第6章動力循環本章基本要求熟練掌握水蒸氣朗肯循環、回熱循環、再熱循環以及熱電循環的組成、熱效率計算及提高熱效率的方法和途徑。本章重點1、熟悉朗肯循環圖示與計算2、朗肯循環與卡諾循環3、蒸汽參數對朗肯循環熱效率的影響4、再熱、回熱原理及計算動力循環研究目的和分類動力循環：工質連續不斷地將從高溫熱源取得的熱量的一部分轉換成對外的凈功按工質氣體動力循環：內燃機蒸汽動力循環：外燃機空氣為主的燃氣按理想氣體處理水蒸氣等實際氣體研究目的：合理安排循環，提高熱效率水蒸氣：火力發電、核電低沸點工質：氨、氟里昂太陽能、余熱、地熱發電動力循環：以獲得功為目的熱機：將熱能轉換為機械能的

設備。

熱機的工作循環稱為動力循環。動力循環：蒸汽動力循環燃氣動力循環11-1卡諾循環

Carnot從理論上證明了熱機效率的極限卡諾循環：恒溫可逆膨脹絕熱可逆膨脹恒溫可逆壓縮絕熱可逆壓縮卡諾循環示意圖

卡諾循環熱機效率卡諾循環熱機效率Carnotefficiency11111123411-2蒸汽卡諾循環

四個主要裝置：

鍋爐

汽輪機

凝汽器

給水泵§11-3朗肯循環水蒸氣動力循環系統

鍋爐汽輪機發電機給水泵凝汽器水蒸氣動力循環系統的簡化給水泵郎肯循環鍋爐汽輪機發電機凝汽器1234簡化（理想化）：12汽輪機s

膨脹23凝汽器p

放熱34給水泵s

壓縮41

鍋爐p

吸熱郎肯循環pv圖1342pv12汽輪機s

膨脹23凝汽器p

放熱34給水泵s

壓縮41

鍋爐p

吸熱4321Tshs1324郎肯循環T-s和h-s圖12汽輪機s

膨脹23凝汽器p

放熱34給水泵s

壓縮41

鍋爐p

吸熱郎肯循環功和熱的計算

汽輪機作功：凝汽器中的定壓放熱量：水泵絕熱壓縮耗功：鍋爐中的定壓吸熱量：4321sT軸功技術功開系穩流過程能量方程式郎肯循環熱效率的計算

一般很小，占0.8~1%，忽略泵功

4321sT例11-1朗肯循環如圖1所示，蒸汽參數，，，試計算循環功量、吸熱量、放熱量、熱效率、功比、汽耗率，并確定乏汽干度。若忽略泵功，循環效率又是多少？鍋爐汽輪機發電機凝汽器12344321sT圖1朗肯循環例11-1朗肯循環如圖1所示，蒸汽參數，，，試計算循環功量、吸熱量、放熱量、熱效率、功比、汽耗率，并確定乏汽干度。若忽略泵功，循環效率又是多少？

1、循環功量

2、吸熱量

3、放熱量

4、熱效率

5、功比6、汽耗率4321sT圖1朗肯循環解：狀態1，過熱蒸汽，查附表11，，內插法狀態2（濕蒸汽）查附表10，，等熵過程4321sT狀態3，飽和液體，等壓過程。

狀態4，未飽和水，等熵過程。查附表11，內插法4321sT

1、循環功量

2、吸熱量

3、放熱量

4、熱效率

5、功比

6、汽耗率

7、若忽略泵功，循環效率4321sT圖1朗肯循環sp1,t1,p265432111.4蒸汽參數對循環效率的影響影響熱效率的參數？T如何提高朗肯循環的熱效率？sT654321一、蒸汽初壓對朗肯循環熱效率的影響t1,p2不變，p1優點：

，汽輪機出口尺寸小缺點：

對強度要求高

不利于汽輪機安全。一般要求出口干度大于0.85~0.88sT654321二、蒸汽初溫對朗肯循環熱效率的影響優點：

，有利于汽機安全。缺點：

對耐熱及強度要求高，目前最高初溫一般在550℃左右汽機出口尺寸大p1,p2不變，t1sT654321三、乏汽壓力對朗肯循環熱效率的影響優點：

缺點：受環境溫度限制，現在大型機組p2為0.0035~0.005MPa，相應的飽和溫度約為27~33℃

，已接近事實上可能達到的最低限度。冬天熱效率高p1,t1不變，p2Ts65431b§11-5蒸汽再熱循環(reheat)朗肯循環鍋爐汽輪機發電機凝汽器12344321sTTs65431b11-5蒸汽再熱循環的熱效率與再熱壓力有關x2降低,給提高初壓創造了條件，選取再熱壓力合適，一般采用一次再熱可使熱效率提高2％～3.5％。Ts65431b蒸汽再熱循環的定量計算吸熱量：放熱量：凈功（忽略泵功）：熱效率：蒸汽再熱循環的實踐再熱壓力

pb=pa0.2~0.3p1p1<10MPa，一般不采用再熱我國常見機組，10、12.5、20、30萬機組，p1>13.5MPa，一次再熱超臨界機組，t1>600℃，p1>25MPa，二次再熱蒸汽再熱循環實體照片例11-2再熱循環如圖2所示，蒸汽參數，，，再熱壓力，再熱溫度，忽略泵功，試計算循環功量、吸熱量、熱效率、并確定乏汽干度。圖2再熱循環1、循環功量

2、吸熱量

3、熱效率

4、汽耗率

5、效率提高圖1朗肯循環解：狀態1，過熱蒸汽，狀態B（濕蒸汽）狀態A(過熱蒸汽)狀態2（濕蒸汽）圖1朗肯循環1、循環功量

2、吸熱量

3、熱效率

4、汽耗率

5、效率提高圖1朗肯循環11.2

1、循環功量

2、吸熱量

3、放熱量

4、熱效率

5、功比

6、汽耗率

7、若忽略泵功，循環效率4321sT圖1朗肯循環11.1§11-6蒸汽回熱循環(regenerative)抽汽去凝汽器冷凝水表面式回熱器抽汽冷凝水給水混合式回熱器抽汽式回熱蒸汽抽汽回熱循環(1-)kgkg65as43211kgTakg4(1-)kg51kg由于T-s圖上各點質量不同，面積不再直接代表熱和功抽汽回熱循環的抽汽量計算(1-)kgkg65as43211kgTakg4(1-)kg51kg以混合式回熱器為例熱一律忽略泵功抽汽回熱循環熱效率的計算(1-)kgkg65as43211kgT吸熱量：放熱量：凈功：熱效率：為什么抽汽回熱熱效率提高？(1-)kgkg65as43211kgT教材P.256推導簡單朗肯循環：物理意義：

kg工質100%利用

1-kg工質效率未變蒸汽抽汽回熱循環的特點小型火力發電廠回熱級數一般為1～3級，中大型火力發電廠一般為4～8級。優點提高熱效率減小汽輪機低壓缸尺寸，末級葉片變短減小凝汽器尺寸，減小鍋爐受熱面可兼作除氧器缺點循環比功減小，汽耗率增加增加設備復雜性回熱器投資>缺點提高循環熱效率的途徑改變循環參數提高初溫度提高初壓力降低乏汽壓力改變循環形式回熱循環再熱循環改變循環形式熱電聯產燃氣-蒸汽聯合循環新型動力循環IGCCPFBC-CC…...§11-7熱電聯產(供)循環用發電廠作了功的蒸汽的余熱來滿足熱用戶的需要，這種作法稱為熱電聯(產)供。背壓式機組(背壓>0.1MPa)熱用戶為什么要用換熱器而不直接用熱力循環的水？背壓式熱電聯產(供)循環背壓式缺點：

熱電互