蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置

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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,發(fā)電廠遠(yuǎn)景圖,第十章 蒸汽動(dòng)力循環(huán)裝置,教學(xué)目標(biāo)：,使學(xué)生掌握蒸汽動(dòng)力循環(huán)及其計(jì)算方法。,知識(shí)點(diǎn)：,蒸汽動(dòng)力基本循環(huán)；朗肯循環(huán)；回?zé)嵫h(huán)與再熱循環(huán)；熱電循環(huán)；蒸汽,燃?xì)饴?lián)合循環(huán)。,重 點(diǎn)：,回?zé)嵫h(huán)、再熱循環(huán)以及熱電循環(huán)的組成、熱效率計(jì)算及提高熱效率的方法和途徑。,難 點(diǎn)：,回?zé)嵫h(huán)與再熱循環(huán)計(jì)算,，提高循環(huán)熱效率的途徑和計(jì)算方法。,1,2,2,3,3,4,4,p,s,v,T,飽和蒸汽的卡諾循環(huán),飽和蒸汽的卡諾循環(huán),10-1,簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力裝置循環(huán)朗肯循環(huán),一,、工質(zhì)為,水蒸汽的卡諾循環(huán),簡(jiǎn)單蒸汽動(dòng)力裝置流程

2、圖,1、朗肯循環(huán)的組成,定壓吸熱、定熵膨脹、定壓放熱、定熵壓縮,二、朗肯循環(huán)及其熱效率,Pump,Condenser,Boiler,Turbine,W,turb,out,q,out,q,in,W,pump,in,朗肯循環(huán)在T-S圖和p-v圖中的表示,【注意：朗肯循環(huán)的優(yōu)點(diǎn)】,s,T,1,2,3,4,p,v,1,2,3,4,h,s,朗肯循環(huán)在h-s圖上的表示,s,T,2、朗肯循環(huán)的計(jì)算,吸 熱 量,放 熱 量,循環(huán)熱效率,吸熱平均溫度,放熱平均溫度,循環(huán)熱效率,汽 耗 率,汽耗率：每生產(chǎn)kW,h,（3600kJ）的功,所消耗的蒸汽量。,2,3,4,0 300 350 400 450 500 55

3、0,t,%,35,36,37,38,39,40,3,2,1,4,5,T,1,T,1,1、蒸汽初溫對(duì)循環(huán)熱效率的影響,s,T,初溫,t,蒸汽初溫對(duì)循環(huán)熱效率的影響,三、蒸汽參數(shù)對(duì)熱效率的影響,550,500,400,350,0.48,0.44,0.40,0.36,s,3,2,5,4,1,1,T,T,1,T,0 3 6 9 12 15 18 21,初壓p,1,MPa,2、蒸汽初壓對(duì)循環(huán)熱效率的影響,蒸汽初壓對(duì)循環(huán)熱效率的影響,2 4 6 8 10 12 14 16 18 20,0.40,0.41,0.42,0.43,0.44,0.45,0.46,0.47,0.48,p,2,kPa,1,4,5,3,

4、2,s,s,1,s,3,s,3,T,0,T,1,T,3、背壓對(duì)循環(huán)熱效率的影響,t,蒸汽參數(shù)的影響歸納如下:,（1）提高蒸汽初參數(shù) p,1,，t,1,可以提高循環(huán)熱效率（蒸汽溫度提高50，循環(huán)效率提高2個(gè)百分點(diǎn)）現(xiàn)代蒸汽動(dòng)力循環(huán)朝著高參數(shù)方向發(fā)展。我國(guó)目前采用的亞臨界機(jī)組參數(shù)見表11.1。,低參數(shù) 中參數(shù) 高參數(shù) 超高參數(shù) 亞臨界參數(shù),初壓/MPa,初溫/,發(fā)電功率/MW,1.3 3.5 9.0 13.5 16.5,340 435 535 550,535 550,535,1.53 625 50100 125,200 200,300,600,表10.1 亞臨界及以下參數(shù)的機(jī)組(汽輪機(jī)進(jìn)口參數(shù)),

5、表10.2 超臨界參數(shù)機(jī)組(鍋爐出口參數(shù)),機(jī)組類型,蒸汽壓力MPa,蒸汽溫度,電廠效率%,供電煤耗,g/kWh,亞臨界機(jī)組,17.0,540/540,38,324,超臨界機(jī)組,25.5,567/567,41,300,高溫超臨界,25.0,600/600,44,278,超超臨界機(jī)組,30.0,600/600/600,48,256,高溫超超臨界,30.0,700,57,215,我國(guó)超臨界機(jī)組的參數(shù)尚未形成標(biāo)準(zhǔn)系列。,注：臨界壓力：22.12 MPa,臨界溫度：374.15,第一臺(tái)試驗(yàn)性超臨界125MW機(jī)組（31 MPa,621/566/538）,1957年在美國(guó)投運(yùn)。,第二臺(tái)超臨界325MW機(jī)組

6、（34.4 MPa,649/566/566）,1959年在美國(guó)投運(yùn)。,參數(shù)年代,20世紀(jì)初期,30年代,40年代,50年代,60年代,90年代,2005,2015,蒸汽溫度,250,370,400,430,480,500,500,535,538,566,538,566,566,593,610,613,700,720,蒸汽壓力Mpa,0.8,1.0,1.5,3.0,3.0,8.0,8,14,亞臨界,亞臨界,超臨界,33.5,40,再熱次數(shù),一次,二次,二次,二次,表10.3 國(guó)外火電機(jī)組蒸汽參數(shù)的發(fā)展,表10.4 部分超臨界機(jī)組經(jīng)濟(jì)性舉例,電廠,項(xiàng)目,蒸汽參數(shù),機(jī)組效率,%,投運(yùn)年份,丹麥,Ve

7、sk,電廠,407,MW,25.1 MPa,560,/560,45,.,3,1992,法國(guó),STAUD,I,NGE,廠,550 MW,25 MPa,540,/560,42.5,1992,德國(guó),ROSTOCK,電廠,559 MW,25 MPa,540,/560,42.5,1994,韓國(guó),500 MW,24 MPa,538,/538,41,石洞口二廠,600 MW,24.2 MPa,538,/566,41.09,1992,日本松蒲電廠,1000,MW,25.2 MPa,598,/596,44,1997,丹麥,Nordjylland,電廠,410,MW,28.5 MPa,580,/580,/580,

8、47,1998,西門子設(shè)計(jì),400-1000 MW,27.5 MPa,589,/600,45,1999,歐洲,Future,33.5 MPa,610,/630,50,2005,歐洲,Future,40.0 MPa,700,/720,52-55,2015,平圩電廠,600 MW,(,亞臨界,),17 MPa,537,/537,36.9,1989,（2）降低乏氣壓力可以提高循環(huán)熱效率（乏氣壓,力每降低2kPa,循環(huán)效率提高1個(gè)百分點(diǎn)）。但乏,氣壓力受環(huán)境溫度限制。目前火力發(fā)電廠一般在,0.004MPa0.006MPa的乏氣壓力下運(yùn)行。,四、有摩阻的實(shí)際循環(huán),吸熱量,放熱量,汽輪機(jī)作功,水泵耗功,循

9、環(huán)熱效率,循環(huán)凈功,2,3,4,s,T,汽輪機(jī)的相對(duì)內(nèi)效率,水泵的相對(duì)內(nèi)效率,1,5,7,H.P,L.P,8,9,3,一、蒸汽再熱循環(huán),Boiler,Reheater,Low-P turbine,High-P,turbine,Pump,Condenser,q,in,q,out,蒸汽再熱循環(huán)系統(tǒng)示意圖,w,turb,out,w,pump,in,蒸汽再熱循環(huán)系統(tǒng)示意圖,10-2 再熱循環(huán),1,6,5,4,3,2,2,s,T,1,6,5,2,2,h,h,6,h,1,h,5,h,2,h,2,p,1,p,RH,p,2,x,2,x,9,x,=1,s,t,1,蒸汽再熱循環(huán)的T-s圖和h-s圖,二、蒸汽再熱循

10、環(huán)在T-s圖和h-s圖中表示,壓力提高-效率提高-干度下降-升溫（受限）,-再熱（目的是提高乏汽干度）,（有自己的優(yōu)缺點(diǎn)?。?三,、,再熱循環(huán)分析,忽略水泵消耗功，循環(huán)作功：,循環(huán)熱效率：,1,6,5,4,3,2,2,s,T,1,6,4,3,2,s,T,四、再熱壓力對(duì)循環(huán)熱效率大小的影響,T,1,5,T,2,再熱壓力對(duì)循環(huán)熱效率大小的影響,1,2,A,4,T,s,A,1,5,3,一、回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)示流程圖和T-s圖,Boiler,Turbine,Pump,Condenser,FWH,FWH=Feedwater heater,q,in,q,out,4,3,6,6,5,Pump,1kg,kg,kg,

11、w,turb,out,10-3 回?zé)嵫h(huán),朗肯循環(huán)效率不高,非完全定溫加熱；預(yù)熱階段溫差大，不可逆性大；平均吸熱溫度低,回?zé)崞鞯哪芰糠治瞿Ｐ?FWH,能量平衡方程,抽汽量,回?zé)崞鞯哪芰糠治瞿Ｐ?1,2,4,T,s,3,6,5,1kg,kg,kg,吸熱量,放熱量,汽輪機(jī)作功,水泵耗功,循環(huán)熱效率,二、回?zé)嵫h(huán)的計(jì)算,循環(huán)凈功,采取回?zé)岬闹饕康模?就是增加熱效率,回?zé)嵋灿凶约旱娜秉c(diǎn)！,分級(jí),(二級(jí)),抽汽回?zé)嵫h(huán)系統(tǒng)示意圖,kg,(,1-,1,)kg,2,kg,1,kg,1kg,h,02,h,02,h,2,h,2,h,01,h,01,1kg,Turbine,Condenser,q,in,q,ou

12、t,Generator,Electricity,Boiler,Pump,Pump,Pump,Open FWH,Open FWH,h,1,01,02,2,1,5,T,s,p,1,p,01,p,02,p,2,第一、二級(jí)回?zé)崞鞯哪芰糠治瞿Ｐ?Open,FWH,Open,FWH,1,2,3,4,背壓式汽輪機(jī)熱電聯(lián)產(chǎn)循環(huán),User,Boiler,Turbine,Pump,q,in,q,out,Generator,Electricity,Heat exchanger,10-4,熱電合供循環(huán),抽汽調(diào)節(jié)式熱電聯(lián)產(chǎn)設(shè)備系統(tǒng)圖,Turbine,Boiler,Pump,Pump,Generator,Electric

13、ity,Open,FWH,Condenser,q,in,q,out,Regulator valve,Heat exchanger,User,機(jī)組循環(huán)系統(tǒng)總圖示意圖,11.33MPa,536.4,2.10MPa,537.5,0.50MPa,346,254.5,35.7,401.0,0.47MPa,349.6,6.53kP,5.52kP,10-5,燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán),燃?xì)廨啓C(jī)聯(lián)合循環(huán)技術(shù),效率高：,E級(jí)聯(lián)合循環(huán)效率5152,F級(jí)5557，H級(jí)達(dá)到60以上,污染少：,可將NOx排放控制在50mg/Nm,3,以內(nèi),啟動(dòng)快、適合調(diào)峰：,燃機(jī)單循環(huán)可以在20分鐘內(nèi)帶滿負(fù)荷,聯(lián)合循環(huán)可以在60分鐘內(nèi)帶滿負(fù)荷,可以實(shí)現(xiàn)黑啟動(dòng)、提高電網(wǎng)安全性,自動(dòng)化程度高、人員配置少,表10.5 當(dāng)代先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)及聯(lián)合循環(huán)性能,機(jī)型,項(xiàng)目,西屋501-ATS,GE-MS7001H,ABB GT26,西門子KWU,燃?xì)獬鯗兀?1510,1430,1260,1190,壓 比,28,23,30,16.6,簡(jiǎn)單循環(huán)凈出力,MW,290,265,240,簡(jiǎn)單循環(huán)效率,%,41,38.5,38,聯(lián)合循環(huán)凈出力,MW,426,400,396,359,聯(lián)合循環(huán)效率,%,61,60,58.5,58.1,提高進(jìn)氣初溫的效果,高溫材料技術(shù)。,蒸汽冷卻技術(shù)。,熱涂層技術(shù)。,陶瓷燃?xì)廨啓C(jī)。,本章結(jié)束,