清華大學(xué)《聯(lián)合循環(huán)》課件第4章

第四章聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的優(yōu)勢可以實(shí)現(xiàn)高效的熱能向電能的轉(zhuǎn)化，H級燃機(jī)聯(lián)合循環(huán)效率60％減少電站的投資便于快速“黑啟動”，污染低，用地用水較少，建設(shè)周期短高位循環(huán)（上位循環(huán)，頂循環(huán)）低位循環(huán)（下位循環(huán)，底循環(huán)）燃?xì)廨啓C(jī)電站——高位站、上位站、頂站蒸汽輪機(jī)電站——低位站、下位站、底站第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念1、常規(guī)的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)常規(guī)——指以液體燃料和氣體燃料（主要）不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型方案(最廣泛)。有補(bǔ)燃的余熱鍋爐型方案。增壓鍋爐型方案。第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念T4-Te=25~40上位循環(huán)下位循環(huán)HRSGheatrecoverysteamgeneratorb’點(diǎn)（給水加熱）代表給水進(jìn)入余熱鍋爐,對應(yīng)s點(diǎn)

燃?xì)庠谟酂徨仩t中的放熱量第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念蒸汽輪機(jī)參數(shù)受到燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)饬髁亢团艢鉁囟鹊挠绊懀艢饬髁啃?，汽輪機(jī)功率小，汽輪機(jī)功率受到燃?xì)馀艢饬髁康南拗撇谎a(bǔ)燃的聯(lián)合循環(huán)運(yùn)行靈活，可以單獨(dú)燃?xì)廨啓C(jī)運(yùn)行，排氣直接排出（燃機(jī)停，汽輪機(jī)必須停機(jī)）第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念不補(bǔ)燃的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)存在的限制排氣溫度低的燃機(jī)會因?yàn)榕艢鉁囟炔蛔愣荒墚a(chǎn)生滿足要求的蒸汽，溫度限定，進(jìn)而壓力限定1＋1配置，汽輪機(jī)產(chǎn)量受到燃機(jī)排氣流量限制。例如無F級燃機(jī)，排氣不足以產(chǎn)生535度的水蒸汽，，另外需求出力增加，怎么辦？補(bǔ)燃第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念補(bǔ)燃，若空氣系數(shù)不夠，還要補(bǔ)充空氣，不補(bǔ)空氣叫完全燃燒技術(shù)——補(bǔ)燃燃料有限制，非完全燃燒技術(shù)循環(huán)燃機(jī)、汽機(jī)可單獨(dú)工作第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念增壓鍋爐型燃?xì)狻羝?lián)合循環(huán)原則性系統(tǒng)圖增壓鍋爐內(nèi)工作壓力為壓氣機(jī)排氣壓力爐內(nèi)壓力高，換熱系數(shù)大，面積小爐體材料是價格比較昂貴的金屬材料技術(shù)經(jīng)濟(jì)性??！第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)使用的汽輪機(jī)的參數(shù)最高，下位電站的效率高。增壓鍋爐型聯(lián)合循環(huán)電站里，燃?xì)廨啓C(jī)的燃燒室與產(chǎn)生水蒸汽的鍋爐“合二為一”了——靈活性最差，燃?xì)廨啓C(jī)、汽輪機(jī)任一故障，整個電站的停運(yùn)。對燃?xì)獾摹扒鍧嵆潭?燃?xì)庵械姆蹓m和腐蝕性成分的含量)”要求很高，電站要求使用有一定質(zhì)量保證的氣體燃料或液體燃料。現(xiàn)在此類循環(huán)較少采用，原因是燃機(jī)性能日益提

高，排氣能夠滿足產(chǎn)生蒸汽的要求。第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念熱能在聯(lián)合循環(huán)電站中的使用路徑串行：無補(bǔ)燃串并行：有補(bǔ)燃、增壓鍋爐型（其中放出熱量供給燃機(jī)作功的熱量是串行的，給汽機(jī)加熱的熱量是并行使用的）第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站中，燃料能量的串行使用是嚴(yán)格的熱力學(xué)聯(lián)合循環(huán)定義，而燃料的并行使用不是聯(lián)合循環(huán)。重要的概念：由于系統(tǒng)的構(gòu)成以及一些關(guān)鍵技術(shù)的尚未成熟等原因，在燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站中往往包含有非聯(lián)合循環(huán)的成分，而非聯(lián)合循環(huán)的成分是降低聯(lián)合循環(huán)電站效率下降的因素。聯(lián)合循環(huán)：1、完全的聯(lián)合循環(huán)的串行電站，2含有非聯(lián)合循環(huán)成分的串-并行電站不補(bǔ)燃：100％的聯(lián)合循環(huán)電站第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念時間發(fā)展小燃機(jī)大汽機(jī)的聯(lián)合循環(huán)，效率不高大燃機(jī)小汽機(jī)效率高（燃機(jī)排氣溫度不成為制約蒸汽輪機(jī)參數(shù)的因素，但是水蒸汽流量受到限制）第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念2、燃煤的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)

PFBC(增壓流化床燃燒型燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)）優(yōu)點(diǎn)：可以燃用劣質(zhì)煤，實(shí)現(xiàn)脫硫缺點(diǎn)：流化床沸騰層理論上要求最高溫度不能超過煤的沸點(diǎn)，一般為900度，燃?xì)廨啓C(jī)進(jìn)氣限制在900度，不能使用高參數(shù)的燃?xì)廨啓C(jī)，聯(lián)合循環(huán)效率41～42％。燃機(jī)功率比值20％～25％，汽機(jī)比值75％～80％有示范電站和商業(yè)運(yùn)行第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念2、燃煤的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)

第2代PFBC—第2代增壓流化床燃燒型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)。針對PFBC不能使用高參數(shù)高性能燃?xì)廨啓C(jī)的問題而提出的一種改進(jìn)型的PFBC。壓力6atm，煤先在炭化爐中做成焦炭，過程產(chǎn)生焦?fàn)t煤氣進(jìn)入頂放燃燒室燃燒產(chǎn)生高溫燃?xì)?，與PFBC爐主燃?xì)饣旌?，燃?xì)鉁囟忍岣?，可以采用高參?shù)燃機(jī)。尚無示范電站。加壓的流化床燃燒型存在固體燃料從低壓到高壓輸送的困難

AFBC

(AtmosphericalFluidized-BedCombustionCombinedCycle)常壓流化床燃燒型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)），流化床鍋爐爐內(nèi)壓力為大氣壓，壓氣機(jī)出口空氣進(jìn)入AFBC爐子內(nèi)加熱達(dá)到設(shè)定的T3后進(jìn)入透平作功?？諝庾罡邷囟炔坏贸^800度。無示范電站。第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念2、燃煤的燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)

IGCC整體媒體化聯(lián)合循環(huán)示范階段，效率43％煤——煤氣——進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)——余熱鍋爐和傳統(tǒng)燃煤電站相比，排放低因?yàn)槊摿驅(qū)ο鬄槊簹舛皇菬煔?，濃度相對高，可用典型的化工設(shè)備第一節(jié)聯(lián)合循環(huán)電站的方案與基本概念3、雙開循環(huán)——雙工質(zhì)聯(lián)合循環(huán)程式循環(huán)——有產(chǎn)品，進(jìn)入燃燒室的是空氣和蒸汽，透平中有蒸汽和燃?xì)饣責(zé)嵴舭l(fā)循環(huán)(HAT循環(huán)）——無產(chǎn)品，濕潤空氣透平技術(shù)，進(jìn)入燃燒室的是蒸汽和空氣，目的在于突破回?zé)嵫h(huán)存在極限壓比的限制第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析1、串接電站（無熱量損失模型）CPScombinedPowerSeries第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析1、串接電站（無熱量損失模型）1、串接電站（無熱量損失模型）物理意義？第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析THR=TL

，a物理意義？THR=TL

，上位電站和下位電站無傳熱溫差

α越大，傳熱溫差越大，效率越低，α＝1，不可能實(shí)現(xiàn)無溫差傳熱1、串接電站（無熱量損失模型）第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析1、串接電站（有熱量損失模型）傳熱過程損失的熱量占供入電站總熱量的分額第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析熱量損失與有傳熱溫差帶來的損失比較傳熱溫差帶來的損失：質(zhì)上的損失，導(dǎo)致下位循環(huán)新蒸汽參數(shù)降低熱量損失帶來的損失：量上面的損失第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析熱量損失與有傳熱溫差帶來的損失比較傳熱溫差帶來的損失：質(zhì)上的損失，導(dǎo)致下位循環(huán)新蒸汽參數(shù)降低熱量損失帶來的損失：量上面的損失第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析1、串接電站（有熱量損失模型）第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析熱量損失1、串接電站（有熱量損失模型）余熱鍋爐效率余熱鍋爐和汽輪機(jī)裝置一起視為下位的汽輪機(jī)電站的總體效率，不考慮熱量損失相當(dāng)于余熱鍋爐效率為1

第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析1、串接電站（有熱量損失模型）上位循環(huán)的效率，下位循環(huán)汽輪機(jī)裝置的效率

下位電站的總體效率

第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析2、并接電站第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析2、并接電站假定：聯(lián)合電站的效率比效率較高的電站M的效率低，比效率較低的電站N的效率高。CPP，CombinedPowerParallel

第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析提高效率措施：增加向效率高電站的供入燃料

3、串并接電站直接注入低位電站燃料比傳熱損失與總能比直接注入高位電站燃料比第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析3、串并接電站串并行電站的效率比串行電站的效率小，減小補(bǔ)燃的成分越多，效率下降的越多

第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析3、串并接電站

串并行電站因?yàn)樵诓⑿械膬蓚€電站之間引入了熱力學(xué)意義上的串行(即聯(lián)合循環(huán))成分,所以使整個電站的效率有所提高，提高的數(shù)量視并行電站的

視為第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析3、串并接電站上位電站排氣參數(shù)滿足下位電站參數(shù)要求情況下，串并型聯(lián)合循環(huán)電站中含有非聯(lián)合循環(huán)成分，使得聯(lián)合循環(huán)效率降低，非聯(lián)合循環(huán)成分越大，聯(lián)合循環(huán)電站效率降低越大。串并行聯(lián)合循環(huán)電站的效率一定比串行聯(lián)合循環(huán)電站的效率低嗎？第二節(jié)燃?xì)庹羝?lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

等效卡諾循環(huán)分析實(shí)際循環(huán)分析第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

F是供入聯(lián)合循環(huán)電站的總能量QB是供入聯(lián)合循環(huán)電站的總熱量MF(CV)0供入聯(lián)合循環(huán)電站的總的燃料的發(fā)熱量

(HR)0和(HP)0分別是反應(yīng)物和產(chǎn)物在基準(zhǔn)溫度下的廣義焓第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

QL是下位循環(huán)從余熱鍋爐獲取的熱量，而[(HP)S-(HP)0]=QUN

上位電站＋HRSG能平

第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

與串行聯(lián)合電站的本征方程式完全相同理論上證明不補(bǔ)燃的余熱鍋爐行聯(lián)合循環(huán)是100的熱力學(xué)意義的聯(lián)合循環(huán)電站第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

增大燃?xì)廨啓C(jī)的比功是使聯(lián)合循環(huán)電站的效率提高的因素在燃燒室出口溫度確定的條件下，增大比功通過上式的第4項(xiàng)使聯(lián)合循環(huán)電站的效率增加，但前三項(xiàng)使聯(lián)合循環(huán)電站的效率減小，如何選擇好比功從而使聯(lián)合循環(huán)電站獲得最高效率的關(guān)鍵是選擇好燃?xì)廨啓C(jī)的壓比，這是聯(lián)合循環(huán)電站的第1個優(yōu)化問題。壓比降低，T4高，下位循環(huán)電站效率高第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

比功對不補(bǔ)燃的聯(lián)合循環(huán)電站壓比影響比功增大，聯(lián)合循環(huán)的效率增大壓比從簡單循環(huán)最佳效率壓比向簡單循環(huán)最佳比功壓比移動（壓比減?。?，使得比功增加，是使得聯(lián)合循環(huán)效率增加的因素第2個優(yōu)化問題是上下位電站之間的傳熱過程的熱量損失QUN

，取決于余熱鍋爐的排煙溫度Ts。在燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度及排氣的放熱過程線4→s確定的情況下，選擇初參數(shù)高的汽輪機(jī)：較高的下位循環(huán)效率，較大的余熱鍋爐排煙熱量損失。必須通過優(yōu)化來確定汽輪機(jī)的初參數(shù)，來獲取聯(lián)合循環(huán)電站的最高效率。

第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

下位電站的總體效率的提高使聯(lián)合循環(huán)電站的效率提高，因此，問題歸結(jié)為，汽輪機(jī)初參數(shù)的選擇既不是單純地追求高的下位(汽輪機(jī))循環(huán)效率,也不是單純地追求高的余熱鍋爐效率,汽輪機(jī)初參數(shù)選擇的優(yōu)化目標(biāo)應(yīng)該是獲得最高的下位電站總體效率，以獲取聯(lián)合循環(huán)電站的最高效率。

燃?xì)廨啓C(jī)：排氣溫度T4=548℃，排氣流量Mg=352.9kg/s，燃?xì)舛▔罕葻?1.0945kJ/kg.K，環(huán)境溫度T0=15℃，效率=0.3342，燃機(jī)功率=100000kW余熱鍋爐：高壓蒸汽壓力Ps0=12.5MPa，主蒸汽溫度Ts0=510℃，低壓蒸汽壓力MPa溫度232℃，節(jié)點(diǎn)溫差ΔTgw=15℃，接近點(diǎn)溫差11℃汽輪機(jī)：主、低壓蒸汽管道壓損3%，高壓蒸汽管道溫降3℃，低壓2℃，排汽壓力Pc=8kPa，汽輪機(jī)高壓缸內(nèi)效率ηi

=0.86，，低壓缸0.87,排汽濕度允許值9～10%機(jī)械損失系數(shù)0.9554第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

約束條件排汽濕度大型汽輪機(jī)允許值9～10%（汽輪機(jī)安全運(yùn)行，無除濕裝置），5萬千瓦等級汽輪機(jī)不超過12～15％，且必須安裝除濕裝置（按照除濕后達(dá)到10％濕度來計(jì)算，除濕25%，允許的排氣濕度是12.9%）。高壓蒸汽膨脹到低壓蒸汽壓力時，高壓蒸汽的溫度與低壓蒸汽溫度差不得超過50℃，否則汽輪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)將遇到很大的困難，不同溫度連接在一起的金屬部件熱膨脹、熱變形、熱應(yīng)力均比較大，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、加工制造困難，對安全運(yùn)行也有影響，最好是0。余熱鍋爐高壓蒸汽溫度比燃?xì)廨啓C(jī)排氣溫度低25～40℃第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

各類汽輪機(jī)機(jī)組的干度限定第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

機(jī)組輕水堆重水堆火電無再熱火電再熱Kx10.9851.021.03汽輪機(jī)排氣壓力由環(huán)境溫度決定，不能人工干涉，冷凝器設(shè)計(jì)需要優(yōu)化的對余熱鍋爐效率影響比較大的參數(shù)，主要是高低壓蒸汽溫度和壓力第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

汽輪機(jī)效率計(jì)算1、考慮壓力損失（3%）和溫度降低（3度）確定汽輪機(jī)進(jìn)汽焓2、求高壓缸排汽等熵比焓3、根據(jù)效率確定高壓缸排汽實(shí)際比焓4、確定高壓蒸汽蒸汽膨脹到低壓蒸汽壓力溫度和熵5、計(jì)算高壓蒸汽蒸汽膨脹到低壓蒸汽壓力時溫度與低壓溫度的差值6、計(jì)算高壓流程蒸汽做功第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

汽輪機(jī)效率計(jì)算7、考慮壓力損失（3%）和溫度降低（2度）確定低壓蒸汽焓8、高壓缸排汽和低壓蒸汽混合比焓9、確定低壓缸排汽等熵比焓（背壓和熵查）10、確根據(jù)效率定低壓缸排汽實(shí)際比焓11、確定排汽干度（實(shí)際焓和背壓查）12、確定蒸汽低壓流程做功13、計(jì)算總功率和下位電站高壓蒸汽溫度t4=548,psoh=12.5MPa,psol=0.72MPa第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

ts0ηbηstηoL1-xdthldt4so5300.81640.34230.27950.14347.3185200.81720.34170.27920.14754.1285100.81790.34110.27900.15260.9385000.81880.34060.27890.15665.1484900.81960.34010.27880.16165.158tsol=232高壓蒸汽溫度高壓蒸汽溫度升高，下位電站效率提高，排汽濕度降低，但是均不滿足排汽濕度要求（此要求為大型汽輪機(jī)要求，對于中小型汽輪機(jī)安裝除濕裝置，小于12～15％，具體根據(jù)除濕裝置的效果確定）。主蒸汽溫度510、520滿足燃?xì)夂椭髡羝麥夭顬?5～40度要求。530度滿足高壓缸排氣與低壓缸溫度差小于50度要求，其余不滿足（可以通過優(yōu)化高壓參數(shù)來滿足）?？紤]鋼材價格，考慮主蒸汽溫度510度，是熱經(jīng)濟(jì)性和投資－鋼材價格和加工費(fèi)用的綜合考慮）。第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

ps0ηbηstηoL1-xdthl1450.81920.34340.28130.16165.11250.81790.34110.27900.15260.91050.81650.33880.27660.14243.1850.81490.33610.27390.13321.8650.81300.33210.27000.1175.5高壓蒸汽壓力（其余參數(shù)為設(shè)計(jì)參數(shù)）高壓壓力影響，隨著高壓蒸汽壓力降低余熱鍋爐效率降低汽輪機(jī)效率降低下位電站效率降低汽機(jī)循環(huán)功率下降高壓缸排汽與低壓缸進(jìn)汽溫度差減小排氣濕度降低，高壓蒸汽壓力高于8.5MPA，汽輪機(jī)濕度均超過13％，不可取，西門子公司取8.38作為高壓蒸汽壓力第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

高壓蒸汽初溫選定510度5個高壓壓力,14.5,12.5,10.5,8.5,6.5MPa6個低壓壓力，0.9,0.72,0.65,0.6,0.556個低壓溫度，192,202,121,222,232,242進(jìn)行排列組合確定180個工況，研究高壓參數(shù)和低壓參數(shù)對下位電站效率、汽機(jī)效率、余熱鍋爐效率、汽機(jī)功率、及邊界條件適應(yīng)性的影響結(jié)果表明：高壓壓力大于8.5MPa，濕度均超過0.13第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

高壓蒸汽壓力提高，做功顯著增大低壓蒸汽壓力降低，汽機(jī)作功增大（高壓壓力低）或者先增后降低（高壓壓力高），存在最高值低壓溫度提高，作功增大，在低壓蒸汽壓力較高時影響甚微汽機(jī)作功隨低壓蒸汽壓力的變化第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

余熱鍋爐效率隨低壓蒸汽壓力的變化低壓蒸汽壓力減小，余熱鍋爐效率提高高壓蒸汽壓力提高，余熱鍋爐效率提高低壓溫度提高，余熱鍋爐效率降低，第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

汽輪機(jī)效率隨低壓蒸汽壓力的變化低壓蒸汽壓力提高，汽機(jī)效率提高高壓蒸汽壓力提高，汽機(jī)效率提高低壓溫度提高，汽機(jī)效率效率提高，第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

下位電站效率隨低壓蒸汽壓力的變化低壓蒸汽壓力降低，下位電站效率提高（高壓壓力低），或者先增后降低，存在最高值（高壓壓力高）高壓蒸汽壓力提高，汽機(jī)鍋爐效率提高低壓溫度提高，下位電站效率提高，對于高的低壓初壓，溫度對下位電站效率影響甚微參數(shù)對下位電站效率影響與對功率影響類似第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

濕度隨低壓蒸汽壓力的變化低壓蒸汽壓力提高，濕度增大高壓蒸汽壓力提高，濕度提高低壓溫度提高，濕度降低，第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

溫差隨低壓蒸汽壓力的變化低壓蒸汽壓力提高，高壓缸排氣與低壓蒸汽溫差增大（加大不一定不好）高壓初壓升高，高壓缸排氣與低壓蒸汽溫差減小低壓溫度提高，高壓缸排氣與低壓蒸汽溫差減小優(yōu)化目標(biāo)：下位電站效率最高約束條件：滿足濕度（<0.13）高低壓蒸汽在低壓缸入口的溫差條件下正負(fù)1度，約束條件：設(shè)計(jì)生產(chǎn)制造能力能夠達(dá)到第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

Psl(Bar)Psh(Bar)Tsl(0C)ηbηstη0LhumDthl(0C)7.2812160.81490.33520.27320.1299-16.8812100.81720.33430.27320.1298-0.186.4812940.81960.33340.27330.12970.386811980.82200.33250.27330.12960.685.6821920.82470.33160.27340.13000.57余熱鍋爐排煙108.5，msh=156.9t/h,msl=38.2t/h第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

改變約束條件，優(yōu)化結(jié)果改變西門子公司優(yōu)化結(jié)果：高壓蒸汽壓力83.8bar，溫度510度，低壓蒸汽壓力7.2bar，溫度204度比上表高低壓壓力高。為什么？不知道余熱鍋爐的節(jié)點(diǎn)溫差、高低壓蒸汽壓損和溫降以及汽輪機(jī)的內(nèi)效率本計(jì)算使用排氣壓力8kPa,西門子8.5kPa不知道其選取的約束條件第三節(jié)不補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析——優(yōu)化例子

西門子總參數(shù)(未明確是發(fā)電效率還是循環(huán)效率）聯(lián)合循環(huán)效率0.5功率155MW核算聯(lián)合電站循環(huán)循環(huán)效率0.5162，發(fā)電效率0.4971（考慮機(jī)械損失）循環(huán)功率160MW，發(fā)電功率153MW第四節(jié)補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

上位循環(huán)下位循環(huán)4點(diǎn)，5點(diǎn)變化？不同，增加了燃料，流量、成分不同第四節(jié)補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

1、用完全燃燒技術(shù)把已有的蒸汽輪機(jī)電站改造成串-并行聯(lián)合循環(huán)電站時，是否可以獲得效率上的提高？定義：

下角標(biāo)數(shù)P是燃?xì)馔钙脚艢?點(diǎn)4)的參數(shù)下角標(biāo)P’的參數(shù)是補(bǔ)燃室出口處(點(diǎn)5)的參數(shù)第四節(jié)補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

上位循環(huán)(含補(bǔ)燃室在內(nèi))的能平方程余熱鍋爐能平方程

定義：聯(lián)合循環(huán)電站的熱能轉(zhuǎn)化率

第四節(jié)補(bǔ)燃的余熱鍋爐型燃?xì)?蒸汽聯(lián)合循環(huán)電站的基本熱力學(xué)分析

上式可以用來判定完全燃燒排氣技術(shù)來改造已有的蒸汽輪機(jī)電站是否能獲得效益上的提高

完全燃燒排氣技術(shù)：燃?xì)廨啓C(jī)的排氣進(jìn)入余熱鍋爐，在余熱鍋爐里補(bǔ)燃必要的燃料來完全燃燒燃?xì)廨啓C(jī)排氣中剩余的空氣，以產(chǎn)生供汽輪機(jī)使用的水蒸汽燃機(jī)和