P08 水蒸汽及其动力循环

1、Chap8 水和水蒸气未饱和水状态 饱和水状态 湿蒸汽状态 干饱和蒸汽状态 过热蒸汽状态过热阶段水蒸气的定压生成过程饱和水的汽化阶段水的预热阶段说明：在此可代表水蒸气的定压生成过程小结 (a) (b) (c) (d) (e)CCa(a)pvTs 水的临界参数 水蒸气的p-v图和T-s图 a b c d e a b c d ebcdebcdeCCpvTs水 汽 两相蒸汽一点:临界点; 三线:饱和水线、饱和蒸汽线、等临界温度线;三区:未饱和水区、湿蒸汽区、过热蒸汽区;五态:未饱和水、饱和水、湿蒸汽、饱和蒸汽、过热蒸汽.特别注意：高于临界温度时无液态水存在水蒸气的p-v图和T-s图 两相蒸汽水 汽由

2、温度确定饱和参数水蒸气的参数温度 压力 MPa比体积，m3/kg 比焓，kJ/kg 汽化潜热，kJ/kg比熵，kJ/(kgK)液 体 蒸 汽 液 体 蒸 汽 液 体 蒸 汽 tpvvhhss100.0012 0.001000 106.309 42.02 2519.23 2477.21 0.1511 8.8998 500.0124 0.001012 12.0279 209.34 2591.31 2381.97 0.7038 8.0749 1000.1014 0.001043 1.67186 419.10 2675.57 2256.47 1.3070 7.3541 2001.5547 0.0011

3、57 0.12722 852.39 2792.06 1939.67 2.3308 6.4303 2503.9759 0.001252 0.05009 1085.69 2801.01 1715.33 2.7934 6.0722 3008.5877 0.001404 0.02166 1344.77 2749.57 1404.80 3.2547 5.7058 37021.043 0.002222 0.00495 1892.64 2333.50 440.86 4.1142 4.7996 由压力确定饱和参数水蒸气的参数压力MPa 温度 比体积，m3/kg 比焓，kJ/kg 汽化潜热，kJ/kg比熵，kJ

4、/(kgK)液 体 蒸 汽 液 体 蒸 汽 液 体 蒸 汽 ptvvhhss0.0145.81 0.001010 14.6706 191.81 2583.89 2392.07 0.6492 8.1489 0.199.61 0.001043 1.69402 417.44 2674.95 2257.51 1.3026 7.3588 0.5151.84 0.001093 0.37480 640.19 2748.11 2107.92 1.8606 6.8206 1179.89 0.001127 0.19435 762.68 2777.12 2014.44 2.1384 6.5850 5263.94 0

5、.001286 0.03945 1154.50 2794.23 1639.73 2.9207 5.9737 10311.00 0.001453 0.01803 1407.87 2725.47 1317.61 3.3603 5.6159 15342.16 0.001657 0.01034 1610.15 2610.86 1000.71 3.6844 5.3108 20365.75 0.002039 0.00586 1827.10 2411.39 584.29 4.0154 4.9299 22373.71 0.002750 0.00358 2021.92 2164.18 142.27 4.3109

6、 4.5308 由压力温度确定参数水蒸气的参数p0.1MPa0.2MPatvhs vhs m3/kgkJ/(kgK)kJ/(kgK)m3/kgkJ/kkJ/(kgK)00.001000 0.06 -0.00015 0.001000 0.16 -0.00014 100.001000 42.12 0.15108 0.001000 42.21 0.15107 200.001002 84.01 0.29648 0.001002 84.11 0.29646 300.001004 125.83 0.43676 0.001004 125.92 0.43673 400.001008 167.62 0.5723

7、9 0.001008 167.71 0.57235 500.001012 209.41 0.70375 0.001012 209.50 0.70371 由软件工具确定参数水蒸气的参数独立运行的水和水蒸气物性计算工具EXCEL动态连接库EXCEL宏用于非智能机的工具用于Android的工具用于IOS的工具软件工具的计算原理未饱和水的计算自由焓和压力和温度的多项式关系多项式中的数值iIiJiniiIiJini10-20.146 329 712 131 671823-0.441 418 453 308 4610-520-1-0.845 481 871 691 1419217-0.726 949 96

8、2 975 9410-15300-0.375 636 036 720 40101203-4-0.316 796 448 450 5410-44010.338 551 691 683 851012130-0.282 707 979 853 1210-5502-0.957 919 633 878 722236-0.852 051 281 201 0310-96030.157 720 385 132 28234-5-0.224 252 819 080 0010-5704-0.166 164 171 995 0110-1244-2-0.651 712 228 956 0110-68050.812 14

9、6 299 835 6810-325410-0.143 417 299 379 2410-1291-90.283 190 801 238 0410-3265-8-0.405 169 968 601 1710-6101-7-0.607 063 015 658 7410-3278-11-0.127 343 017 416 4110-8111-1-0.189 900 682 184 1910-1288-6-0.174 248 712 306 3410-91210-0.325 297 487 705 0510-12921-29-0.687 621 312 955 3110-181311-0.218 4

10、17 171 754 1410-13023-310.144 783 078 285 2110-191413-0.528 383 579 699 3010-43129-380.263 357 816 627 9510-22152-3-0.471 843 210 732 6710-33230-39-0.119 476 226 400 7110-221620-0.300 017 807 930 2610-33331-400.182 280 945 814476 613 939 069 8710-43432-41-0.935 370 872 924 5810-25简单的偏导

11、神奇的偏导xpvThsx水蒸气的焓熵图示意图水蒸气热力过程等压过程 等容过程 等温过程 等熵过程 节流过程 滞止过程过程特征参数变化关系功(技术功),热量p-v,T-s,h-s图示等容过程等容过程分析等温过程等温过程分析等压过程分析等压过程等熵过程等熵过程分析节流过程节流过程分析滞止过程滞止过程分析5505004003500.480.440.400.36s325411TT1T0 3 6 9 12 15 18 21初压p1 MPa蒸汽初压对循环热效率的影响压力对循环的影响1、吸热温度上升，放热温度不变，效率上升2、作功量不明3、排汽干度变差0 300 350 400 450 500 550t%3

12、5363738394032145T1T1sT初温 t蒸汽初温对循环热效率的影响温度对循环的影响1、吸热温度上升，放热温度不变，效率上升2、作功量增加3、排汽干度变好过再热器的温度工况工作特点：管壁工作温度已近极限 过热器管外烟气温度高,管内蒸汽温度高 再热器管外烟气温度稍低,管内蒸汽温度高 且蒸汽冷却能力差 稍有超温，材料强度就有很大下降注意的问题:不能超温保持汽温的稳定-10+5；可靠的调温手段；尽量防止或减少平行管子之间的热偏差。第七章 7-1过热器和再热器的作用和工作特点过再热器的钢材1过热器管壁温500、蒸汽管道壁温450优质碳素钢，含碳量0.10.2，铁素体和珠光体。常用20号钢，4

13、50有足够强度，530下具有抗氧化性能工艺性能良好，价格低廉。2过热器管壁温550、蒸汽管道壁温51015CrMo钢，铁素体和珠光体，有些是贝氏体。在500550温度范围内有较高的热强性和抗氧化性能工艺性能很好。3. 过热器管子壁温580的蒸汽管道壁温54012Cr1MoV钢：低合宝耐热钢，工艺性能也很好第七章 7-1过热器和再热器的作用和工作特点过再热器的钢材4过热器管壁温600620、蒸汽管道壁温550570我国12Cr2MoWVB(钢102)和12Cr3MoVSiTiB钢（II11）钢俄罗斯有12X2MCP、12X2B钢,联邦德国有10CrSiMoV钢等。5过热器管壁温600650、蒸汽

14、管道壁温550560珠光体型低合金耐热钢不能满足要求，要采用高合金耐热钢。有些还采用奥氏体型耐热钢来制造。6高温过热器壁温625、高温再热器管道壁温650马氏体型的耐热钢，10Cr9Mo1VNb钢；美国的T91和P917. 高温过热器壁温650，蒸汽管道壁温超过600奥氏体耐热钢:较高的高温强度和耐腐蚀性能最高使用温度可达到700左右0Cr18Ni9、1Cr18Ni9、1Cr19Ni9、0Cr18Ni9Ti和1Cr18Ni9Ti第七章 7-1过热器和再热器的作用和工作特点顶棚过热器1第七章 7-2 过热器和再热器的型式和结构及其汽温特性-型式炉项管道1燃烧器摆角与热负荷曲线1第七章 7-5 蒸

15、汽温度的调节方法分割屏爆管1高过管道开裂1过热器异种钢焊接泄漏1屏爆管1高过入口弯管爆漏1水平过热器支吊管12 4 6 8 10 12 14 16 18 200.400.410.420.430.440.450.460.470.48p2 kPa14532ss1s3s3T0T1Tt背压对循环热效率的影响真空对循环的影响1、吸热温度下降，放热温度大降，效率上升2、作功量增加3、排汽干度基本不变参数发展计划日本、美国及欧洲：34.3MPa/650 40MPa/700欧盟：1998年，700级先进蒸汽参数的超超临界技术开发项目“AD700计划”战略目标：700/720超超临界机组 热效率提高到52%以上 减排CO2约30%参数发展计划美国能源部2002: 燃煤电厂超临界和超超临界机组的高温高强度合金材料研究项目（VISION 21计划）。主要研究： 1、确定材料对燃煤电厂运行温度和效率的影响，实现运行温度760合金材料生产加工涂层工艺 2、确定影响871超超临界机组设计和行的因素，材料生产商、设备制造商和电力公司联合确定成本目标并提高合金材料和生产工艺的商业化程度。 参数发展计划中国：1、2020年，将面临世界上700参数超超临界机组商业投运的局面2、不排除我国超超临界机组跳过650参数水平，直接向700参数水平跨越的可能。3、7