化工热力学蒸汽动力循环.pptVIP

7.3 蒸 汽 动 力 循 环 当前第1页\共有36页\编于星期日\20点 理想化的汽油内燃机循环过程 吸气过程(A--B) 压缩冲程(B--C绝热压缩) 点燃过程(C--D等体过程),做功过程(D--E绝热膨胀过程) 排气过程(E--B--A) 当前第2页\共有36页\编于星期日\20点 锅炉 冷凝器 透平 水泵 Ws，pump Ws，tur QH QL 1 2 3 4 热机简单的工作原理 当前第3页\共有36页\编于星期日\20点 7.3.1 Rankine循环及其热力学效率 郎肯循环 理想郎肯循环 非理想郎肯循环 区别在于： 压缩与膨胀过程的可逆与否。 1）理想郎肯循环工作原理： 它与卡诺循环的主要区别： 当前第4页\共有36页\编于星期日\20点 A）加热步骤1-2不是可逆的，水在汽化后继续加热，使之成为过热蒸汽，这样在进入透平膨胀后不致产生过多的饱和水，并可以提高做功能力。 朗肯循环在T-S上是如何表示的： B）冷凝步骤3-4也不是可逆的，该步进行3完全的冷凝，这样进入水泵时全部是饱和液体水。 当前第5页\共有36页\编于星期日\20点 A S T P1 P2 1 2 4 3 TL TH QH QL 6 5 出来的乏气有三种形式： 过热蒸汽 饱和蒸汽 、 湿蒸汽 注意：在计算轴功时，要根据乏气的具体形式计算焓值。 理想朗肯循环对外作出的净功应由T-S图上1-2-3-4-1所示的面积表示。 2）非理想郎肯循环 当前第6页\共有36页\编于星期日\20点 3）基本计算： 围绕热机的计算不外求功、吸热、效率。 各过程的功和热的效应只等于状态间焓值的变化。 A）1-2是工质加热过程，加入热量（WS=0）Q吸=H2-H1 B）2-3：是工质绝热可逆膨胀做功 WS=ΔH=H3-H2 C）3-4：是乏气的冷凝，放出热量（WS=0）Q放=H4-H3 D）4-1：将冷凝水绝热可逆压缩，需要轴功（Q=0） 常将两式联立求状态1点焓值。 E）热机效率 当前第7页\共有36页\编于星期日\20点 F)汽耗率 SSC(specific steam consumption) G）对非理想朗肯循环-------由等熵效率求 作出单位净功所消耗的蒸汽量 当前第8页\共有36页\编于星期日\20点 例：某蒸汽动力循环装置产生的过热蒸汽压力为8600kPa、温度为500oC。此蒸汽进入透平绝热膨胀作功，透平排出的乏汽压力为10kPa。乏汽进入冷凝器全部冷凝成饱和液态水，然后泵入锅炉。试求： a）理想的郎肯循环的热效率； b）已知透平和水泵的等熵膨胀效率都为0.75，求实际动力循环的热效率 c）设计要求实际动力循环输出的轴功率为80000kw，求蒸汽流量以及锅炉和冷凝器的传热速率。 当前第9页\共有36页\编于星期日\20点 解题要点： 1）画过程的T-S图 2）判断乏汽的状态点 Sg大于S3？ 3）求干度 4）求3点的焓值 5）求可逆轴功 6）求锅炉吸收的热量，需确立状态1的焓值 7）求热机效率 8）根据理想轴功和等熵效率，求实际轴功 9）根据实际轴功确定3’、1’点的焓值 10）求实际锅炉吸收的热和向冷凝器放出的热 11）根据实际设计要求的轴功计算蒸汽的循环流量 12）求锅炉和冷凝器的传热速率 当前第10页\共有36页\编于星期日\20点 7.3.2蒸汽参数对热效率的影响 1）提高蒸汽的过热温度 2）提高蒸汽的压力,降低乏气压力(背压)： 3）采用再热循环；（提高干度的措施） 再热循环是指工作介质分次加热，逐级膨胀的循环过程。 A S T P1 P2 1 2 4 3 TL TH QH QL 6 5 当前第11页\共有36页\编于星期日\20点 4）回热循环 预热锅炉给水： 利用蒸汽动力装置系统以外的废热 从本系统中的透平机抽出一部分蒸汽来预热冷凝水，叫回热循环。 多级回热：从透平机中抽取几种不同的压力的蒸汽来预热。 当前第12页\共有36页\编于星期日\20点 7.4 制 冷 < 制 得 Tlow 保 持 －100℃ 普通制冷 深冷 当前第13页\共有36页\编于星期日\20点 制 冷 的 应 用 气 体 液 化 制 冷 低 温 反 应 食 品 储 存 结 晶 分 离 润滑油净化 气 温 调节 当前第14页\共有36页\编于星期日\20点 消耗外功型 消耗内能型 制 冷 蒸气压缩制冷 空气压缩制冷 蒸汽喷射制冷 吸收制冷 制 冷 的 常 见 类 型 当前第15页\共有36页\编于星期日\20点 7.4.1理想的制冷循环： TL,PL,G TH,PH,G TL,PL