热力发电厂-叶涛 第一章 第三节.ppt

第三节 发电厂的动力循环;一、朗肯循环及其热经济性 蒸汽动力循环都是以朗肯循环为基础 ;朗肯循环热效率ηt表示1kg蒸汽在汽轮机中产生的理想功wa（比内功）与循环吸热量q0（比热量）之比 。;二、回热循环及其热经济性 给水回热加热是指在汽轮机某些中间级抽出部分蒸汽，送至回热加热器对锅炉给水进行加热的过程；与之相应的热力循环叫回热循环。;1. 给水回热加热的意义 ①凝汽量减少 ，冷源损失降低 ；②锅炉给水温度 提高了，平均吸热温度提高 了，锅炉的传热温差降低。做功能力损失减小了。 2. 给水回热加热的热经济性 给水回热加热的热经济性主要是以回热循环汽轮机绝对内效率来衡量。现以一级回热为例 ，如图有下列关系：;单级回热汽轮机的绝对内效率为 ;由此可知，采用给水回热加热，可使汽轮机组的绝对内效率提高，且回热抽汽动力系数愈大，绝对内效率愈高； 对于多级无再热的回热循环，若忽略水泵耗功，汽轮机绝对内效率为：;结论：具有回热抽汽的汽轮机，每1kg新蒸汽所做的总内功 由Z级回热抽汽做内功之和 与凝汽流做内功 所组成（对无再热机组），即 。由于回热抽汽做功后没有冷源热损失，在 恒定的可比条件下， 愈大， 愈小，冷源损失愈小， 增加得愈多。我们用回热抽汽所做内功在总内功中的比例 来表明回热循环对热经济性的影响程度， 称为“回热抽汽做功比”，显然 愈大， 也愈大。对于多级回热循环，压力较低的回热抽汽做功大于压力较高的回热抽汽做功。因此，尽可能利用低压回热抽汽，将会获得更好的效益。;（三） 影响回热过程热经济性的因素 主要因素有：多级回热给水总焓升（温升）在各加热器间的加热分配；锅炉最佳给水温度；回热加热数Z。 1 . 多级回热给水总焓升（温升）在各加热器间的加热分配 为使问题清晰起见，假定全部加热器为混合式加热器，加热器端差为零，不计新蒸汽、抽汽压损和泵功，忽略加热器散热损失，对Z级理想回热循环的循环效率最大值求其最佳回热分配。其系统如图1-12所示。;;№1加热器的热平衡方程 №2加热器的热平衡方程：;依此类推，可得凝汽系数为 回热循环汽轮机绝对内效率为 其中：;按照下列条件对 求极值： 当循环的蒸汽初终参数一定时， 均为常数。 ;得 即 kJ/kg 同理，由 ， 得 即 kJ/kg 故其通式为;(1)将上式进一步简化，如若忽略 随Δhw的变化，即=0，即可得其它的更为近似的最佳回热分配通式。;(2)若再忽略各级加热器间凝结放热量qj的差异，即 ，上式简化为：;2 . 最佳给水温度 回热循环汽轮机绝对内效率为最大值时对应的给水温度称为热力学上的最佳给水温度。当无再热时： 随着给水温度的提高，一方面，做功不足系数Yj增加。当机组初、终参数和汽轮发电机组输出功率一定时，无回热无再 热凝汽式汽轮机的汽耗量 ( ）是一个常数。 　因此， 随着给水温度的提高而增大， 汽耗率 也会随着给水温度的提高而增加。;另一方面，随着给水温度的提高，1kg工质在锅炉中的吸热量 将会减少，因此汽轮发电机组热耗率及汽轮机绝对内效率受双重影响。如图所示，存在一最佳的给水温度，使回热循环汽轮机的绝对内效率为最大。 ;做功能力法认为：随着给水温度的提高，一方面，工质在锅炉中的平均吸热温度 上升了，使传热温差 下降、 减小。另一方面，回热加热器内换热温差 及对应的不可逆损失 增加了。提高给水温度使 减小而 增加的双重作用下，同样存在最佳给水温度。 单级回热汽轮机的绝对内效率达到最大值时回热的给水温度为 ，此温度为回热的最佳给水温度。 对多级回热汽轮机根据总焓升在加热器中分配的方法不同，有各自最佳给水温度及焓值，如教材所示。 经济上最有利的给水温度的确定，应在保证系统简单、工作可靠、回热的收益足以补偿和超过设备费用的增加时，才是合理的。 ;3. 给水回热加热级数 当给水温度一定时，随着回热级数Z的增加，附加冷源热损失将减小