汽輪機(jī)裝置-演示文稿(1)

1、第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 西安交通大學(xué)西安交通大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院能源與動(dòng)力工程學(xué)院 動(dòng)力機(jī)械及工程系動(dòng)力機(jī)械及工程系 王新軍王新軍 汽輪機(jī)裝置汽輪機(jī)裝置Steam Turbine Plant 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán) 工程熱力學(xué)：對(duì)各種熱力循環(huán)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和討論工程熱力學(xué)：對(duì)各種熱力循環(huán)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析和討論 包括包括: : 卡諾循環(huán)、郎肯循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)、再熱循環(huán)、熱電循環(huán)、卡諾循環(huán)、郎肯循環(huán)、回?zé)嵫h(huán)、再熱循環(huán)、熱電循環(huán)、 冷熱電

2、循環(huán)、抽汽式汽輪機(jī)組循環(huán)冷熱電循環(huán)、抽汽式汽輪機(jī)組循環(huán) 等。等。 本課程研究?jī)?nèi)容：現(xiàn)代電站本課程研究?jī)?nèi)容：現(xiàn)代電站汽輪機(jī)裝置中汽輪機(jī)裝置中實(shí)際應(yīng)用的實(shí)際應(yīng)用的 幾種熱力循環(huán)的幾種熱力循環(huán)的具體設(shè)計(jì)問(wèn)題具體設(shè)計(jì)問(wèn)題。 鍋鍋爐爐汽輪機(jī)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵給水泵凝凝汽汽器器4321Ts第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU1.1 1.1 循環(huán)分類和循環(huán)的工作特點(diǎn)循環(huán)分類和循環(huán)的工作特點(diǎn) 圖圖1.0 1.0 火力發(fā)電廠火力發(fā)電廠 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU圖圖1.0 1.0 火力發(fā)電廠中的汽輪機(jī)裝置火力發(fā)電廠中的汽輪機(jī)裝置

3、 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU圖圖1.1 1.1 蒸汽動(dòng)力裝置及其三個(gè)封閉回路的示意圖蒸汽動(dòng)力裝置及其三個(gè)封閉回路的示意圖 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU簡(jiǎn)單蒸汽熱力循環(huán)裝置示意圖簡(jiǎn)單蒸汽熱力循環(huán)裝置示意圖 過(guò)過(guò) 熱熱 蒸蒸 汽汽汽輪機(jī)汽輪機(jī)冷卻水冷卻水給水泵給水泵 燃燃 料料( (煤、油氣等煤、油氣等) )凝結(jié)水凝結(jié)水主汽閥主汽閥發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU一、四個(gè)主要設(shè)備一、四個(gè)主要設(shè)備過(guò)熱蒸汽過(guò)熱蒸汽汽輪機(jī)汽輪機(jī)冷卻水冷卻水給水泵給水泵 燃燃 料料( (

4、煤、油氣等煤、油氣等) )凝結(jié)水凝結(jié)水主汽閥主汽閥發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽的設(shè)備產(chǎn)生高溫、高壓蒸汽的設(shè)備蒸汽膨脹對(duì)外作功的設(shè)備，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)蒸汽膨脹對(duì)外作功的設(shè)備，帶動(dòng)發(fā)電機(jī) 工質(zhì)的低溫放熱源工質(zhì)的低溫放熱源 消耗部分功來(lái)完成熱力循環(huán)中的壓縮過(guò)程消耗部分功來(lái)完成熱力循環(huán)中的壓縮過(guò)程 動(dòng)力生產(chǎn)動(dòng)力生產(chǎn)設(shè)備設(shè)備 動(dòng)力消耗動(dòng)力消耗設(shè)備設(shè)備 注注：蒸汽動(dòng)力裝置中的其它：蒸汽動(dòng)力裝置中的其它 機(jī)械設(shè)備，基本上都是機(jī)械設(shè)備，基本上都是 服務(wù)于：服務(wù)于：鍋爐鍋爐、 汽輪機(jī)汽輪機(jī)、 凝汽器凝汽器。 鍋鍋 爐爐： 汽輪機(jī)汽輪機(jī)： 凝汽器凝汽器： 給水泵給水泵：第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)

5、裝置的熱力循環(huán)XJTU鍋鍋 爐爐凝汽器凝汽器循環(huán)循環(huán)高溫端高溫端工作工作 循環(huán)循環(huán)低溫端低溫端工作工作 煙煙 氣氣水和蒸汽（等壓吸熱）水和蒸汽（等壓吸熱）水蒸汽水蒸汽冷卻水冷卻水 （等壓放熱）（等壓放熱） 換熱器換熱器熱交換熱交換汽輪機(jī)汽輪機(jī) 給水泵給水泵在熱力循環(huán)在熱力循環(huán)高溫端高溫端 和和低溫端低溫端之間工作之間工作 動(dòng)力設(shè)備動(dòng)力設(shè)備鍋鍋爐爐汽輪機(jī)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵給水泵凝凝汽汽器器過(guò)熱器過(guò)熱器4321Ts對(duì)外作功（高壓到低壓膨脹過(guò)程）對(duì)外作功（高壓到低壓膨脹過(guò)程） 消耗功（低壓到高壓的壓縮過(guò)程）消耗功（低壓到高壓的壓縮過(guò)程） 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱

6、力循環(huán)XJTU二、三個(gè)封閉回路二、三個(gè)封閉回路1 1）汽水回路）汽水回路2 2）空氣煙氣回路空氣煙氣回路3 3）冷卻水回路冷卻水回路第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU1 1）汽水回路）汽水回路 鍋爐產(chǎn)生高溫高壓的水蒸汽鍋爐產(chǎn)生高溫高壓的水蒸汽； 蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹做功，蒸汽的溫度和壓力降低；蒸汽在汽輪機(jī)中膨脹做功，蒸汽的溫度和壓力降低； 低溫低壓的蒸汽在凝汽器中經(jīng)過(guò)熱交換凝結(jié)成水；低溫低壓的蒸汽在凝汽器中經(jīng)過(guò)熱交換凝結(jié)成水； 凝結(jié)水由給水泵加壓后送入鍋爐，吸熱后又變成蒸汽。凝結(jié)水由給水泵加壓后送入鍋爐，吸熱后又變成蒸汽。 主汽水封閉回路：主汽水封閉回路：鍋爐

7、鍋爐汽輪機(jī)汽輪機(jī)凝汽器凝汽器給水泵給水泵鍋爐鍋爐 副汽水封閉回路：副汽水封閉回路：汽機(jī)抽汽汽機(jī)抽汽加熱器加熱器給水系統(tǒng)給水系統(tǒng)鍋爐鍋爐汽機(jī)抽汽汽機(jī)抽汽第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU2 2）空氣煙氣回路）空氣煙氣回路 空氣進(jìn)入鍋爐參加燃料的燃燒過(guò)程，產(chǎn)生高溫的煙氣；空氣進(jìn)入鍋爐參加燃料的燃燒過(guò)程，產(chǎn)生高溫的煙氣； 高溫?zé)煔鈱⒉糠譄崃總鬟f給水，高溫?zé)煔鈱⒉糠譄崃總鬟f給水， 溫度降低并由煙囪排出鍋爐進(jìn)入大氣；溫度降低并由煙囪排出鍋爐進(jìn)入大氣； 空氣又不斷進(jìn)入鍋爐參與燃燒。空氣又不斷進(jìn)入鍋爐參與燃燒。 煙氣的封閉回路煙氣的封閉回路：大氣：大氣鍋爐鍋爐大氣大氣第一

8、章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU3 3）冷卻水回路）冷卻水回路 冷卻工質(zhì)（河流、冷卻塔冷卻工質(zhì)（河流、冷卻塔/ /池中的水）被冷卻水泵池中的水）被冷卻水泵 打入凝汽器；打入凝汽器； 冷卻工質(zhì)在凝汽器中與蒸汽進(jìn)行熱交換，溫度升高，冷卻工質(zhì)在凝汽器中與蒸汽進(jìn)行熱交換，溫度升高， 并排出凝汽器進(jìn)入冷卻水源；并排出凝汽器進(jìn)入冷卻水源； 冷卻水源中的冷卻工質(zhì)又不斷進(jìn)入凝汽器進(jìn)行熱交換；冷卻水源中的冷卻工質(zhì)又不斷進(jìn)入凝汽器進(jìn)行熱交換； 冷卻水的封閉回路冷卻水的封閉回路：冷卻水源：冷卻水源凝汽器凝汽器冷卻水源冷卻水源第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力

9、循環(huán)XJTU三、蒸汽動(dòng)力循環(huán)的特點(diǎn)三、蒸汽動(dòng)力循環(huán)的特點(diǎn) 1 1）三個(gè)不同工質(zhì)的封閉回路；）三個(gè)不同工質(zhì)的封閉回路；2 2）三個(gè)回路相對(duì)獨(dú)立，使裝置主要設(shè)備相互影響減??；）三個(gè)回路相對(duì)獨(dú)立，使裝置主要設(shè)備相互影響減?。?3 3）比其它裝置復(fù)雜的多。）比其它裝置復(fù)雜的多。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU與與三種單回路三種單回路動(dòng)力裝置的動(dòng)力裝置的對(duì)比對(duì)比：1 1）開(kāi)式燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)裝置：）開(kāi)式燃?xì)廨啓C(jī)循環(huán)裝置： 大氣中空氣大氣中空氣壓縮機(jī)壓縮機(jī)燃燒室燃燒室燃?xì)馔钙饺細(xì)馔钙酱髿猸h(huán)境大氣環(huán)境 2 2）廢氣增壓內(nèi)燃機(jī)循環(huán)裝置：）廢氣增壓內(nèi)燃機(jī)循環(huán)裝置： 大氣中空氣大

10、氣中空氣壓縮機(jī)壓縮機(jī)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)廢氣透平廢氣透平大氣環(huán)境大氣環(huán)境3 3）沖擊式水輪機(jī)循環(huán)裝置：）沖擊式水輪機(jī)循環(huán)裝置： 高位水庫(kù)水高位水庫(kù)水水輪機(jī)水輪機(jī)低位水庫(kù)低位水庫(kù)自然作用（雨水）自然作用（雨水）高位水庫(kù)高位水庫(kù)圖圖1.2 1.2 三種單回路動(dòng)力裝置三種單回路動(dòng)力裝置 燃?xì)廨啓C(jī)裝置燃?xì)廨啓C(jī)裝置內(nèi)燃機(jī)裝置內(nèi)燃機(jī)裝置水輪機(jī)裝置水輪機(jī)裝置第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU四、循環(huán)的分類四、循環(huán)的分類 現(xiàn)代火力發(fā)電汽輪機(jī)裝置現(xiàn)代火力發(fā)電汽輪機(jī)裝置的四種熱力循環(huán)系統(tǒng)的四種熱力循環(huán)系統(tǒng) （研究對(duì)象：蒸汽動(dòng)力裝置中的（研究對(duì)象：蒸汽動(dòng)力裝置中的汽水回路汽水回路）：）：

11、 1) 1) 簡(jiǎn)單回?zé)岢槠o水預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)簡(jiǎn)單回?zé)岢槠o水預(yù)熱循環(huán)系統(tǒng)2) 2) 中間再熱回?zé)岢槠h(huán)系統(tǒng)中間再熱回?zé)岢槠h(huán)系統(tǒng) 3) 3) 濕蒸汽（核電站）循環(huán)系統(tǒng)濕蒸汽（核電站）循環(huán)系統(tǒng)4) 4) 小汽輪機(jī)給水泵中間再熱回?zé)岢槠h(huán)系統(tǒng)小汽輪機(jī)給水泵中間再熱回?zé)岢槠h(huán)系統(tǒng)第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 在新型動(dòng)力裝置循環(huán)系統(tǒng)中，應(yīng)用有：在新型動(dòng)力裝置循環(huán)系統(tǒng)中，應(yīng)用有：1)1) 簡(jiǎn)單燃?xì)夂?jiǎn)單燃?xì)? -蒸汽聯(lián)合循環(huán)；蒸汽聯(lián)合循環(huán)；2)2) 超臨界參數(shù)循環(huán)；超臨界參數(shù)循環(huán)；3)3) 整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（整體煤氣化聯(lián)合循環(huán)（IGCC）；）；4)4) 增

12、壓流化床聯(lián)合循環(huán)（增壓流化床聯(lián)合循環(huán)（PFBCC）；）；5)5) 高性能動(dòng)力循環(huán)（高性能動(dòng)力循環(huán)（HIPPS）；）；6) 6) 濕空氣循環(huán)等。濕空氣循環(huán)等。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU1.2 1.2 回?zé)岢槠o水預(yù)熱循環(huán)回?zé)岢槠o水預(yù)熱循環(huán) 回?zé)岢槠責(zé)岢槠o水預(yù)熱給水預(yù)熱循循 環(huán)環(huán)利用汽輪機(jī)中間級(jí)抽出一部分蒸汽加熱鍋爐利用汽輪機(jī)中間級(jí)抽出一部分蒸汽加熱鍋爐給水稱為給水回?zé)?，給水稱為給水回?zé)?，相?yīng)的蒸汽循環(huán)稱為給水回?zé)嵫h(huán)。相應(yīng)的蒸汽循環(huán)稱為給水回?zé)嵫h(huán)。 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 效效 果果： 減少了凝汽

13、器中的熱損失減少了凝汽器中的熱損失提高循環(huán)提高循環(huán)的熱效率的熱效率 應(yīng)用時(shí)間應(yīng)用時(shí)間： 19201920年前后開(kāi)始應(yīng)用，年前后開(kāi)始應(yīng)用，已經(jīng)成為汽輪機(jī)動(dòng)力循環(huán)的基本構(gòu)成部分已經(jīng)成為汽輪機(jī)動(dòng)力循環(huán)的基本構(gòu)成部分 應(yīng)用范圍應(yīng)用范圍： 各種類型、大小的汽輪機(jī)裝置各種類型、大小的汽輪機(jī)裝置（某些艦用汽輪機(jī)裝置外）（某些艦用汽輪機(jī)裝置外）減小了給水加熱過(guò)程的不可逆性減小了給水加熱過(guò)程的不可逆性 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU圖圖1.3 n1.3 n 級(jí)混合式加熱器的回?zé)岢槠到y(tǒng)級(jí)混合式加熱器的回?zé)岢槠到y(tǒng) 一、回?zé)岢槠h(huán)的簡(jiǎn)化理論模型一、回?zé)岢槠h(huán)的簡(jiǎn)化理論模

14、型 理論模型假定理論模型假定： 1) 1) 回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是由回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是由n n個(gè)個(gè)抽汽點(diǎn)和抽汽點(diǎn)和n n個(gè)個(gè)混合式加熱器混合式加熱器 組成；組成；2) 2) 各加熱器中的給水都由一個(gè)小水泵打入，各水泵耗功忽略不計(jì)；各加熱器中的給水都由一個(gè)小水泵打入，各水泵耗功忽略不計(jì)； 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU5) 5) 各加熱器的各加熱器的焓升焓升分配相等；分配相等； 給水通過(guò)整個(gè)加熱系統(tǒng)的總焓升為：給水通過(guò)整個(gè)加熱系統(tǒng)的總焓升為： 給水通過(guò)每個(gè)加熱器的焓升相等為：給水通過(guò)每個(gè)加熱器的焓升相等為： cniiRnRr/3) 3) 從汽輪機(jī)各抽汽點(diǎn)到相應(yīng)加熱器之

15、間的管道流動(dòng)阻力忽略不計(jì)；從汽輪機(jī)各抽汽點(diǎn)到相應(yīng)加熱器之間的管道流動(dòng)阻力忽略不計(jì)； 4) 4) 混合式加熱器中沒(méi)有傳熱端差；混合式加熱器中沒(méi)有傳熱端差； 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU圖圖1.4 n1.4 n 級(jí)回?zé)岢槠到y(tǒng)的級(jí)回?zé)岢槠到y(tǒng)的T-ST-S圖圖 圖圖1.5 1.5 實(shí)際汽輪機(jī)過(guò)程曲線上實(shí)際汽輪機(jī)過(guò)程曲線上蒸汽的凝結(jié)放熱蒸汽的凝結(jié)放熱 6) 6) 各點(diǎn)抽出蒸汽在抽汽壓力下等壓放熱各點(diǎn)抽出蒸汽在抽汽壓力下等壓放熱 凝結(jié)成飽和水凝結(jié)成飽和水 放出總熱量（放出總熱量（過(guò)熱放熱過(guò)熱放熱 + + 潛熱潛熱）：）：常數(shù)iiiiiiikkrr00第一章第一

16、章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU分析分析1 1：與每公斤排汽量相對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)進(jìn)汽量：與每公斤排汽量相對(duì)應(yīng)的汽輪機(jī)進(jìn)汽量 給水量：給水量： 給水吸熱量：給水吸熱量：抽汽量：抽汽量： 抽汽放熱量：抽汽放熱量： iii1111)(熱平衡方程熱平衡方程： )(1)(1111ciiii即：即： nRi/1有：有： inR1inR1111 1號(hào)加熱器：號(hào)加熱器：1 1 kgkgnRiic/)(11 kg kg1第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU給水量：給水量： 給水吸熱量：給水吸熱量：抽汽量：抽汽量： 抽汽放熱量：抽汽放熱量：熱平衡方程熱平衡

17、方程： iii2222)(nRinRi)1 (2有：有： inRinR)1 (22211)1 (11inRinRinRinR2 2號(hào)加熱器：號(hào)加熱器：11kgkgnRinRii）（1)(1 (121kgkg2第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU對(duì)對(duì)3 3，4 4， n n號(hào)號(hào)加熱器，同樣可以推導(dǎo)出加熱器，同樣可以推導(dǎo)出: : 332111inRnninR 11321 結(jié)論：結(jié)論：對(duì)應(yīng)對(duì)應(yīng)1kg1kg的排汽量，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量為的排汽量，汽輪機(jī)的進(jìn)汽量為: : nninR 111321第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU分析分析2

18、 2：最有利的給水加熱范圍（最佳給水總焓升）：最有利的給水加熱范圍（最佳給水總焓升）Rn 回給回給熱水系熱水系抽預(yù)統(tǒng)抽預(yù)統(tǒng)汽熱汽熱給水的總焓升給水的總焓升/ /最大焓升的百分比：最大焓升的百分比： 0/ RRxn無(wú)窮多個(gè)加熱器無(wú)窮多個(gè)加熱器 給水的最大焓升可以達(dá)到：給水的最大焓升可以達(dá)到： n n 級(jí)加熱器級(jí)加熱器 給水的總焓升為：給水的總焓升為： 確定確定與最大循環(huán)效率（最小熱耗率）相對(duì)應(yīng)的與最大循環(huán)效率（最小熱耗率）相對(duì)應(yīng)的給水總焓升給水總焓升 Rn ciiR00cnniiR第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU熱力循環(huán)的熱力循環(huán)的熱耗率熱耗率： 21221

19、11QQQQQQq循環(huán)循環(huán)吸熱量吸熱量： )()()1 ()(1 (00001nniiiiiiQ0)1 ()1 (Rxi循環(huán)循環(huán)放熱量放熱量： 常數(shù)iiiQcc)(12Q1Q2W第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU熱力循環(huán)的熱力循環(huán)的熱耗率熱耗率改為：改為： iRxiiq0)1 ()1 (1iRxiinxRin00)1 (11在循環(huán)的進(jìn)排汽參數(shù)已定的情況下：在循環(huán)的進(jìn)排汽參數(shù)已定的情況下： 最大焓升和抽汽放熱量都是常數(shù)；最大焓升和抽汽放熱量都是常數(shù)； 熱耗率最小，上式中的分母最大；熱耗率最小，上式中的分母最大； 即循環(huán)吸熱量即循環(huán)吸熱量 Q1 最大。最大。nn

20、ninxRinR011)1 (第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU循環(huán)吸熱量循環(huán)吸熱量Q1：0001)1 (1)1 ()1 (RxiinxRRxiQn令：令：01dxdQ得到得到：1nnxxn循環(huán)循環(huán)最小熱耗率最小熱耗率： 1) 1(11110nninRq結(jié)論結(jié)論：一個(gè)：一個(gè)n n級(jí)給水加熱系統(tǒng)，當(dāng)級(jí)給水加熱系統(tǒng)，當(dāng) 時(shí)，時(shí)， 10nnxRRnn該循環(huán)的循環(huán)效率最高，熱耗率最小。該循環(huán)的循環(huán)效率最高，熱耗率最小。 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU分析分析3 3：熱耗率與加熱級(jí)數(shù)的關(guān)系：熱耗率與加熱級(jí)數(shù)的關(guān)系 n n級(jí)回?zé)岢?/p>

21、汽的級(jí)回?zé)岢槠淖钚岷穆蕿椋鹤钚岷穆蕿椋?1) 1(11110nninRq括號(hào)項(xiàng)展開(kāi)并括號(hào)項(xiàng)展開(kāi)并略去高次項(xiàng)，得到：略去高次項(xiàng)，得到： iRnniRqn2111100當(dāng)循環(huán)的進(jìn)排汽參數(shù)給定后：當(dāng)循環(huán)的進(jìn)排汽參數(shù)給定后： 最大最大焓升焓升和抽汽和抽汽放熱量放熱量都是常數(shù)；都是常數(shù)； 影響回?zé)岢槠b置最小熱耗率的因素只有影響回?zé)岢槠b置最小熱耗率的因素只有抽汽級(jí)數(shù)抽汽級(jí)數(shù) n n； 抽汽級(jí)數(shù)抽汽級(jí)數(shù) n 大大, , 最小熱耗率最小熱耗率 qn 小；小； 每增加每增加1 1個(gè)個(gè) n ，qn 的減小百分?jǐn)?shù)越來(lái)越小。的減小百分?jǐn)?shù)越來(lái)越小。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)

22、XJTU1 1）極限情況下，）極限情況下，n = 0 2 2）極限情況下，）極限情況下，n = 無(wú)預(yù)熱（郎肯循環(huán)）無(wú)預(yù)熱（郎肯循環(huán)） 無(wú)窮多級(jí)數(shù)預(yù)熱，熱耗率最小，無(wú)窮多級(jí)數(shù)預(yù)熱，熱耗率最小， 理論回?zé)岢槠淖钚岷穆蕿椋豪碚摶責(zé)岢槠淖钚岷穆蕿椋?iRiRqqn211100001Riqqn 熱耗率為：熱耗率為： 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU分析分析4 4：回?zé)岢槠跓岷穆噬系男б妫夯責(zé)岢槠跓岷穆噬系男б?以郎肯循環(huán)的熱耗率為基準(zhǔn)的絕對(duì)效益以郎肯循環(huán)的熱耗率為基準(zhǔn)的絕對(duì)效益 n n級(jí)回?zé)岢槠h(huán)的熱耗率為級(jí)回?zé)岢槠h(huán)的熱耗率為 ，絕對(duì)效益，絕對(duì)效益

23、: :qq 0q n n級(jí)抽汽（級(jí)抽汽（ ）時(shí)）時(shí)1nnx最大絕最大絕對(duì)效益對(duì)效益: :iRnnnniRnniRRiqqn211121211100000 n= n=時(shí)，理論最大絕對(duì)效益時(shí)，理論最大絕對(duì)效益: :iRqq2112100第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 以郎肯循環(huán)的熱耗率以郎肯循環(huán)的熱耗率 為基準(zhǔn)的相對(duì)效益：為基準(zhǔn)的相對(duì)效益： 001Riq n n級(jí)抽汽（級(jí)抽汽（ ）時(shí)，）時(shí)，1nnx00021111Rinnqqqn n= n=時(shí)，時(shí)，0002111Riqqq可以看出可以看出：當(dāng)循環(huán)進(jìn)汽溫度不變或變化不大時(shí)，：當(dāng)循環(huán)進(jìn)汽溫度不變或變化不大時(shí)，

24、進(jìn)汽壓力進(jìn)汽壓力 ，R R0 0 熱效率提高的百分?jǐn)?shù)就越大熱效率提高的百分?jǐn)?shù)就越大；i0/2Ri結(jié)論結(jié)論：當(dāng)給水預(yù)熱級(jí)數(shù)相同時(shí)，在：當(dāng)給水預(yù)熱級(jí)數(shù)相同時(shí)，在高壓汽輪機(jī)高壓汽輪機(jī)裝置中采用裝置中采用 回?zé)岢槠仍诨責(zé)岢槠仍诘蛪浩啓C(jī)低壓汽輪機(jī)置中置中效果好效果好。 郎肯循環(huán)改為回?zé)岢槠煽涎h(huán)改為回?zé)岢槠到y(tǒng)熱效率提高百分?jǐn)?shù)系統(tǒng)熱效率提高百分?jǐn)?shù)第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU圖圖1.6 1.6 各種抽汽次數(shù)下的相對(duì)效益各種抽汽次數(shù)下的相對(duì)效益與給水比焓升關(guān)系曲線與給水比焓升關(guān)系曲線 可以看出：可以看出： 循環(huán)效益隨回?zé)峒?jí)數(shù)循環(huán)效益隨回?zé)峒?jí)數(shù)n n的增加而增

25、大，的增加而增大， 但效益提高值隨但效益提高值隨n n增加而逐漸減小，過(guò)多級(jí)數(shù)是不利的；增加而逐漸減小，過(guò)多級(jí)數(shù)是不利的； 不同的回?zé)峒?jí)數(shù)不同的回?zé)峒?jí)數(shù)n n對(duì)應(yīng)不同的最佳給水溫度，此時(shí)循環(huán)效益最大；對(duì)應(yīng)不同的最佳給水溫度，此時(shí)循環(huán)效益最大； 回?zé)峒?jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高。回?zé)峒?jí)數(shù)越多，最佳給水溫度越高。 表表1-11-1給出汽輪機(jī)的蒸汽初終參數(shù)、功率給出汽輪機(jī)的蒸汽初終參數(shù)、功率 范圍、給水回?zé)峒?jí)數(shù)、給水回?zé)釡囟鹊确秶?、給水回?zé)峒?jí)數(shù)、給水回?zé)釡囟鹊?參數(shù)的對(duì)應(yīng)值。參數(shù)的對(duì)應(yīng)值。 實(shí)際采用的給水溫度要低于最佳溫度實(shí)際采用的給水溫度要低于最佳溫度 給水溫度影響循環(huán)效益；給水溫度影響循環(huán)效益；

26、還影響裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。還影響裝置的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。 通常給水溫度大約為通常給水溫度大約為x=0.65-0.75x=0.65-0.75。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU二、最優(yōu)化的比焓升分配二、最優(yōu)化的比焓升分配 但但 Rn 在各級(jí)加熱器如何分配？在各級(jí)加熱器如何分配？ 才能使裝置的熱效率最高，汽耗率最低？才能使裝置的熱效率最高，汽耗率最低？答案：答案：等比焓升等比焓升分配分配 n n級(jí)加熱系統(tǒng)中，最佳的給水總焓升為級(jí)加熱系統(tǒng)中，最佳的給水總焓升為 ； 01RnnRn第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTUfg)1 (1g)1 (

27、1f)1 (1eg f 從系統(tǒng)中任意選取兩個(gè)相鄰的加熱器從系統(tǒng)中任意選取兩個(gè)相鄰的加熱器f f和和g g， 給水通過(guò)兩個(gè)加熱器的給水通過(guò)兩個(gè)加熱器的總焓升總焓升為：為：fgr加熱器加熱器f f: : 進(jìn)入給水流量：進(jìn)入給水流量： ； 出口給水流量：出口給水流量： 給水的焓升：給水的焓升： ； 抽汽流量：抽汽流量： )1 (1e)1 (1ffgarf 熱平衡方程式：熱平衡方程式： iiiffff)(fgera)1 (1證明證明：第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU加熱器加熱器g g: : 進(jìn)入給水流量：進(jìn)入給水流量： 出口給水流量：出口給水流量： 給水的焓升：給

28、水的焓升： 抽汽流量：抽汽流量： iarfgef)1 (1)1 ( )1 ()1 ()1 (111iarfgefef)1 (1gfgra)1 ( gfg)1 (1g)1 (1f)1 (1eg f 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 熱平衡方程式：熱平衡方程式： iiiggfgg)(fgfra )1 ()1 (1irafgfg)1 ()1 (1得到：得到： 有：有： )1 (1)(1 ()1 ()1 (111irafgfgfg)1 (1)(1)(1 (1iraiarfgfge根據(jù)前面分析根據(jù)前面分析最低的熱耗率最低的熱耗率 最大最大 )1 (達(dá)到最大達(dá)到最大必

29、要條件必要條件 )1 (1g第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 令：令： 0)1 (1dadg得到：得到： 2/1a結(jié)論結(jié)論： 1 1）等焓升分配等焓升分配是兩個(gè)加熱器中總焓升的最佳分配方案；是兩個(gè)加熱器中總焓升的最佳分配方案；2 2）對(duì)簡(jiǎn)化理論模型的回?zé)岢槠訜嵯到y(tǒng)，）對(duì)簡(jiǎn)化理論模型的回?zé)岢槠訜嵯到y(tǒng)， 因?yàn)閮蓚€(gè)加熱器是任意選的，因?yàn)閮蓚€(gè)加熱器是任意選的， 所以所以等焓升分配等焓升分配是最優(yōu)化的給水焓升分配法；是最優(yōu)化的給水焓升分配法； 3 3）放棄前面簡(jiǎn)化條件）放棄前面簡(jiǎn)化條件 ， 也可以推導(dǎo)出等焓升分配是最優(yōu)化的分配方案。也可以推導(dǎo)出等焓升分配是最優(yōu)化

30、的分配方案。 常數(shù)kriii0第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU三、采用不同型式加熱器的回?zé)岢槠到y(tǒng)三、采用不同型式加熱器的回?zé)岢槠到y(tǒng) 1 1）回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是由）回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是由n n個(gè)抽汽點(diǎn)個(gè)抽汽點(diǎn)和和n n個(gè)混合式加熱器個(gè)混合式加熱器組成組成 得到上面幾個(gè)結(jié)論；得到上面幾個(gè)結(jié)論； 2 2）回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是由）回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)是由n n個(gè)抽汽點(diǎn)個(gè)抽汽點(diǎn)和和n n個(gè)表面式加熱器個(gè)表面式加熱器組成組成 圖圖1.7 n1.7 n 級(jí)表面式加熱器的理論回?zé)岢槠到y(tǒng)級(jí)表面式加熱器的理論回?zé)岢槠到y(tǒng) 保留保留在在n n級(jí)混合式加熱器理論系統(tǒng)中的級(jí)混合式加熱器理論系統(tǒng)中的簡(jiǎn)

31、化條件簡(jiǎn)化條件， 增加增加加熱器傳熱端差為零的加熱器傳熱端差為零的條件條件， 同樣可以得到同樣可以得到等焓升分配等焓升分配是最優(yōu)化的給水焓升分配法；是最優(yōu)化的給水焓升分配法；第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU3) 3) 對(duì)由對(duì)由n n個(gè)抽汽點(diǎn)個(gè)抽汽點(diǎn)和和混合式與表面式加熱器混合式與表面式加熱器混合組成的混合組成的 回?zé)峒訜嵯到y(tǒng)回?zé)峒訜嵯到y(tǒng) 同樣可以得到同樣可以得到等焓升分配等焓升分配是最優(yōu)化的給水焓升分配法；是最優(yōu)化的給水焓升分配法；4) 4) 現(xiàn)代汽輪機(jī)裝置實(shí)際上采用現(xiàn)代汽輪機(jī)裝置實(shí)際上采用 混合式加熱系統(tǒng)混合式加熱系統(tǒng) = = 一個(gè)或兩個(gè)混合式加熱器（除

32、氧器）一個(gè)或兩個(gè)混合式加熱器（除氧器） + + 若干個(gè)表面式加熱器若干個(gè)表面式加熱器 同樣可以得到同樣可以得到等焓升分配等焓升分配是最優(yōu)化的給水焓升分配法是最優(yōu)化的給水焓升分配法；5) 5) 帶有帶有疏水冷卻疏水冷卻部分的表面式加熱器的部分的表面式加熱器的n n級(jí)回?zé)岢槠到y(tǒng)級(jí)回?zé)岢槠到y(tǒng) 型式型式：表面式加熱器：表面式加熱器 + + 疏水冷卻部分疏水冷卻部分作用作用：利用抽汽疏水將給水預(yù)熱，：利用抽汽疏水將給水預(yù)熱， 回收部分疏水的熱量，回收部分疏水的熱量， 減少表面式加熱器中的能量損失減少表面式加熱器中的能量損失第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU圖圖1.

33、8 1.8 疏水冷卻式加熱器的疏水冷卻式加熱器的n n級(jí)回?zé)岢槠到y(tǒng)級(jí)回?zé)岢槠到y(tǒng) 效果效果： 疏水冷卻面積越大，疏水溫度越接近給水溫度；疏水冷卻面積越大，疏水溫度越接近給水溫度； 在理論的極限情況下，兩者溫度相等，在理論的極限情況下，兩者溫度相等， 整個(gè)加熱器就為混合式加熱器。整個(gè)加熱器就為混合式加熱器。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU四、回?zé)岢槠到y(tǒng)計(jì)算實(shí)例四、回?zé)岢槠到y(tǒng)計(jì)算實(shí)例 實(shí)際汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的計(jì)算要與汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)實(shí)際汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)的計(jì)算要與汽輪機(jī)的設(shè)計(jì)同步進(jìn)行同步進(jìn)行。 圖圖1.9 100MW1.9 100MW高壓汽輪機(jī)組熱力系統(tǒng)（熱平衡計(jì)算

34、數(shù)據(jù)高壓汽輪機(jī)組熱力系統(tǒng)（熱平衡計(jì)算數(shù)據(jù)圖）圖） 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU1 1）主要參數(shù)）主要參數(shù) 100MW 100MW高壓汽輪機(jī)組，高壓汽輪機(jī)組，高、低壓高、低壓分缸；分缸； 高壓進(jìn)口壓力高壓進(jìn)口壓力8.7MPa8.7MPa，溫度，溫度510510 ； 分缸壓力分缸壓力0.154MPa0.154MPa；低壓缸出口壓力：；低壓缸出口壓力：5kPa5kPa； 加熱器：加熱器：2+12+1（除氧器）（除氧器）+2+2。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU2 2）計(jì)算內(nèi)容）計(jì)算內(nèi)容 校驗(yàn)汽輪機(jī)內(nèi)功率（按圖校驗(yàn)汽輪機(jī)內(nèi)

35、功率（按圖1.101.10，結(jié)果如表，結(jié)果如表1-21-2）；）； 汽輪機(jī)的毛功率計(jì)算：汽輪機(jī)的毛功率計(jì)算： 毛功率毛功率 = = 內(nèi)功率內(nèi)功率 - - 排汽損失排汽損失 - - 機(jī)械損失機(jī)械損失 - - 電機(jī)損失電機(jī)損失 汽輪發(fā)電機(jī)組凈功率計(jì)算：汽輪發(fā)電機(jī)組凈功率計(jì)算： 凈功率凈功率 = = 毛功率毛功率- -給水泵耗功給水泵耗功 各加熱器抽汽量計(jì)算（各加熱器抽汽量計(jì)算（由高壓到低壓，依次通過(guò)熱平衡由高壓到低壓，依次通過(guò)熱平衡）；）；第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 計(jì)算整個(gè)裝置的毛熱耗率和凈熱耗率計(jì)算整個(gè)裝置的毛熱耗率和凈熱耗率 毛熱耗率校核計(jì)算，利用

36、公式：毛熱耗率校核計(jì)算，利用公式： 毛熱耗率毛熱耗率 = = 有效功率熱耗率有效功率熱耗率+ +損失功率熱耗率損失功率熱耗率 = += + 其中：其中：） 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)1kw1kw毛功率的相應(yīng)熱耗率毛功率的相應(yīng)熱耗率 ） 1kw1kw毛功率冷卻水帶走熱量毛功率冷卻水帶走熱量 ） 1kw1kw毛功率機(jī)械與電機(jī)損失毛功率機(jī)械與電機(jī)損失 ） 1kw1kw毛功率的給水泵加入熱量毛功率的給水泵加入熱量 所得的結(jié)果與前面的值進(jìn)行比較；所得的結(jié)果與前面的值進(jìn)行比較； 抽汽點(diǎn)與汽輪機(jī)分級(jí)的關(guān)系抽汽點(diǎn)與汽輪機(jī)分級(jí)的關(guān)系 不可能完全等焓升分配。不可能完全等焓升分配。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)

37、裝置的熱力循環(huán)XJTU1.3 1.3 中間再熱回?zé)岢槠h(huán)中間再熱回?zé)岢槠h(huán) 中間再熱中間再熱循循 環(huán)環(huán) 將蒸汽從汽輪機(jī)某級(jí)后引至鍋爐再加熱，將蒸汽從汽輪機(jī)某級(jí)后引至鍋爐再加熱，溫度提高后再送回汽輪機(jī)后面級(jí)中繼續(xù)作功。溫度提高后再送回汽輪機(jī)后面級(jí)中繼續(xù)作功。中間再熱中間再熱回?zé)岢槠責(zé)岢槠?環(huán)環(huán) 中間再熱機(jī)組帶有給水回?zé)嵯到y(tǒng)，中間再熱機(jī)組帶有給水回?zé)嵯到y(tǒng)，進(jìn)一步提高循環(huán)熱效率。進(jìn)一步提高循環(huán)熱效率。 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU一、中間再熱的效果及影響一、中間再熱的效果及影響

38、效果效果: : 中間再熱使循環(huán)的平均吸熱溫度提高，中間再熱使循環(huán)的平均吸熱溫度提高， 相當(dāng)于朗肯循環(huán)的初溫提高相當(dāng)于朗肯循環(huán)的初溫提高80110。 初溫每提高初溫每提高3030，就對(duì)高溫合金材料提出新的要求；，就對(duì)高溫合金材料提出新的要求； 減少汽輪機(jī)排汽的濕度，濕度損失減小減少汽輪機(jī)排汽的濕度，濕度損失減小 提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性；提高機(jī)組的經(jīng)濟(jì)性； 在保持排汽濕度不變的前提下，在保持排汽濕度不變的前提下， 使機(jī)組采取更高的新蒸汽壓力，增大單機(jī)功率。使機(jī)組采取更高的新蒸汽壓力，增大單機(jī)功率。 平均吸熱溫度提高，放熱溫度不變平均吸熱溫度提高，放熱溫度不變 提高了循環(huán)熱效率提高了循環(huán)熱效率 再熱次數(shù)再

39、熱次數(shù): : 從理論上來(lái)說(shuō)，中間再熱可以多次，從理論上來(lái)說(shuō)，中間再熱可以多次， 但采用第二次再熱的熱經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較小；但采用第二次再熱的熱經(jīng)濟(jì)性相對(duì)較小； 125MW 125MW或或150MW150MW以上機(jī)組一般采用一級(jí)中間再熱。以上機(jī)組一般采用一級(jí)中間再熱。4321Ts第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU最佳中間再熱壓力最佳中間再熱壓力: : 中間再熱壓力的選擇對(duì)循環(huán)效率的提高有很大影響（以中間再熱壓力的選擇對(duì)循環(huán)效率的提高有很大影響（以郎肯循環(huán)為比較基礎(chǔ)）郎肯循環(huán)為比較基礎(chǔ)） 朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上采用中間再熱循環(huán)朗肯循環(huán)基礎(chǔ)上采用中間再熱循環(huán) 10.3 MPa/

40、535/535/5 kPa的熱力循環(huán)；的熱力循環(huán)；圖圖1.13 1.13 中間再熱壓力與循環(huán)效益的關(guān)系中間再熱壓力與循環(huán)效益的關(guān)系 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU再熱壓力再熱壓力 再熱過(guò)程平均吸熱溫度高，但吸熱量小再熱過(guò)程平均吸熱溫度高，但吸熱量小 循環(huán)平均吸熱溫度提高不大；循環(huán)平均吸熱溫度提高不大； 再熱循環(huán)效益?。辉贌嵫h(huán)效益??； 汽輪機(jī)排汽濕度的減小不明顯。汽輪機(jī)排汽濕度的減小不明顯。再熱壓力再熱壓力 再熱過(guò)程的吸熱量大，但平均吸熱溫度低再熱過(guò)程的吸熱量大，但平均吸熱溫度低 循環(huán)平均吸熱溫度提高也??；循環(huán)平均吸熱溫度提高也?。?再熱循環(huán)效益??；再熱

41、循環(huán)效益?。?汽輪機(jī)排汽濕度大大減小。汽輪機(jī)排汽濕度大大減小。結(jié)論結(jié)論：存在一個(gè)最佳中間再熱壓力：存在一個(gè)最佳中間再熱壓力 4321Ts4321Ts第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 下面曲線下面曲線：當(dāng)再熱壓力約為初壓的當(dāng)再熱壓力約為初壓的21.4%21.4%（2.2 MPa2.2 MPa）時(shí)，）時(shí)， 循環(huán)效率的提高最大；循環(huán)效率的提高最大； 上面曲線上面曲線：考慮濕汽損失，當(dāng)再熱壓力約為初壓的考慮濕汽損失，當(dāng)再熱壓力約為初壓的10%10%時(shí)，時(shí)， 總熱效率的提高達(dá)到最大；總熱效率的提高達(dá)到最大； 考慮總熱效率時(shí)，最佳中間再熱壓力有所降低：考慮總熱效率時(shí)，

42、最佳中間再熱壓力有所降低： 再熱壓力再熱壓力排汽濕度排汽濕度濕度損失濕度損失熱效率熱效率 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU圖圖1.14 1.14 壓降對(duì)中間再熱效果的影響壓降對(duì)中間再熱效果的影響 蒸汽通過(guò)（蒸汽通過(guò)（汽輪機(jī)汽輪機(jī)過(guò)熱器過(guò)熱器汽輪機(jī)汽輪機(jī)）管道時(shí)，）管道時(shí)， 存在存在812%的壓降，壓降對(duì)中間再熱效果有一定的影響。的壓降，壓降對(duì)中間再熱效果有一定的影響。 1%1%的壓降使熱效益降低的壓降使熱效益降低1%1%。 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 回?zé)岢槠A(chǔ)上采用中間再熱循環(huán)回?zé)岢槠A(chǔ)上采用中間再熱循環(huán)圖

43、圖1.15 1.15 中間再熱壓力對(duì)回?zé)岢槠h(huán)熱效率的影響中間再熱壓力對(duì)回?zé)岢槠h(huán)熱效率的影響 中間再熱壓力對(duì)回?zé)岢槠h(huán)總效率的提高也有影響，中間再熱壓力對(duì)回?zé)岢槠h(huán)總效率的提高也有影響， 同樣同樣存在一個(gè)最佳再熱壓力存在一個(gè)最佳再熱壓力；第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 回?zé)峒?jí)數(shù)增加，最佳中間再熱壓力逐漸增大；回?zé)峒?jí)數(shù)增加，最佳中間再熱壓力逐漸增大； 最佳中間再熱壓力從最佳中間再熱壓力從n = 0n = 0（郎肯循環(huán)）的（郎肯循環(huán)）的10%10%初壓初壓 增大到增大到n = 8n = 8時(shí)的時(shí)的27%27%初壓；初壓； 隨著回?zé)峒?jí)數(shù)的增加，蒸汽平

44、均吸熱溫度不斷上升，隨著回?zé)峒?jí)數(shù)的增加，蒸汽平均吸熱溫度不斷上升， 中間再熱過(guò)程的平均吸熱溫度必須更高，中間再熱過(guò)程的平均吸熱溫度必須更高， 才能使整個(gè)循環(huán)的平均吸熱溫度提高，使效率提高。才能使整個(gè)循環(huán)的平均吸熱溫度提高，使效率提高。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 回?zé)岢槠h(huán)比郎肯循環(huán)的熱效率已經(jīng)提高很多，回?zé)岢槠h(huán)比郎肯循環(huán)的熱效率已經(jīng)提高很多， 再采用中間再熱對(duì)熱效率的提高效果就不顯著，再采用中間再熱對(duì)熱效率的提高效果就不顯著， 給水回?zé)岬募?jí)數(shù)越多，效果就越小。給水回?zé)岬募?jí)數(shù)越多，效果就越小。結(jié)論結(jié)論：在中間再熱回?zé)岢槠h(huán)中：在中間再熱回?zé)岢槠?/p>

45、循環(huán)中 同樣存在一個(gè)最佳再熱壓力；同樣存在一個(gè)最佳再熱壓力； 熱效率在最佳再熱壓力附近變化很??；熱效率在最佳再熱壓力附近變化很??； 回?zé)峒?jí)數(shù)越多，變化越平坦?；?zé)峒?jí)數(shù)越多，變化越平坦。 容許設(shè)計(jì)者有較大的選擇余地。容許設(shè)計(jì)者有較大的選擇余地。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU中間再熱的影響中間再熱的影響: : 在在蒸汽初溫蒸汽初溫和汽輪機(jī)和汽輪機(jī)排汽濕度排汽濕度不變的條件下，不變的條件下， 中間再熱提供了中間再熱提供了 提高蒸汽初壓提高蒸汽初壓 的可能性；的可能性； 或者或者初壓初壓和和初溫初溫不變的條件下，不變的條件下， 中間再熱提供了中間再熱提供了 減小

46、排汽濕度減小排汽濕度 的可能性。的可能性。 現(xiàn)代機(jī)組中一般是：現(xiàn)代機(jī)組中一般是： 初初 壓：壓： 16-28MPa16-28MPa， 初初 溫：溫： 535535 /565 /565 ， 排汽濕度：排汽濕度： 7-10%7-10%。 單機(jī)功率單機(jī)功率效效 率率 中間再熱使汽輪機(jī)蒸汽的中間再熱使汽輪機(jī)蒸汽的 絕熱焓降增大絕熱焓降增大； 對(duì)一定功率的汽輪機(jī)，總蒸汽流量減小，相應(yīng)的管道、對(duì)一定功率的汽輪機(jī)，總蒸汽流量減小，相應(yīng)的管道、 機(jī)組尺寸減小，制造機(jī)組尺寸減小，制造成本降低成本降低。 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 中間再熱汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜；中間再熱汽輪機(jī)

47、結(jié)構(gòu)復(fù)雜； 在單缸的中小汽輪機(jī)上在單缸的中小汽輪機(jī)上: : 難于布置難于布置進(jìn)汽進(jìn)汽、中間再熱蒸汽中間再熱蒸汽、 回?zé)岢槠責(zé)岢槠裙艿澜宇^；等管道接頭；高壓缸高壓缸中壓缸中壓缸低低壓壓缸缸低低壓壓缸缸 在多缸的大功率汽輪機(jī)，這種困難就不存在。在多缸的大功率汽輪機(jī)，這種困難就不存在。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 在回?zé)岢槠到y(tǒng)中：除一、二級(jí)最高抽汽點(diǎn)之外，在回?zé)岢槠到y(tǒng)中：除一、二級(jí)最高抽汽點(diǎn)之外， 大多數(shù)抽汽是在大多數(shù)抽汽是在中間再熱后中間再熱后的主蒸汽中抽出。的主蒸汽中抽出。 抽汽壓力不變，抽汽焓值較高，放出熱量有所增加，抽汽壓力不變，抽汽焓值較高

48、，放出熱量有所增加， 使各級(jí)抽汽量減小，相當(dāng)汽輪機(jī)排汽量增加；使各級(jí)抽汽量減小，相當(dāng)汽輪機(jī)排汽量增加； 計(jì)算表明計(jì)算表明：由于中間再熱，進(jìn)汽量：由于中間再熱，進(jìn)汽量減小減小18%18%左右左右， 而排汽量而排汽量減小減小15%15%左右左右。 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU應(yīng)用場(chǎng)合應(yīng)用場(chǎng)合: : 中間再熱適用于中間再熱適用于大型機(jī)組大型機(jī)組，原因是中間再熱機(jī)組的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。原因是中間再熱機(jī)組的結(jié)構(gòu)很復(fù)雜。 100MW 100MW或或125MW125MW以下的機(jī)組一般都是單缸的，以下的機(jī)組一般都是單缸的， 進(jìn)汽、中間再熱和回?zé)岢槠艿离y以布置；進(jìn)汽、中間再

49、熱和回?zé)岢槠艿离y以布置； 一般一般沒(méi)有采用沒(méi)有采用中間再熱；中間再熱； 大型機(jī)組總是采用分缸結(jié)構(gòu)，比較布置容易。大型機(jī)組總是采用分缸結(jié)構(gòu)，比較布置容易。 125 MW125 MW以上的機(jī)組一般都以上的機(jī)組一般都采用采用中間再熱。中間再熱。 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU二、最佳給水焓升的理論分配二、最佳給水焓升的理論分配 根據(jù)前面的分析，在一定的簡(jiǎn)化條件下：根據(jù)前面的分析，在一定的簡(jiǎn)化條件下： 加熱器型式對(duì)最佳給水比焓升分配原則沒(méi)有實(shí)質(zhì)性影響，加熱器型式對(duì)最佳給水比焓升分配原則沒(méi)有實(shí)質(zhì)性影響， 仍然假設(shè)回?zé)嵯到y(tǒng)采用基本型式的混合式加熱器。仍然假設(shè)回?zé)嵯?/p>

50、統(tǒng)采用基本型式的混合式加熱器。 回?zé)岢槠o水預(yù)熱循環(huán)中的給水總焓升回?zé)岢槠o水預(yù)熱循環(huán)中的給水總焓升 回?zé)岢槠到y(tǒng)的理論分析來(lái)確定回?zé)岢槠到y(tǒng)的理論分析來(lái)確定 中間再熱回?zé)岢槠h(huán)中的給水總焓升中間再熱回?zé)岢槠h(huán)中的給水總焓升 最佳中間再熱壓力、中間再熱的壓降損失都有規(guī)定，最佳中間再熱壓力、中間再熱的壓降損失都有規(guī)定， 所以回?zé)岢槠慕o水總焓升已經(jīng)有了限制；所以回?zé)岢槠慕o水總焓升已經(jīng)有了限制； 根據(jù)根據(jù)最佳中間再熱壓力來(lái)確定（有可能偏離最佳值，最佳中間再熱壓力來(lái)確定（有可能偏離最佳值， 但在最佳附近曲線很平坦，不會(huì)過(guò)多地影響經(jīng)濟(jì)性）。但在最佳附近曲線很平坦，不會(huì)過(guò)多地影響經(jīng)濟(jì)性）。第一章第

51、一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 中間再熱前的中間再熱前的各加熱器給水焓升按等焓升分配各加熱器給水焓升按等焓升分配； 中間再熱后中間再熱后各加熱器給水焓升也按等焓升分配各加熱器給水焓升也按等焓升分配； 根據(jù)分析得到：根據(jù)分析得到： 最高壓加熱器給水焓升最高壓加熱器給水焓升 再熱后各加熱器平均給水焓升再熱后各加熱器平均給水焓升 三、中間再熱回?zé)岢槠啓C(jī)裝置的計(jì)算三、中間再熱回?zé)岢槠啓C(jī)裝置的計(jì)算 中間再熱回?zé)岢槠b置：中間再熱回?zé)岢槠b置： 除第一級(jí)加熱器外，其余加熱器仍按等焓升原則分配。除第一級(jí)加熱器外，其余加熱器仍按等焓升原則分配。 由于各種實(shí)際因素的限制，

52、各級(jí)加熱器的焓升可能偏離由于各種實(shí)際因素的限制，各級(jí)加熱器的焓升可能偏離 等焓升較大，但對(duì)系統(tǒng)熱效率的影響很小。等焓升較大，但對(duì)系統(tǒng)熱效率的影響很小。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU計(jì)算實(shí)例計(jì)算實(shí)例： 美國(guó)美國(guó)250MW250MW雙軸雙軸雙轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)，兩轉(zhuǎn)子的功率大體相同。雙轉(zhuǎn)速汽輪機(jī)，兩轉(zhuǎn)子的功率大體相同。 高中壓缸轉(zhuǎn)子高中壓缸轉(zhuǎn)子3600r/min,3600r/min,低壓缸轉(zhuǎn)子低壓缸轉(zhuǎn)子1800r/min1800r/min。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 蒸汽由高壓缸排出后抽出一部分蒸汽進(jìn)入蒸汽由高壓缸排出后抽

53、出一部分蒸汽進(jìn)入1 1 高壓加熱器，高壓加熱器， 其余大部分進(jìn)入中間再熱器；其余大部分進(jìn)入中間再熱器； 2 2 加熱器由中壓缸的某級(jí)后抽汽加熱；加熱器由中壓缸的某級(jí)后抽汽加熱；第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 3 3 是作為除氧器的是作為除氧器的混合式加熱器混合式加熱器，除氧壓力為，除氧壓力為0.72MPa,0.72MPa, 由一個(gè)低壓缸流程某級(jí)后抽出蒸汽加熱；由一個(gè)低壓缸流程某級(jí)后抽出蒸汽加熱； 另一個(gè)低壓缸流程的某一級(jí)后抽出的蒸汽加熱另一個(gè)低壓缸流程的某一級(jí)后抽出的蒸汽加熱4 4 ；第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU

54、 5 5 加熱器又從低壓缸的第一個(gè)流程抽出加熱蒸汽；加熱器又從低壓缸的第一個(gè)流程抽出加熱蒸汽； 6 6 和和7 7 兩個(gè)加熱器由低壓缸兩個(gè)流程共同供應(yīng)加熱蒸汽；兩個(gè)加熱器由低壓缸兩個(gè)流程共同供應(yīng)加熱蒸汽；（前三個(gè)加熱器帶疏水冷卻部分，（前三個(gè)加熱器帶疏水冷卻部分，7 7 帶疏水泵）帶疏水泵）第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU 1 1 高壓加熱器的壓降為高壓加熱器的壓降為5%,5%, 2 2 -7-7 加熱器的抽汽管道壓降損失為加熱器的抽汽管道壓降損失為8%8%； 三個(gè)汽缸，汽封系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)各級(jí)抽汽量帶來(lái)一定影響。三個(gè)汽缸，汽封系統(tǒng)復(fù)雜，對(duì)各級(jí)抽汽量帶來(lái)一定影

55、響。 從而影響整個(gè)熱平衡，也使計(jì)算項(xiàng)目增加。從而影響整個(gè)熱平衡，也使計(jì)算項(xiàng)目增加。第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU計(jì)算步驟計(jì)算步驟： 蒸汽初參數(shù)：蒸汽初參數(shù)： 16.4 MPa/538 16.4 MPa/538 排汽壓力（凝汽器壓力）：排汽壓力（凝汽器壓力）：3.3 kPa3.3 kPa 末級(jí)葉片長(zhǎng)：末級(jí)葉片長(zhǎng)： 1092 mm1092 mm1 1）熱平衡計(jì)算決定汽輪機(jī)中各段蒸汽流量（表）熱平衡計(jì)算決定汽輪機(jī)中各段蒸汽流量（表1-51-5）；）；2 2）根據(jù)流量計(jì)算各段發(fā)出的功率以及汽輪機(jī)發(fā)出的毛功率；）根據(jù)流量計(jì)算各段發(fā)出的功率以及汽輪機(jī)發(fā)出的毛功率；3

56、 3）根據(jù)毛功率和凈功率計(jì)算裝置的兩種熱耗率；）根據(jù)毛功率和凈功率計(jì)算裝置的兩種熱耗率； 計(jì)算結(jié)果表明：中間再熱機(jī)組熱耗率比非中間再熱機(jī)組計(jì)算結(jié)果表明：中間再熱機(jī)組熱耗率比非中間再熱機(jī)組 的熱耗率要小的熱耗率要小4%4%左右。左右。4 4）毛熱耗率校核）毛熱耗率校核 結(jié)果差別很小，達(dá)到足夠的精確度結(jié)果差別很小，達(dá)到足夠的精確度第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU1.4 1.4 回?zé)嵯到y(tǒng)損失分析回?zé)嵯到y(tǒng)損失分析 一、回?zé)嵯到y(tǒng)損失的根源一、回?zé)嵯到y(tǒng)損失的根源 1 1）實(shí)際汽輪機(jī)回?zé)岢槠h(huán)與理論模型存在偏差，表現(xiàn)在：）實(shí)際汽輪機(jī)回?zé)岢槠h(huán)與理論模型存在偏差，表現(xiàn)

57、在： 汽輪機(jī)抽汽點(diǎn)不能任意選擇，汽輪機(jī)抽汽點(diǎn)不能任意選擇， 以符合最優(yōu)化焓升分配；以符合最優(yōu)化焓升分配； 實(shí)際加熱器（抽汽點(diǎn)實(shí)際加熱器（抽汽點(diǎn)加熱器）加熱器） 存在管道壓力損失；存在管道壓力損失； 實(shí)際加熱器的傳熱存在傳熱端差；實(shí)際加熱器的傳熱存在傳熱端差； 實(shí)際給水總焓升由于實(shí)際給水總焓升由于 各種原因低于理論最佳值；各種原因低于理論最佳值； 各種泵對(duì)給水作功，各種泵對(duì)給水作功， 使給水焓值有所提高；使給水焓值有所提高； 閥桿和汽封系統(tǒng)漏汽影響了有關(guān)閥桿和汽封系統(tǒng)漏汽影響了有關(guān) 加熱器抽汽量和整個(gè)回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡。加熱器抽汽量和整個(gè)回?zé)嵯到y(tǒng)熱平衡。 非等焓升分配非等焓升分配抽汽壓力對(duì)應(yīng)抽汽壓力

58、對(duì)應(yīng)飽和溫度降低飽和溫度降低 給水溫升給水溫升/ /焓升降低焓升降低 非最佳給水總焓升非最佳給水總焓升 存在能量消耗存在能量消耗 給水非最大值給水非最大值 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU2 2）理論模型本身也不是理想的，包括了部分實(shí)際情況）理論模型本身也不是理想的，包括了部分實(shí)際情況: : 汽輪機(jī)的膨脹曲線采用實(shí)際的過(guò)程線，結(jié)果：汽輪機(jī)的膨脹曲線采用實(shí)際的過(guò)程線，結(jié)果： 加熱器數(shù)總是有限的，也增加了一些損失。加熱器數(shù)總是有限的，也增加了一些損失。 一定壓力下抽汽點(diǎn)的焓值比理想值高一定壓力下抽汽點(diǎn)的焓值比理想值高 （損失加熱蒸汽，焓值升高）；（損失加熱蒸汽

59、，焓值升高）； 抽汽壓力下的飽和水的焓值是一樣的；抽汽壓力下的飽和水的焓值是一樣的； 實(shí)際抽汽在加熱器中釋放的熱量比實(shí)際抽汽在加熱器中釋放的熱量比 等熵線抽汽時(shí)所釋放的熱量大一些；等熵線抽汽時(shí)所釋放的熱量大一些； 抽汽量抽汽量 減小減小 鍋爐給水總量（鍋爐給水總量（1+1+）減?。p小 熱耗率熱耗率q q增加增加 膨脹過(guò)程曲線造成了回?zé)嵯到y(tǒng)的損失；膨脹過(guò)程曲線造成了回?zé)嵯到y(tǒng)的損失；圖圖1.11 1.11 理論與實(shí)際膨脹線上理論與實(shí)際膨脹線上的抽汽比焓值的抽汽比焓值 第一章第一章 電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)電站汽輪機(jī)裝置的熱力循環(huán)XJTU二、回?zé)嵯到y(tǒng)損失分析二、回?zé)嵯到y(tǒng)損失分析 1 1）給水焓升分

60、配損失：）給水焓升分配損失： 焓升分配損失與汽輪機(jī)進(jìn)排汽參數(shù)、焓升分配損失與汽輪機(jī)進(jìn)排汽參數(shù)、 汽輪機(jī)內(nèi)效率、汽輪機(jī)內(nèi)效率、 回?zé)嵯到y(tǒng)中加熱器類型、回?zé)嵯到y(tǒng)中加熱器類型、 加熱級(jí)數(shù)有關(guān)；加熱級(jí)數(shù)有關(guān)； 在偏離最佳方案不太大的方案中是一項(xiàng)很小的損失。在偏離最佳方案不太大的方案中是一項(xiàng)很小的損失。各加熱器的給水焓升不能完全符合各加熱器的給水焓升不能完全符合等焓升分配原則而產(chǎn)生的損失等焓升分配原則而產(chǎn)生的損失。 表面式加熱器系統(tǒng)的分配損失表面式加熱器系統(tǒng)的分配損失 混合式加熱器的分配損失混合式加熱器的分配損失 在加熱器焓升在加熱器焓升小于小于平均焓升時(shí)：平均焓升時(shí)： 高加分配損失高加分配損失 低加的