優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)論文：基于汽輪機(jī)排汽的第二類吸收式熱泵的設(shè)計(jì)

1、熱泵是一種制熱裝置，該裝置以消耗少量的電能或燃料能為代價(jià)，能將大量無(wú)用的低 溫?zé)崮茏優(yōu)橛杏玫母邷責(zé)崮?。?duì)社會(huì)能源緊張和環(huán)境保護(hù)要求高的電廠安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行有著 重要的影響。深入研究熱泵的吸放熱特性，建立其計(jì)算模型，對(duì)實(shí)施節(jié)能環(huán)保和提高機(jī)組 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平有著重要的理論意義和工程實(shí)用價(jià)值。凝汽器運(yùn)行的熱力性能對(duì)汽輪機(jī)機(jī)組 運(yùn)行的安全性與經(jīng)濟(jì)性有很大影響。汽輪機(jī)單機(jī)容量的增大給凝汽器帶來(lái)大型化的趨勢(shì)， 使吸收凝汽器排氣的熱泵設(shè)計(jì)與運(yùn)行日益復(fù)雜。本文在分析吸收凝汽器排汽熱泵的基礎(chǔ)上，以吸收某5mw機(jī)組凝汽器的排汽為例， 在了解凝汽器的構(gòu)造和計(jì)算分析凝汽器排汽。首先詳細(xì)闡述并且計(jì)算凝汽器；其次，運(yùn)用 能量守

2、恒和質(zhì)量守恒原理，通過(guò)一系列的假設(shè)，建立了該吸收式熱泵吸收凝汽器的排汽的 動(dòng)態(tài)仿真數(shù)學(xué)模型，并隨后進(jìn)行三種不同工況下的靜態(tài)計(jì)算，將已知參數(shù)帶入公式求出的 結(jié)果與標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)相比較，驗(yàn)證所建的數(shù)學(xué)模型的正確性與實(shí)用性；最后，我們對(duì)吸收式熱 泵應(yīng)用在汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行作了一定的分析，并指出一些實(shí)現(xiàn)凝汽器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的方法。關(guān)鍵詞：吸收式熱泵，凝汽器，數(shù)學(xué)模型，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行abstractthe hot pump is that one kind system is hot to equip, that device with deple tion electric power or fuel of the jo

3、t ability is price, can change into in great quan tities useless low temperature thermal energy useful heat thermal energy.have the important influence on the power station safe economic movement of the so cial energy strain and environmentai protection request gao.thorough study an absorbing of hot

4、 pump to put hot characteristic, build up its computing model, ec onomize on energy the economic movement level of environmentai protection and exaltation machine set to have important theories meaning and engineering prac tical value to the implementation.the thermodynamic energy function that the

5、ning vapor machine circulates to vapor round machine machine set safety and economy for circulati ng in fluences very greatly.the aggra ndizeme nt of vapor rou nd the machine single machine capacity gives the ning vapor the machine to bring large turn of trend, make hot pump design and movement that

6、 absorb the ning vapor machine row spirit been complicated.this text at analytical absorption ning vapor machine row vapor heat pump of foundation up, with absorb some 5 mw machine set ning vapor machine of row vapor for example, at understand structure and calculation of ning vapor machine to analy

7、ze a ning vapor machine row vapor.elaborate and compute a ning vapor a machine in detail first;make use of energy to guard heng and quality to guard heng prin ciple sec on dly, pass a series of assumptio n, built up the dyn amic state of row vapor that the absorption type's heat pumps to absorb

8、a ning vapor machine to imitate true mathematics model, and carry on three kinds of different work condition later on under of static state calculation, will have already known that result and st a ndard parameter that the parameter takes into formula to beg compare, verification the accuracy and fu

9、nction of the mathematics model set up;finally, our economic movement in absorbing a type hot pump application in the vapor round machine made certain analysis, and point out some methods that carry out the ning vapor machine economy movement.key words： the absorption type heat pumps, condenser, mat

10、hematical model, economic operationabstract錄 iii第一章緒論-5-1.1前言1.2熱泵的發(fā)展現(xiàn)狀1.3本文的主要內(nèi)容-5- 錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第二章吸收式熱泵基礎(chǔ)知識(shí)2.1熱泵含義及特點(diǎn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2熱泵性能指標(biāo)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。221熱泵的制熱系數(shù)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.2.2熱泵與其它制熱裝置制熱效率的比較錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.3熱泵的分類錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。2.4吸收式熱泵錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.4.1吸收式熱泵的分類錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.4.2吸收式熱泵的基本優(yōu)點(diǎn)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。2.5本章結(jié)錯(cuò)誤!未

11、定義書(shū)簽。第三章基于汽輪機(jī)排氣的第二類吸收式熱泵設(shè)計(jì)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3概述錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2汽輪機(jī)凝汽器變工況計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。321凝汽器內(nèi)壓力pc的確定錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.2.2 5mw汽輪機(jī)熱力計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。3.3吸收式熱泵的循環(huán)計(jì)算及分析錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。331工作原理及循環(huán)錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。3.3.2狀態(tài)參數(shù)點(diǎn)確定錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。333循環(huán)計(jì)算錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第四章應(yīng)用實(shí)例分析錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.1概述錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。4.2經(jīng)濟(jì)性分析錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。4.3本章小結(jié)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第五章結(jié)論與展望錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。參考文獻(xiàn)錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。附 錄a1.

12、1計(jì)算用表錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。附錄a1.2論文中使用的主要符號(hào)的意義和單位錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。附錄b1.1英文翻譯錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。附 錄b1.2英文原文錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。致謝錯(cuò)誤！未定義書(shū)簽。第一章緒論1.1前言高度的電氣化帶動(dòng)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)的進(jìn)步。電力工業(yè)是現(xiàn)代化國(guó)家的基本工業(yè)之 一，一個(gè)國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的重要指標(biāo)之一是電力生產(chǎn)量。在建國(guó)以后的這些年里，我國(guó) 電力工業(yè)有了飛速的發(fā)展，特別是在改革開(kāi)放以后，有了更有效的發(fā)展，但隨著世界范圍 內(nèi)對(duì)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境越來(lái)越重視，如何合理，高效地利用能源已成為關(guān)系到國(guó)民經(jīng)濟(jì) 發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。所以，節(jié)能工作是能源技術(shù)與能源科學(xué)中一項(xiàng)非常重要的研究課題

13、，熱 泵以其吸收環(huán)境熱能或冋收低溫廢熱來(lái)高效制取高溫?zé)崮艿耐怀鰞?yōu)勢(shì)，正在得到充分的發(fā) 展。熱泵是一種制熱裝置，該裝置以消耗少量電能為代價(jià)，能將大量無(wú)用的低溫?zé)崮茏優(yōu)?有用的高溫?zé)崮?。熱泵制取的有用熱能，總是大于所消耗的電能或燃料能，而用燃燒加? 電加熱等裝置制熱時(shí)，所獲得的熱能一般小于所消耗的電能或燃料的燃燒能，這是熱泵與 普通加熱裝置的根本區(qū)別，也是熱泵制熱最突出的優(yōu)點(diǎn)。凝汽器是電廠汽輪機(jī)裝置的重要組成部分，其作用是在汽輪機(jī)的排汽口建立并保持規(guī) 定的真空值，凝汽器真空的高低對(duì)電站的熱經(jīng)濟(jì)性影響很大。所以，提高被壓，使排汽溫 度升高，同時(shí)會(huì)降低火電廠熱效益，但通過(guò)熱泵裝置的轉(zhuǎn)換，制取更多地高

14、溫?zé)嵩?，?lái)提 高火電廠的經(jīng)濟(jì)效益。這不僅僅是降低本身發(fā)電成本的需要,更是影響全國(guó)一次能源生產(chǎn) 運(yùn)輸和節(jié)約的大事。所以加強(qiáng)熱泵在小型機(jī)組中的改造和應(yīng)用有重要的現(xiàn)實(shí)意義。1.2熱泵的發(fā)展?fàn)顩r熱泵作為一種高效節(jié)能與余熱利用技術(shù)在日、美、歐等國(guó)家已得到了廣泛的應(yīng)用發(fā)建, 并取得了令人矚目的效果。我國(guó)自五十年代就由天津大學(xué)等單位開(kāi)始了熱泵研究工作，但 一直發(fā)展緩慢。直到八十年代初，國(guó)民經(jīng)濟(jì)行f較大的發(fā)展，制冷空調(diào)工業(yè)發(fā)展很快，隨 著城市開(kāi)放政策和消費(fèi)水平的提高，空調(diào)機(jī)及電加熱產(chǎn)品不同程度地進(jìn)入了工業(yè)和家庭， 能源供應(yīng)緊張問(wèn)題突出，節(jié)能及有效利用能源的工作己刻不容緩。為了利用熱泵技術(shù)冋收 大量工業(yè)余熱，熱

15、泵在各個(gè)領(lǐng)域的研究逐步形成熱潮。熱泵發(fā)展到今天，制熱溫度（供給用戶的熱能溫度）低于50°c的熱泵已較成熟，且由 于部件和工質(zhì)基本與制冷設(shè)備通用，應(yīng)用也最廣泛。制冷溫度在50100°c之間的熱泵， 其工業(yè)化應(yīng)用的領(lǐng)域f在逐步拓展，相關(guān)部件及工質(zhì)體系也正在完善。制熱溫度大于100 °c的熱泵，其大規(guī)模應(yīng)用還有較多技術(shù)問(wèn)題需解決，應(yīng)用領(lǐng)域也有待開(kāi)拓。只要是需要熱能的場(chǎng)合，就冇熱泵的應(yīng)用機(jī)會(huì)，所以熱泵的發(fā)展空間是無(wú)限的回顧熱 泵的發(fā)展歷史，熱泵發(fā)展的速度主要取決于以下幾個(gè)因素。1）能源因素包括能源的價(jià)格（電能、煤、油、然氣等的價(jià)格）和能源的豐富性。當(dāng) 不同能源間比價(jià)合理或

16、能源緊張時(shí)，熱泵就具有較好的發(fā)展環(huán)境。2）環(huán)境因素當(dāng)出于環(huán)境保護(hù)的考慮，對(duì)其它制熱方式（如燃煤制取熱能）有嚴(yán)格的 限制時(shí)，熱泵就具有更大的應(yīng)用空間。3）技術(shù)因素包括通過(guò)熱泵循環(huán)、部件、工質(zhì)的改進(jìn)提高熱泵的效率，利用材料技術(shù) 簡(jiǎn)化熱泵結(jié)構(gòu)、降低熱泵造價(jià)，利用測(cè)控技術(shù)提高熱泵的可靠性和操作維護(hù)的簡(jiǎn)易性等， 可使熱泵比其它簡(jiǎn)單加熱方式具有更強(qiáng)的綜合競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。4）低溫?zé)嵩礋岜门c其它簡(jiǎn)單加熱方法的不同點(diǎn)z是必須要有低溫?zé)嵩?，且低溫?zé)?源的溫度越高，對(duì)提高熱泵的性能和應(yīng)用優(yōu)勢(shì)越有利，有時(shí)能否有適合的低溫?zé)嵩瓷踔潦?決定熱泵應(yīng)用的關(guān)鍵因索，因此，利用相關(guān)領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)，拓展熱泵的低溫?zé)嵩?，也?促進(jìn)熱泵應(yīng)用

17、和發(fā)展是重要因素。5）應(yīng)用領(lǐng)域開(kāi)展口前熱泵已應(yīng)用于供暖、制取熱水、干燥（木材、食甜、紙張、棉、 毛、谷物、茶葉等）、濃縮（牛奶等）、娛樂(lè)健身（人工冰場(chǎng)、游泳池的同時(shí)供冷與供熱 等）、種植、養(yǎng)殖、人工溫室等領(lǐng)域。進(jìn)一步了解不同產(chǎn)晶生產(chǎn)工藝的熱需求，并將熱泵 和工藝用熱有機(jī)結(jié)合，可為熱泵拓展更多的應(yīng)用領(lǐng)域。1.3本文的主要內(nèi)容通過(guò)對(duì)電廠排氣壓力是提高。使排氣溫度提高。使循壞冷卻水出口溫度提高。利用高 溫冷卻水做第二類熱泵的熱源。然后比較熱泵生產(chǎn)的熱量與提高背壓所犧牲的熱量，最后 經(jīng)過(guò)多組的數(shù)據(jù)計(jì)算比較和分析選一個(gè)最為合理的背壓。第一章是本文的緒論部分，主要介紹了該課題的背景和意義，以及國(guó)內(nèi)外機(jī)組在

18、線監(jiān) 測(cè)系統(tǒng)模型的發(fā)展。第二章主要是對(duì)熱泵進(jìn)行深一步的了解，（特點(diǎn)、性能指標(biāo)、分類）。第三章主要是完成基于凝汽器排汽的第二類吸收式熱泵的計(jì)算，包括汽輪機(jī)變工況熱 力計(jì)算及第二類吸收式熱泵熱循壞計(jì)算。還包括冃標(biāo)值的確定問(wèn)題。及重點(diǎn)研究通過(guò)排汽 壓力的改變時(shí)與熱泵側(cè)結(jié)合全廠經(jīng)濟(jì)效益的優(yōu)化。第四章利用研究確定的性能計(jì)算模型，應(yīng)用于電廠實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程，并確定目標(biāo)值和最 優(yōu)排汽壓力，方便電廠人員將熱泵與凝汽器相結(jié)合。第五章是全文的結(jié)論與展望，對(duì)本文的主要內(nèi)容進(jìn)行冋顧和總結(jié)，并指出今后進(jìn)一步 工作和研究的方向。第二章吸收式熱泵基礎(chǔ)知識(shí)2.1熱泵含義及特點(diǎn)熱泵是一種制熱裝置，該裝置以犧牲少量電能或燃料能為代價(jià)

19、，能將大量無(wú)用的低溫 熱能變?yōu)橛杏玫母邷責(zé)崮?，如同“泵送”熱能的“泵?一樣。如圖1所示。如圖1所示，水泵是消耗少量電能或燃料能w,將大量水從低位處泵送到所需的高位 初。熱泵也是消耗少量電能或燃料能w,將環(huán)境中蘊(yùn)含的惡大量免費(fèi)熱能或生產(chǎn)過(guò)程中的 無(wú)用低溫廢熱q2,變?yōu)闈M足用戶要求的高溫?zé)崮躴i。根據(jù)熱力學(xué)第一定律，qi、q2和wz 間的關(guān)系式。q1二q2+w 式中 q1熱泵提供給熱用戶的有用熱量，kw；q2熱泵從低溫?zé)嵩粗形〉拿赓M(fèi)熱能（環(huán)境廢熱或工業(yè)廢熱）,kw；w熱泵工作時(shí)消耗的燃料能或電能，kw；由上式可見(jiàn)，qi > w ,即熱泵制取的有用熱能，總是大于所消耗的電能或燃料能， 而用

20、燃燒加熱、電加熱等裝置制熱時(shí)，所獲得的熱能一般小于所消耗的電能或燃料的燃燒 能，這是熱泵與普通加熱裝置的根本區(qū)別，也是熱泵制熱最突出的優(yōu)點(diǎn)。從圖1還可看出，熱泵在向高溫需熱處供熱的同時(shí)，也在從低溫?zé)嵩次鼰幔ㄖ评洌?因此，熱泵兼有制冷制熱的雙重功能，但熱泵與制冷設(shè)備又有明顯的不同，主要體現(xiàn)在以 下幾方面。（1）目的不同熱泵的目的是供熱，制冷設(shè)備的目的是供冷，不同的目的影響機(jī)組結(jié) 構(gòu)和流程的設(shè)計(jì)。如內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的熱泵，需盡量回收尾氣余熱和氣缸冷卻熱，與熱泵制取 的熱量一起供給用戶；而內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的制冷設(shè)備則只需考慮制冷效果。（2）工作溫度區(qū)間不同熱泵工作溫度的下限一般是環(huán)境溫度，上限則根據(jù)用戶需求

21、而定，可高于100 °c ；制冷設(shè)備工作溫度的上限一般是環(huán)境溫度，下限則根據(jù)用戶需要 而定（如食品冷凍溫度為一 30 °c ）,其示意如圖2所示。（3）對(duì)部件和工質(zhì)的要求不同由于熱泵與制冷設(shè)備的工作溫度不同，其工作壓力、 各部件材料與結(jié)構(gòu)、對(duì)工質(zhì)特性的要求也不同。（4）應(yīng)用領(lǐng)域不同制冷設(shè)備用于低溫儲(chǔ)藏或加工的場(chǎng)合，熱泵則用于需耍供熱的場(chǎng) 合。制熱溫度-熱泵 環(huán)境溫度.圖1熱泵和水泵的工作過(guò)程類比圖圖2熱泵與制冷設(shè)備的工作溫度示意制冷 制冷溫度_2. 2熱泵性能指標(biāo)2.2.1熱泵的制熱系數(shù)熱泵最主要的性能指標(biāo)是制熱系數(shù)，可用符號(hào)coph表示。制熱系數(shù)的一般定義為（公式1）rn

22、p _ 用戶獲得的熱能-熱泵消耗的電能或燃料能由上式可知，制熱系數(shù)coph為無(wú)因次量，表示用戶消耗單位電能或燃料能所獲得的 有用熱能。2.2.2熱泵與其他制熱裝置制熱效率的比較與鍋爐、電加熱器等制熱裝置相比，熱泵的突出特點(diǎn)是消耗少量電能或燃料能，即可 獲得大量的所需熱能，這一特點(diǎn)可通過(guò)裝置的能流圖和制熱系數(shù)得到明確的體現(xiàn)。（1）熱泵的能流圖和制熱系數(shù)熱泵的簡(jiǎn)化能流圖如圖3所示（圖屮取熱泵的制熱系 數(shù)為4,即輸人1份電能或燃料能，可從壞境或廢熱小吸取3份熱能，總計(jì)供給用戶4份 熱能）。由圖1、圖3和式（1）可知熱泵的制熱系數(shù)coph為（公式2）8ph = =幺詳=1+等 >1即熱泵的制熱系

23、數(shù)永遠(yuǎn)大于1 ,用戶獲得的熱能總是大于所消耗的電能或燃料能。（2）鍋爐的能流圖和制熱系數(shù)以鍋爐作為普通制熱裝置的代表，其能流圖如圖4所 示（按制熱系數(shù)的含義，鍋爐的制熱系數(shù)也即通常所說(shuō)的熱效率，圖中取為0.8 ）。圖3熱泵的簡(jiǎn)化能流輸入的電能或 燃料能100% ?鍋爐用戶獲得的熱 能 400%熱能損失20%用戶獲得的熱/ 能 80%圖4鍋爐的簡(jiǎn)化能流由圖4和式（2）可知，鍋爐等普通制熱裝置的制熱系數(shù)永遠(yuǎn)小于1 ,即用戶獲得的熱能 總是小于所消耗的電能或燃料能。2. 3熱泵分類1）按工作原理分類（1）蒸汽壓縮式熱泵（也稱為機(jī)械壓縮式熱泵）；（2）吸收式熱泵；（3）化學(xué)熱泵;（4）蒸汽噴射式熱泵；

24、（5）電加熱式熱泵。2）按驅(qū)動(dòng)熱源所用的能源種類分類（1）電動(dòng)熱泵（2）燃?xì)鉄岜?. 4吸收式熱泵2. 4. 1吸收式熱泵的工作原理岸 圖31吸收式熱泵的基本構(gòu)成1 一吸收器；2溶液泵；3溶液閥' 4一溶液熱交貞 器 5-發(fā)生器；6冷凝器：7節(jié)流閥：8蒸發(fā)器利用高溫?zé)崮芗訜岚l(fā)生器中的工質(zhì)對(duì)濃溶液，產(chǎn)生高溫高壓的循環(huán)工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入冷 凝器；在冷凝器小循環(huán)工質(zhì)凝結(jié)放熱變?yōu)楦邷馗邏旱难h(huán)工質(zhì)液體，進(jìn)人節(jié)流閥；經(jīng)節(jié)流 閥后變?yōu)榈蜏氐蛪旱难h(huán)工質(zhì)飽和汽與飽和液的混合物，進(jìn)人蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器中循環(huán)工 質(zhì)吸收低溫?zé)嵩吹臒崃孔優(yōu)檎羝?，進(jìn)人吸收器；在吸收器屮循環(huán)工質(zhì)蒸汽被工質(zhì)對(duì)溶液吸 收，吸收了循環(huán)工質(zhì)

25、蒸汽的工質(zhì)對(duì)稀溶液經(jīng)熱交換器升溫后被不斷泵送到發(fā)生器，同時(shí)產(chǎn) 生了循環(huán)工質(zhì)蒸汽的發(fā)生器屮的濃溶液經(jīng)熱交換器降溫后被不斷放人吸收器，維持發(fā)生器 和吸收器中液位、濃度和溫度的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)吸收式熱泵的連續(xù)制熱。2. 4. 2收式熱泵的分類（1）按工質(zhì)對(duì)劃分 有h20-libr熱泵、nh3-h2o熱泵等。（2）按驅(qū)動(dòng)熱源劃分 蒸汽型熱泵。以蒸汽的潛熱為驅(qū)動(dòng)熱源。根據(jù)工作蒸汽的品味高低，有單效蒸汽 型熱泵（工作蒸汽表壓為o.impa）和雙效蒸汽型熱泵（工作蒸汽表壓為0.250.8mpq 兩種類型。 熱水型熱泵。以熱水的濕熱為驅(qū)動(dòng)熱源。熱水包括工業(yè)余熱水、地?zé)崴蛱?yáng)能 熱水，熱水溫度為85150°

26、;c是多為單效機(jī)組，熱水溫度大于150°c時(shí)多為雙向機(jī)組。 直接型熱泵。以燃料的燃燒為驅(qū)動(dòng)熱源。可分為燃油型、燃?xì)庑突蚨嗳剂闲汀Ｈ?油型可燃燒輕油和重油，燃?xì)庑涂扇紵夯瘹狻⒊菍徝簹?、天然氣等，也可以其它燃料?可燃廢料作驅(qū)動(dòng)熱源。直燃型機(jī)組由于燃料燃燒溫度較高，一般為雙效或多效型。 余熱型熱泵。以工業(yè)余熱為驅(qū)動(dòng)熱源。 混合熱源型熱泵。如熱水與直燃型復(fù)合、熱水與蒸汽型復(fù)合、蒸汽與直燃型復(fù)合 等形式。（3）按驅(qū)動(dòng)熱源的利用方式劃分 單效熱泵。驅(qū)動(dòng)熱源在機(jī)組內(nèi)被直接利用一次。 雙效熱泵。驅(qū)動(dòng)熱源在機(jī)組內(nèi)被直接和間接利用兩次。 多效熱泵。馭動(dòng)熱源在機(jī)組內(nèi)被直接和間接地利用多次。 多級(jí)熱泵。

27、驅(qū)動(dòng)熱泵在多個(gè)壓力不同的發(fā)生器內(nèi)依次被直接利用。（4）按制熱目的的劃分 第一類吸收式熱泵。以獲得大量的屮溫?zé)崮転榭诘?。該類熱泵向低溫?zé)嵩次鼰幔?輸出熱的溫度低于驅(qū)動(dòng)熱源，輸出熱的量多于驅(qū)動(dòng)熱量。 第二類吸收式熱泵。以獲得少量的高溫?zé)崮転榭诘?。該類熱泵向?qū)動(dòng)熱源吸熱， 向低溫?zé)嵩捶艧?，輸出熱的溫度高于?qū)動(dòng)熱源，輸出熱的量少于驅(qū)動(dòng)熱量。（5）按溶液循環(huán)流程劃分 串聯(lián)式。溶液先進(jìn)入高壓發(fā)生器，再進(jìn)入低壓發(fā)生器，然后流凹吸收器。 倒串聯(lián)式。溶液先進(jìn)入低壓發(fā)生器，再進(jìn)入高壓發(fā)生器，然后流凹吸收器。 并聯(lián)式。溶液同時(shí)進(jìn)入高壓發(fā)生器和低壓發(fā)生器，然后流冋吸收器。 串并聯(lián)式。溶液同吋進(jìn)入高壓發(fā)生器和低溫發(fā)生器

28、，流出高壓發(fā)生器的溶液再進(jìn) 入低壓發(fā)生器，然后流回吸收器。（6）按機(jī)組結(jié)構(gòu)劃分 單筒式。機(jī)組的主要熱交換器布置在一個(gè)簡(jiǎn)體內(nèi)。 雙筒式。機(jī)組的主要熱交換器布置在兩個(gè)簡(jiǎn)體內(nèi)。 三筒式。機(jī)組的主要熱交換器布置在三個(gè)簡(jiǎn)體內(nèi)。 多筒式。機(jī)組的主要熱交換器布置在多個(gè)簡(jiǎn)體內(nèi)。2. 4. 3收式熱泵的基本優(yōu)點(diǎn) 吸收式熱泵的主要優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)部件少，噪聲低，運(yùn)轉(zhuǎn)磨損小，但制造費(fèi)用比壓縮式 熱泵貴些。 吸收式熱泵的熱力系數(shù)g ii通常低于壓縮式熱泵的制熱系數(shù)copii,但兩者的分母項(xiàng) 含義不同。吸收式熱泵用熱能來(lái)驅(qū)動(dòng)，分母項(xiàng)為熱能，熱能中只有一部分是可用能（可用 能與電能、機(jī)械功等價(jià)。熱能中叮用能的比率為1-ta/t

29、r, ta為壞境溫度，tr為熱能溫度）； 而壓縮式熱泵則是用電能或機(jī)械功來(lái)驅(qū)動(dòng)，所消耗的電能、機(jī)械功全部是町用能。因此， 吸收式熱泵適宜于用廢熱或低成本燃料產(chǎn)生的熱能來(lái)驅(qū)動(dòng)。 吸收式熱泵的熱力系數(shù)在冷凝溫度和蒸發(fā)溫度之差增人時(shí)，其變化幅度比壓縮式熱 泵的制熱系數(shù)小。i大i此，在環(huán)境溫度下降或用戶需熱溫度提高時(shí)，吸收式熱泵的供熱量變 化不如壓縮式熱泵那樣敏感。2. 4. 5第二類吸收式熱泵簡(jiǎn)介2. 5本章小結(jié)通過(guò)本章內(nèi)容的學(xué)習(xí)和了解讓我對(duì)熱泵基礎(chǔ)知識(shí)冇了更深刻的理解，從熱泵的發(fā)展過(guò) 程、熱泵的分類到熱泵的性能指標(biāo)，讓我系統(tǒng)全面的了解了熱泵裝置。在本章的最后接觸 了吸收式熱泵，通過(guò)對(duì)吸收式熱泵的學(xué)

30、習(xí)和了解為我們后面的設(shè)計(jì)打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。第三章基于汽輪機(jī)排汽的第二類吸收式熱泵設(shè)計(jì)31概述汽輪機(jī)組的熱耗率和熱效率是汽輪機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。他們主要與熱力循環(huán)的 形式及其參數(shù)有關(guān)。比如，當(dāng)背壓提高時(shí)，就會(huì)使汽輪機(jī)熱經(jīng)濟(jì)性降低。這時(shí)循環(huán)冷卻水 的溫度就會(huì)升高，而熱泵是以消耗少量電能為代價(jià)，能將大量無(wú)用的低溫?zé)崮茏優(yōu)橛杏玫?高溫?zé)崮?。本章的主要?nèi)容就是以某50mw凝汽式凝汽器的循環(huán)冷卻水作為中溫駆動(dòng)熱源 制取高溫有用的熱源，并分析其經(jīng)濟(jì)性及可行性。3. 2設(shè)計(jì)方案在本設(shè)計(jì)中，采用50mw凝汽式汽輪機(jī)凝汽器的循環(huán)冷卻水作為熱泵的騾動(dòng)熱源來(lái)制 取高溫有用的熱源，由于純凝汽式汽輪機(jī)額定工況運(yùn)行時(shí)背

31、壓較低，循環(huán)冷卻水的出水溫 度較低，無(wú)法作為熱泵的張動(dòng)熱源，因此，本次設(shè)計(jì)擬采用汽輪機(jī)凝汽器低真空運(yùn)行的方 式來(lái)提高凝汽器循環(huán)冷卻水的出水溫度，即提高機(jī)組背壓，同時(shí)減少凝汽器循環(huán)冷卻水流 量，則凝汽器內(nèi)凝結(jié)水溫度就會(huì)升高，因此提高了循環(huán)冷卻水出水溫度，這樣就可以利用 這樣溫度較高的循環(huán)冷卻水來(lái)作為第二類吸收式熱泵的歟動(dòng)熱源，來(lái)制取溫度較高的熱 水。為了比較，本次設(shè)計(jì)選取了3組不同的凝汽器循環(huán)冷卻水參數(shù)（熱泵熱源參數(shù)）來(lái)進(jìn) 行計(jì)算分析。工況1：冷卻水進(jìn)口溫度tw =50°c,冷卻水循環(huán)水量dw=6400t/h；工況2：冷卻水進(jìn)口溫度tw =50°c，冷卻水循環(huán)水量dw=640

32、0t/h；工況3：冷卻水進(jìn)口溫度tw =50 °c,冷卻水循環(huán)水量dw=6400t/h；為了節(jié)約篇幅并能說(shuō)明問(wèn)題，以下計(jì)算均以工況1為例，其他兩工況的計(jì)算過(guò)程不在 列出，只給出計(jì)算結(jié)果。（根據(jù)個(gè)人的計(jì)算內(nèi)容自行安排）3. 3凝汽器真空確定正常運(yùn)行時(shí)，汽輪機(jī)的排汽壓力與排汽溫度的關(guān)系是飽和蒸汽的壓力和溫度的關(guān)系。 這樣，實(shí)際凝汽器內(nèi)的蒸汽壓力可由與其相對(duì)應(yīng)的飽和溫度來(lái)確定，而飽和溫度：用下式 計(jì)算：tc = zwl + az 6t(3-1)式屮，心為循環(huán)水入口溫度，°c； &為循環(huán)水溫升，°c；刃為凝汽器端差，°c。由凝汽器熱平衡式得到：dwh/p

33、(3-2)得到循環(huán)水在凝汽器內(nèi)的溫升為："空)(3-3)%式屮，hc -/表示lkg蒸汽在凝汽器中凝結(jié)放出的熱量。由于在較大的凝汽器壓力變化范圍內(nèi)，hc - hfc值的變化范圍很小，因此，一般可以近似將其取為2200 kj/kg (小型機(jī)組約為 2300kj/kg ) ； cp為水的比熱，取cp=4.1868kj/ (kg-°c)；幾為循環(huán)水流量，。貝叭上 式變?yōu)椋?200儀=汪=竺(3.4)4.1868q dw m'式中，m = djdcf稱為凝汽器的冷卻倍率，它表明循環(huán)水量是凝結(jié)蒸汽量的多少倍。加 越大，&越小，真空越高。(3-5)凝汽器端差是凝汽器內(nèi)蒸

34、汽的飽和溫度-與循環(huán)水出口溫度匚2之差，以勿表示，即： = tc- tw2由凝汽器熱平衡式可得:(3-6)式中，k為凝汽器總體傳熱系數(shù)，kw/ (m2.°c)；兒為凝汽器的冷卻面積，m2； ag為凝 汽器中蒸汽與循環(huán)水z間的對(duì)數(shù)平均溫弄，°c。由于凝汽器空氣冷卻區(qū)的面積很小，故可以假定汽輪機(jī)排汽溫度一沿整個(gè)冷卻面積不 變，則ag可以用下式計(jì)算：_ 億 - 5|) -(4 - 心) t ts( _ )'c 一 zw2 . t + stinst(3-7)把上式代入式（3-6）并經(jīng)整理得:(3-8)(3-10)再把式（3-4）代入式（38）屮可以得到下式 525仝嚴(yán)-1根

35、據(jù)設(shè)計(jì)方案中給定的參數(shù)和公式3-1. 3-4. 3-10 （根據(jù)汽輪機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)，凝汽器參 傳熱面及屁=3500n?,傳熱系數(shù)為：xxxxxxxxxx, 2估計(jì)為133.9t/h （這個(gè)值也根據(jù) 個(gè)人的工況改動(dòng)），可以得到凝汽器變工況是的各個(gè)參數(shù)，如表31所示。（所冇的表 嚴(yán)格參照畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）撰寫(xiě)規(guī)范）表31凝汽器變工況參數(shù)表參數(shù)單位凝汽器工況工況1t況2工況3冷卻水入口水溫°c505050冷卻水流量t/h640038703110排汽流量t/h133.889冷卻水溫升°c18凝汽器端差°c8凝結(jié)水溫度°c75.85凝汽器背壓mpa0.04冷卻水出口水溫

36、°c68由表可見(jiàn)，當(dāng)凝汽器采用低真空運(yùn)行之后，凝汽器凝結(jié)水的溫度升高，從而使冷卻水 岀口水溫升高了，可以作為吸收式熱泵驅(qū)動(dòng)熱源，但是由于汽輪機(jī)的背壓升高，汽輪機(jī)的 經(jīng)濟(jì)性將發(fā)生變化，因此需要對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行變工況熱力計(jì)算。3. 4汽輪機(jī)變工況熱力計(jì)算有前面分析計(jì)算可知，市于汽輪機(jī)凝汽器背壓升高，汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性將發(fā)生變化，因 此需耍對(duì)汽輪機(jī)進(jìn)行變工況熱力計(jì)算。3.4.1汽輪機(jī)型式和主要參數(shù)本次設(shè)采用的汽輪機(jī)n30（） 16.7/537/537型汽輪機(jī)，機(jī)組主要技術(shù)規(guī)范如下:額定功率： 額定主汽壓力: 額定主汽溫度: 額定轉(zhuǎn)速： 排汽壓力： 回?zé)峒?jí)數(shù)： 給水溫度： 冷卻水溫度：300mw16

37、.67mpa537°c3()()0r/min5.39kpa8級(jí)272.3 °c20 °c熱耗率：7954.9kj/kwh汽耗率:3.035kg/kwh3. 4. 2變工況下回?zé)岢槠麎毫烙?jì)把估計(jì)過(guò)程寫(xiě)在這并化成表格3.4.3汽輪機(jī)變工況熱力計(jì)算（-）各級(jí)冋熱抽汽系數(shù)的計(jì)算1）一號(hào)高壓加熱器的熱平衡（如圖）«1(h1-ht1)7 = (hwl-hw2)v(hwl-hw2)_ 1x(1020.9-921.03) nf)/1o17/1(h-h)/ _ (3314.9-954.52)x0.98 - “幻 宀2）二號(hào)高壓加熱器的熱平衡（如圖） a2 (ii? 一

38、hq + 04 - 唸)=(hw2-hw3)=（嘰2-札3）/一0（皿，|"爲(wèi)）（h2-hi，2）(921.03-762.6)/0.98-0.043174x(954.52-796.1)3164.14796.10.0653793）除氧器的熱平衡（如圖）冬匚 +(e +q2)h$2 + 乙3嘰.訂77 = hw3由質(zhì)量平衡得a = 1 一 ( + a j - a3 = 0.891447 一 ay 所以有_ hg/p-(q+q2)h爲(wèi)一0.891447此43_喬762.6/0.98-0.108553x796.1-0.891447x732.93164.14-796.1a =(hghw3)=

39、0.9814470.016156 = 0.875291c34）四號(hào)低壓加熱器熱平衡（如圖）a(h4-h4)7 = ac3(hw4-hw5)=0.029496«c3(hw4-hw5)二 0.875291x(732.98-659.07)(h4-h4)7= (2984.87-746.85)x0.985）五號(hào)、六號(hào)低壓加熱器熱平衡（如圖）q卄 q5 h*5五號(hào)低壓加熱器的熱平衡為a5(h5-h5) + 6z4(h4-h5)；7 = (hw5-hw6)“3(hw5 一 h；v6)/77-初厲45)(h5-h5)_ 0.87529lx(659.07-hw6)/0.98-0.029496x(746

40、.8-670.5)=2911.18-670.5= 0.26i706-0.000399hw6(.混合器的質(zhì)量平衡式為ac5 = 0.891447 - 0.029496 - (a +a6) = 0.8611951-(a +a6)55混合器的熱平衡式為華5此6 +(勺 +勺 + q6)h(j = %hw6ac5 x 564.62 + 575.5 x (0.029496+色 + «6) = 0.891447 x hw60.8611951 -(他 + %) x 564.62 + 575.5 x (0.029496+巾 + %) = 0.891447 x hw6 a、= 0.081934hw6

41、46.2913 “( 2)六號(hào)低壓加熱器的熱平衡式為_(kāi)a6 (h6 - h6) 4- (a4 + a5 )(h5 - h6) 7 = ac5 (h w6 - h w7)% x (2816.12 - 575.5) + (0.029496 + 他)(670.5 一 575.5) x 0.98 = ac5 (564.62-416.31):.a =0.053364-0.102985 a65將式(1)代入(2),則0.261706 - 0.000399hw6 = 0.081934hw6 -46.2913 - %a =0.082333hw6-46.553(4)將(1)代入(3),貝ij比二 0.05334

42、6 - 0.102985 x (0.261706-0.000399hw6)=0.025384+ 0.000041hw6將式(4)代入(5),則.*.hw6 = 566.0 lkj/kg將上式值代入式(1)得=0.261706-0.000399hw6 =0.035868將hw6 =56601kj/kg值代入得« =082333hw6-46.553=0.048301crc5=0.8611951-(+6)=0.7777826) 七號(hào)低壓加熱器的熱平衡(如圖)ci? h?h7a7(h7-h7)7 = ac5(hw7-h)© _ 他(-h?) _ 0.777782x(416.31-2

43、90.86)二00642(2669.6-439.3)x0.987(h7-h7)7"cr、八“7）凝汽器的計(jì)算（如圖）由質(zhì)量平衡得j =兔5 一也=0.777782-0.044642 = 0.73314（-）汽耗量及各級(jí)抽汽量的計(jì)算1）作功不足系數(shù)的計(jì)算h* =h0-he= 3481.35-2484.43 = 996.92 kj/kg-罟=空器凹533036y - 2_hc2 h*= 3164.uj484.43 = 0.6811809113-九3104.29-2484.43_ h4-hch*2984 87 一 2484 43二=0.501986996.92h5-hc2911 18 -

44、2484 43嚴(yán) °°° =0.428068996.92_ h6-hc .= 2816.82-2484.43=0 333417996.92一 h7-hchj.= 2669.6 - 2484.43 = 0 85742996.92= 0.621775996.92=0.043174x0.833036 = 0.035965y26z2 = 0.065379 x 0.681809 = 0.044576y3a3 = 0.016156x0.621775 = 0.011015丫皿=0.029496x0.501986 = 0.014807y5q5 = 0.05868 x 0.4280

45、68 = 0.015354y6<z6 =0.048301x0.333417 = 0.016104丫了如=0.044642 x 0.185742 = 0.008292£屮=0.146113j=i2）機(jī)組功率及凝汽量的計(jì)算以下計(jì)算有誤：（因?yàn)槠硥荷呤蛊啓C(jī)的理輪機(jī)低真空運(yùn)行吋，由于真空降低，想恰降減小。在汽輪機(jī)進(jìn)汽量不變的條件下，汽輪機(jī)的電功率將減小。應(yīng)該重新計(jì)算pe）由于機(jī)組的蒸汽量不變do3600p。広(1-£勺丫丿仏j=i= 4.37787 = 180150 kg/hdc =6zcd() =0.733140x220170.8 = 161416 kg/h這里計(jì)算出

46、來(lái)的de與前面凝汽器變工況計(jì)算屮估計(jì)的de棊本吻合,說(shuō)明前而的估 計(jì)是合理的。(三)機(jī)組汽耗率和熱耗率計(jì)算(1)變工況機(jī)組汽耗率(計(jì)算有誤) do 220170.8.-dn = - = 4.4034 kg/(kw.h)° p、 3600v機(jī)組熱效率q0= d0(h0-hwl) = 4.4034x(3481.35-1020.9) = 10834.35kj/(kw.h)機(jī)組熱效率3600q()心5機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)煤耗:標(biāo)準(zhǔn)煤的低位發(fā)熱量q i =29270kj/kg,則全廠標(biāo)準(zhǔn)煤耗率坊為“36000.123 廣府/匚、b°g=«標(biāo)煤/ (kw.h)29270屛7皿譏其中為鍋爐

47、效率取0.92, ilp為管道效率取0.99o所以© =0.41085kg 標(biāo)準(zhǔn)/(kw.h)(2)額定工況已知 d 為 3. 663kg/ (kw. h), q 為 9332kj/ (kw. h),伉為 38.58%。36000.123292707皿，機(jī)組標(biāo)準(zhǔn)煤耗為:=hs = bl - b： = 0. 35004 kg 標(biāo)準(zhǔn)/ (kw. h)(四)機(jī)組標(biāo)煤率增加計(jì)算變工況后機(jī)組熱耗率、標(biāo)煤耗都增人，變工況下比額定工況下多消耗的標(biāo)煤耗為：= 0.03 - bcp = 0.406389 - 0.35004 = 0.05636 標(biāo)準(zhǔn)kg/(kw.h) 0. 41085-0. 35004

48、=0.06081 kg 標(biāo)準(zhǔn)/(kw.h)対于其他兩個(gè)工況，同樣進(jìn)行熱力系統(tǒng)變工況計(jì)算，得到變工況后機(jī)組煤耗增加量如表(這里畫(huà)個(gè)表)參考這個(gè)表31凝汽器變工況參數(shù)衣參數(shù)單位凝汽器工況工況1工況2工況3額定工況標(biāo)煤耗kg/ (kw. h)0. 350040. 350040. 35004變工況標(biāo)準(zhǔn)煤耗kg/ (kw. h)0. 4063980. 4100850. 422810標(biāo)準(zhǔn)煤耗增加量kg/ (kw. h)0. 056360. 060050. 07277通過(guò)視圖表示為:背壓與煤耗增加量關(guān)系oooooooo(q 戈)_更善(咽<姿)0807060504030201000. 020. 04

49、0. 06(背壓)mpa再用兒句話對(duì)圖或表進(jìn)行一下總結(jié)說(shuō)明，從上表和圖中我們可以看出變公況卜當(dāng)汽輪機(jī)背壓提高時(shí)標(biāo)準(zhǔn)煤耗量就會(huì)隨z增加, 而汽輪機(jī)背壓越人時(shí)對(duì)于汽輪機(jī)的熱經(jīng)濟(jì)性越不利。3. 3吸收式熱泵的循環(huán)計(jì)算及分析3.3.1工作原理及循環(huán)庠 圖31吸收式熱泵的基本構(gòu)成1 一吸收器；2溶液泵；3溶液閥,4一溶液熱交紊 器 5-發(fā)生器；6冷凝器；7節(jié)流閥；8蒸發(fā)器利用高溫?zé)崮芗訜岚l(fā)生器中的工質(zhì)對(duì)濃溶液，產(chǎn)生高溫高壓的循環(huán)工質(zhì)蒸汽，進(jìn)入冷 凝器；在冷凝器屮循環(huán)工質(zhì)凝結(jié)放熱變?yōu)楦邷馗邏旱难h(huán)工質(zhì)液體，進(jìn)人節(jié)流閥；經(jīng)節(jié)流 閥后變?yōu)榈蜏氐蛪旱难h(huán)工質(zhì)飽和汽與飽和液的混合物，進(jìn)人蒸發(fā)器；在蒸發(fā)器屮循環(huán)工

50、質(zhì)吸收低溫?zé)嵩吹臒崃孔優(yōu)檎羝?，進(jìn)人吸收器；在吸收器屮循環(huán)工質(zhì)蒸汽被工質(zhì)對(duì)溶液吸 收，吸收了循環(huán)工質(zhì)蒸汽的工質(zhì)對(duì)稀溶液經(jīng)熱交換器升溫后被不斷泵送到發(fā)生器，同時(shí)產(chǎn) 生了循環(huán)工質(zhì)蒸汽的發(fā)生器屮的濃溶液經(jīng)熱交換器降溫后被不斷放人吸收器，維持發(fā)生器 和吸收器中液位、濃度和溫度的穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)吸收式熱泵的連續(xù)制熱。添加各狀態(tài)點(diǎn)的說(shuō)明3.3.2工質(zhì)對(duì)及驅(qū)動(dòng)熱源3.3.3狀態(tài)參數(shù)點(diǎn)確定根據(jù)浪化鋰的工質(zhì)性質(zhì)及各狀態(tài)點(diǎn)的特點(diǎn),得到個(gè)各狀態(tài)點(diǎn)的狀態(tài)及參數(shù)。設(shè)。參考參考書(shū)p211最下邊。點(diǎn)物質(zhì)位置溫度/°c壓力/mmhg恰/kj kg-1質(zhì)量 分?jǐn)?shù)/%1水蒸發(fā)器進(jìn)口498& 2091水蒸汽蒸發(fā)器出口49

51、88.261&802稀溶液吸收器出口1058& 295.658.53水冷凝器出丨丨109.210&503,二4'二5'水發(fā)生器水蒸汽出口54.59.2721.804濃溶液發(fā)生器溶液出丨丨499.272. 165.75稀溶液發(fā)生器屮479.26& 95& 56濃溶液吸收器中1108& 297.465. 77稀溶液溶液熱交換器出口58. 58濃溶液溶液熱交換器岀口9089. 165. 73.3.4熱泵的循環(huán)計(jì)算畫(huà)岀關(guān)鍵點(diǎn)循環(huán)參數(shù)圖，和pt圖，參照p224驅(qū)動(dòng)熱源放熱量qe + qg = vmpwtmi tmo) = 6400 x 10

52、00x 13.2 = 84480000atq/ / h(1)通過(guò)熱交換器求出仙(6z-l)(/?s-/?4)= cz(/?2-/?7)= 9.125§20.657cl =§2 勺 0.657-0.5859.125（2）通過(guò)發(fā)生器與蒸發(fā)器的熱平衡求出循環(huán)工質(zhì)流量dqe = d(h hi)qg =(6t-1)z)/74 + z)/?4 -adhi qe + qg = dh 一 3)+ (q 1)q/?4 + d九一 adhi = 84480000辰a/h d84480000(-/?3)+ (cr -1) /?4 + dh4 - ahi(618.8-108.5) + (721.88 + & 125 x 72.1-80.46 x 9.125) 1194skg lh（3）求出冷凝器吸熱量0cqc = d(加一tn) = 77948 x(72l88-l 08.5) = 47811744辰 a/ / h qc + qa = qe + qg