化工生产热平衡问题提出了解决办法,最大可能降低热损失,提高经济效益。
循环热效率途径在化工生产中,要保持气液平衡,把脱盐水变成过热蒸汽,过热蒸汽做功后,在循环到液体,而在此过程中,如何提高热效率,能更有效地为我们创造出最大的效益,这就必须设法提高质在吸热过程中的平均温度,下面就这个问题阐明所应采取的措施。
1 蒸汽的过热温度在相同的蒸汽温度压力下,提高蒸汽的过热温度的同时,可使平均吸热温度相应地提高,随着过热温度的增加,焓差变大,同时乏气的干度增加,使透平的相对内部效率也可提高。
从而可使热效率提高,汽耗率下降。
但是蒸汽的最高温度受到金属材料性能有限制,一般最高温度约为873K左右。
虽然现在有一些抗蠕的特种合金钢材能耐更高的温度,可以做过热器的管子和透平,然而价格昂贵。
因此从经济方面考虑,蒸汽过热的最高温度以不超过873K为宜。
2 提高蒸汽压力水的沸腾温度随着蒸汽压力的增加而升高,故在保持相同的蒸汽过热温度时,平均吸热温度也会相应提高,当蒸汽压力提高时,热效率提高,而汽耗率下降。
但当压力接近水的临界压力(P0=21.82MPa)时,其影响就越来越小。
由此可知,仅靠提高蒸汽的压力而不同时提高它的温度,是不能使热效率有更大的提高,且随着压力的提高,乏气的干度下降,即湿含量增加,因而会引起透平机相对内部效率的降低,还会使透平机中最后几级的叶片受到磨蚀,缩短寿命。
乏气的干度一般不应低于0.88,因此,使用高压蒸汽时,必须设法减少乏汽的湿含量。
3 采用再热循环再热循环是使高压的过热蒸汽在高压透平机中,先膨胀到某一中间压力(一般取再热压力为新汽压力的20%~25%),然后全部引入锅炉中的特设的再加热器进行加热,升高了温度的蒸汽进入低压透平在膨胀到一定的排汽压力,这样就可以避免乏气湿含量过高的缺点。
循环中液体水加热到饱和状态的过程相对于整个加热过程来说,其吸热温度是最低的。
水蒸气循环发电工作原理水蒸气循环发电是一种常见的发电方式,其工作原理基于水蒸气的循环,通过热能转化为机械能,再转化为电能。
本文将详细介绍水蒸气循环发电的工作原理、主要组成部分以及能够提高效率的技术。
一、工作原理水蒸气循环发电的工作原理基于热能转化为机械能的过程。
首先,液态水通过加热转化为水蒸气。
这一过程主要通过燃烧燃料,如煤或天然气,产生高温烟气,将水蒸气发生器中的水加热。
水蒸气发生器内的水逐渐升温,形成高压高温的水蒸气。
接下来,高压高温的水蒸气进入汽轮机中,通过推动汽轮机的叶片旋转,将水蒸气的热能转化为机械能。
汽轮机通过轴传动带动发电机组转动,进而产生电能。
同时,自汽轮机排出的低压水蒸气会进入凝汽器。
在凝汽器中,低压水蒸气通过与冷却介质接触,如冷水或空气,将其冷却成液态水。
液态水会被送回到水蒸气发生器中,重新加热形成水蒸气,循环往复。
二、主要组成部分水蒸气循环发电系统包括以下几个主要组成部分:1.锅炉:锅炉是水蒸气发生器,用于产生高温高压的水蒸气。
锅炉中的燃料燃烧产生的烟气通过管道或烟道传递给水蒸气发生器,加热其中的水。
2.汽轮机:汽轮机是将水蒸气的热能转化为机械能的关键部件。
汽轮机通过叶片的旋转,利用水蒸气高速喷射的动能推动转子旋转,产生动力。
3.发电机组:发电机组是将汽轮机产生的机械能转化为电能的装置。
汽轮机通过轴传动带动转经发电机转动,利用电磁感应原理将机械能转换为电能。
4.凝汽器:凝汽器用于冷却排出汽轮机的低压水蒸气,将其转化为液态水。
凝汽器利用冷却介质吸收水蒸气的热量,使其迅速冷却并凝结成水。
5.辅助设备:水蒸气循环发电系统还包括其他辅助设备,如给水泵、通风设备、燃料供给系统等。
这些辅助设备保证整个发电系统的运行和安全。
三、提高效率的技术为了提高水蒸气循环发电系统的效率,可以采用以下技术:1.再热和中间过热:在汽轮机中设置再热器和中间过热器,将高温高压的水蒸气再次加热和过热。
这样可以提高汽轮机的蒸汽参数,增加汽轮机的发电功率输出。
第十一章蒸汽动力一、是非题1.在目前的技术条件下,水蒸气卡诺循环是难以实现的。
()2.在目前的技术条件下,即使实现了水蒸气卡诺循环,其热效率也是不高的。
()3.热效率随着蒸汽初压的提高而增加,因此,设计时总是选择装置所能承受的最大压力。
()4.热效率随着蒸汽初温的提高而增加,因此,设计时总是选择金属材料所能承受的最大温度。
()5.汽轮机的背压总是高于冷却水温度所对应的饱和压力。
()6.从热电循环的经济性角度考虑,应尽可能提高热电循环的能量利用系数。
()7.蒸汽动力循环在采用高的初参数和再热、回热等措施以后,热效率距相同温度范围的卡诺循环热效率尚有相当大的距离。
主要是因为平均吸热温度比金属容许温度还低得较多。
()二、思考题1.蒸汽中间再过热的主要作用是什么?是否任何条件下再过热都有好处?为什么?2.蒸汽动力循环的热效率不高,其冷源损失很大,若取消冷凝器而代以压缩机将湿蒸汽压回锅炉其结果将如何?3.回热是什么意思?为什么回热能提高循环的热效率?4.假如保持给水温度不变,回热抽汽的压力是高些好是低些好(只讨论一级回热)?5.总结一下,蒸汽动力循环是根据哪些原则并利用了哪些方法提高热效率的。
6.循环的热效率t与整个装置的效率是一回事吗?它们有什么区别和联系。
7.在织造厂、造纸厂以及制药厂等较集中的地区兴建发电厂时,选用哪种蒸汽循环比较合适?三、习题11-1 某朗肯循环的蒸汽参数为:t1=500°C,p2=0.004MPa试计算p1分别为3,6,12MPa时的:(1)水泵所消耗的功量及进出口水温差;(2)汽轮机作功量及循环功比;(3)汽轮机出口汽干度;(4)循环热效率;(5)分析以上结果可以说明什么问题。
11-2 朗肯循环中,蒸汽参数为:p1=3.5MPa,t1=435°C。
试计算背压p2分别为0.004MPa, 0.01MPa, 0.1MPa时的循环热效率。
11-3 某热电厂中,装有按朗肯循环工作的功率为1.2万千瓦的背压式汽轮机,蒸汽参数为p1=3.5MPa、t1=435°C,p2=0.6MPa。
热力学循环与效率的分析热力学循环是热力学系统中能量传递和转化的过程。
在实际应用中,热力学循环被广泛用于发电厂、汽车发动机等能量转化装置,以及制冷和空调系统等能量传递装置。
本文将对热力学循环与效率进行详细的分析。
1. 热力学循环的基本原理在热力学循环中,能量从高温热源转移到低温热源。
根据热力学第一定律和第二定律,热力学循环遵循能量守恒和熵增原理。
常见的热力学循环包括Carnot循环、Rankine循环和Otto循环等。
2. Carnot循环Carnot循环是一个理想的热力学循环,由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程组成。
Carnot循环的效率完全由高温热源和低温热源的温度差决定,效率为1-Tc/Th,其中Tc为低温热源温度,Th为高温热源温度。
3. Rankine循环Rankine循环是一种常用于蒸汽动力系统的热力学循环。
它由蒸汽发生器、汽轮机、冷凝器和泵四个主要部件组成。
在Rankine循环中,蒸汽在高温高压下膨胀,从而驱动汽轮机工作,然后被冷凝为水并输送回蒸汽发生器。
Rankine循环的效率取决于蒸汽发生器和冷凝器的温度差。
4. Otto循环Otto循环是一种常用于内燃机的热力学循环。
它由四个过程组成:吸入、压缩、燃烧和排出。
在Otto循环中,燃料和空气混合物在缸内燃烧产生推动力,驱动活塞向下运动,从而进行功的输出。
Otto循环的效率取决于压缩比和燃烧过程的效率。
5. 热力学循环的效率热力学循环的效率定义为所产生的有用功除以输入热量。
在实际应用中,热力学循环的效率通常低于理想循环效率。
各种损失机制,如热量散失、压力损失和摩擦损失等,都会导致循环效率降低。
因此,提高热力学循环的效率是一个重要的研究方向。
6. 提高热力学循环效率的方法为了提高热力学循环的效率,可以采用以下方法:(1)增加高温热源的温度;(2)降低低温热源的温度;(3)优化循环中的各个组件,减少能量损失;(4)采用热回收技术,将废热转化为有用的热能;(5)使用节能措施,减少能量的损耗。
《600MW汽轮机》思考题1.最基本的蒸汽动力循环的热效率约为多少?为什么这么低?2.为了提高蒸汽动力循环(火电厂)的热效率,要采取哪些主要措施?*3.为什么给水回热循环可以提高火电厂的热效率?*4.为什么要采用中间再热循环?5.叙述汽轮机前后端轴封、通流部分汽封的作用。
*6.叙述汽轮机齿型轴封的工作原理。
7.叙述汽轮机转子临界转速的物理意义。
*8.解释转子静不平衡、动不平衡、动静不平衡。
*9.叙述刚性转子和挠性转子的平衡原理。
10.提高动力装置热效率的基本途经是什么?11.为什么燃气——蒸汽联合循环可以大幅度地提高热效率?*12.认真阅读图1——10、1——11、1——12、1——13,了解四种600MW汽轮机的纵剖面图。
13.认真阅读图2——1、2——2、2——3、2——4,了解四种600MW汽轮机的热力系统。
14.分析喷嘴截面积沿流动方向的变化规律。
15.画出动叶进出口速度三角形。
*16.解释专业名词:轮周功率、轮周功、轮周效率、速度比、最佳速度比。
*17.叙述蒸汽通过汽轮机级时的流动和能量转换过程。
*18.蒸汽通过汽轮机级作功时共产生哪几种损失?各是如何产生的?又如何减小?* 19.湿蒸汽对汽轮机的工作有哪些影响?*20.汽轮机长叶片级的动、静叶片为什么要做成变截面扭叶片?*21.600MW汽轮机的主汽阀、调节阀主要由哪几个部件组成?22.叙述汽轮机的高压主汽阀、调节阀和中压主汽阀、调节阀的功能。
23.认真阅读图2——22,2——24,2——25,2——26,了解汽缸的结构形式。
24.认真阅读图2——36,2——37,2——38,2——39,2——40,2——41了解汽轮机转子的结构形式。
25.为什么大型汽轮机汽缸要采用双层结构?*26.认真阅读图2——45,2——46,2——47,2——48,了解动叶片的结构形式。
27.动叶片工作时,受到哪些力的作用?* 28. 叶片离心拉应力计算公式:29. 叶片弯曲应力计算公式: 30.围带、拉金对动叶片的工作有哪些影响?* 31.引起叶片振动的力有哪些?各是如何产生的? 32.叶片振动的形式有哪些?画出示意图。
第11章蒸汽动力循环一、教案设计教学目标: 使学生熟练掌握水蒸气朗肯循环、回热循环、再热循环和热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方式和途径。
知识点:朗肯循环、回热循环、再热循环和热电循环的组成、热效率计算及提高热效率的方式和途径重点:分析朗肯循环的分析方式,提高循环循环效率的方式和途径。
难点:回热循环、再热循环和热电循环;提装置循环效率的方式和途径。
教学方式:教学+多媒体演示+课堂讨论师生互动设计:提问+启发+讨论☺问:自己观察过身旁的热力系统的状态转变吗?☺问:你以前明白热力系统的状态转变往往伴随着系统与外界间能量的互换吗?☺问:你明白温度计什么原理吗?温度计测温的理论依据你试探过吗?☺问:用过压力计吗?氧气瓶上压力表读数是瓶中的真实压力吗?☺问:能举出几个具体的强气宇、广延量?热力进程、热力循环?☺问:爆炸进程能以为是准静态进程吗?☺问:你能说出进程量与状态量的区别吗?请具体举例。
☺问:你碰到的哪些现象属于不可逆现象?学时分派:4学时+2讨论二、大体知识热机:将热能转换为机械能的设备叫做热力原动机。
热机的工作循环称为动力循环。
动力循环:可分蒸汽动力循环和气动力循环两大类。
第一节 蒸汽动力大体循环一朗肯循环朗肯循环是最简单的蒸汽动力理想循环,热力发电厂的各类较复杂的蒸汽动力循环都是在朗肯循环的基础上予以改良而取得的。
一、装置与流程蒸汽动力装置:锅炉、汽轮机、凝汽器和给水泵等四部份主要设备。
工作原理:p-v 、T-s 和h-s 。
朗肯循环可理想化为:两个定压进程和两个定熵进程。
3’-4-5-1水在蒸汽锅炉中定压加热变成过热水蒸气, 1-2过热水蒸气在汽轮机内定煽膨胀,2-3湿蒸气在凝汽器内定压(也定温)冷却凝结放热, 3-3’凝结水在水泵中的定情紧缩。
二、朗肯循环的能量分析及热效率 取汽轮机为控制体,成立能量方程:3121h h h h --=η三、提高朗肯循环热效率的大体途径 依据:卡诺循环热效率 1.提高平均吸热温度直接方式式提高蒸汽压力和温度。
蒸汽动力循环装置提高效率的方法
1. 使用多级蒸汽动力循环装置:通过增加多个蒸汽轮机和各个级别的回热器,可以
充分利用热能,提高装置的效率。
每个级别都利用已经冷却的蒸汽,使其再次加热,并选
择不同的压力点以充分利用能量。
2. 使用高效的燃烧系统:采用高效的燃烧系统,如流体化床燃烧器或气化燃烧器,
可以更充分地燃烧燃料,并减少烟气中的污染物生成。
这不仅可以提高燃料利用效率,还
可以减少对环境的负面影响。
3. 优化锅炉和回热器设计:通过优化锅炉和回热器的设计,增加燃料燃烧的热能传递,从而提高装置的热效率。
增加燃料燃烧的燃烧时间和温度,减少烟气温度和烟气中的
热量损失。
4. 使用高效的蒸汽涡轮机:选择高效的蒸汽涡轮机,可以减少能量损失,提高装置
的效率。
采用多级蒸汽涡轮机和温度叶片等先进技术,可以更好地利用蒸汽的能量。
5. 采用热能储存系统:通过采用热能储存系统,可以在低耗电负荷时存储部分热能,然后在高耗电负荷时释放。
这种方式可以平衡装置的能量供应,提高效率。
6. 优化循环过程:通过优化蒸汽动力循环装置的操作参数,如水蒸气的压力和温度,可以提高装置的性能。
选择合适的循环压力,以在蒸汽生成和排气过程中最大限度地提高
效率。
7. 进行余热回收:通过在涡轮蒸汽排气过程中回收余热,可以充分利用热能,减少
能量损失。
采用热交换器将排气蒸汽中的热量传递给进料水,从而提高装置的热效率。
8. 使用高效的冷凝器:选择高效的冷凝器,可以将涡轮蒸汽排气中的热量更充分地
释放出来,并转化为有用的能源。
通过减少蒸汽在冷凝器中的压力损失,可以提高装置的
效率。
9. 优化冷却水系统:通过优化蒸汽动力循环装置的冷却水系统,可以提高冷凝的效率。
使用高效的冷却塔或换热器,以便更好地冷却循环水,并减少冷却水的消耗。
10. 定期维护和清洁:定期进行设备维护和清洁,以确保蒸汽动力循环装置的正常运行。
清洁涡轮叶片和燃烧器,消除积碳和污垢,可以提高设备的性能和效率。
定期检查和
更换老化的设备部件,也可以减少能量损失和系统故障。