《工程热力学》课件-21 朗肯循环

朗肯循环提出问题火力发电厂实际使用的基本热力循环是什么呢？010203掌握朗肯循环的组成掌握蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响理解汽耗率和热耗率课程要求卡诺循环卡诺循环的组成卡诺循环是由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成，以理想气体为工质的卡诺热机循环。卡诺循环

a-b可逆定温吸热过程工质在温度T1下从相同温度的高温热源吸取热量q1；工质在温度T2下向相同温度的低温热源放出热量q2；

c-d可逆定温放热过程工质温度从T1降低至T2；

b-c可逆绝热膨胀过程工质温度从T2升高至T1。d-a可逆绝热压缩过程p-v图T-s图pvTs卡诺循环蒸汽在湿饱和蒸汽区可实现定温加热4-1和定温放热2-3,绝热膨胀1-2，绝热压缩3-4。可以实现卡诺循环，如图所示。朗肯循环及热效率1水蒸气卡诺循环的局限性①温差（T1-T2）不大，热效率不高①朗肯循环及热效率1水蒸气卡诺循环的局限性①温差（T1-T2）不大，热效率不高②膨胀终点蒸汽的湿度很大，对汽轮机末几级的叶片侵蚀严重，影响汽轮机工作的安全性。②朗肯循环及热效率1水蒸气卡诺循环的局限性①温差（T1-T2）不大，热效率不高②膨胀终点蒸汽的湿度很大，对汽轮机末几级的叶片侵蚀严重，影响汽轮机工作的安全性。③湿饱和蒸汽的绝热压缩过程压缩机尺寸庞大，耗功巨大，同时压缩汽水混合物设备工作极不稳定。③由以上三方面可见，此循环效率不高，且不利于汽轮机的安全运行，故实际中不采用。课堂练习【多选题】水蒸气卡诺循环存在以下哪些局限性导致电厂实际不使用该循环？A

循环热效率低B

排气湿度大C

实现压缩过程不易D

温差过高ABC朗肯循环及热效率火力发电厂实际使用的基本热力循环是什么呢？朗肯循环及热效率2朗肯循环的组成主要设备:锅炉、汽轮机、冷凝器、给水泵。循环组成:由两个可逆定压过程和两个可逆绝热过程组成的理想循环。该循环称为朗肯循环，也称简单蒸汽动力装置循环。朗肯循环及热效率2朗肯循环的组成2②Tos①1③34卡诺循环定温过程温差不大——转至过热蒸汽区升温排汽湿度大——提高干度实现压缩过程不易——转至未饱和水区压缩朗肯循环及热效率2朗肯循环的组成3214Tos在锅炉中的吸热过程；在汽轮机中绝热膨胀；在冷凝器中的放热过程；在给水泵中的绝热压缩。注意朗肯循环及热效率2朗肯循环的组成4-1—锅炉定压吸热过程1-2—汽轮机绝热膨胀过程2-3—冷凝器定压放热过程3-4—给水泵绝热压缩过程。朗肯循环及热效率2朗肯循环的组成3214Tos4-1：在锅炉中的吸热1-2：在汽轮机中膨胀作功2-3：在冷凝器中的放热3-4：在给水泵中压缩耗功循环热效率朗肯循环及热效率3朗肯循环的经济指标3214Tos水泵耗功很少，约占汽轮机轴功的2%，可忽略

课堂练习【填空题】火电厂蒸汽动力装置的基本循环是_____循环，它由___个热力过程组成。朗肯【填空题】_____循环的四大主要设备是_____、_______、______、______。朗肯四锅炉汽轮机凝汽器给水泵蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响p2p1t11234hsh1＝f（p1，t1）h2＝f（p1，t1，p2）h3＝f（p2）结论朗肯循环热效率取决于蒸汽初终参数蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响1进汽温度t1对循环热效率的影响T1’3421T1sT蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响1进汽温度t1对循环热效率的影响结论①增大进汽温度，循环热效率提高；②增大进汽温度，排汽干度提高0300350400450500550ηt%353637383940初温

t℃限制温度的提高受金属材料耐热性的限制蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响2进汽压力p1对循环热效率的影响结论①增大进汽压力，循环热效率提高；②增大进汽压力，排汽干度减小限制压力的提高最终受温度（材料耐热性）的制约550℃500℃400℃350℃0.480.440.400.36036912151821初压p1MPaηT％蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响3排汽压力（背压）p2对循环热效率的影响结论①降低排汽压力，循环热效率提高；②降低排汽压力，排汽干度减小限制排汽压力的降低受环境温度的限制24681012141618200.400.410.420.430.440.450.460.470.48p2

kPaηt蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响4工程中的应用①提高蒸汽初参数p1，t1，可以提高循环热效率（蒸汽温度提高50℃，循环效率提高2个百分点）,故现代蒸汽动力循环朝着高参数方向发展。②降低排汽压力p2可以提高循环热效率(排汽压力每降低2kPa，循环效率提高1个百分点)。但排汽压力受环境温度限制。目前火力发电厂一般在0.004MPa-0.005MPa的排汽压力下运行。课堂练习【单选题】朗肯循环热效率的大小完全取决于()A

p1、h1、t1B

p1、p2、t2C

p1、t1、p2D

p1、t1、t2C蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响4工程中的应用(1）汽耗率:表示每产生1kW·h(即3600KJ)的功所消耗的蒸汽量(kg)

(2）热耗率:表示每产生1kW·h(即3600KJ)的功所消耗的热量(kJ)wt——汽轮机中工质对外所做的功

蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响4工程中的应用现代蒸汽动力循环朝着超（超）临界参数方向发展。我国目前采用的配套机组参数如下表。中参数高参数超高参数亚临界超临界初压/MPa3.59.013.516.724.2及以上初温/℃435535535,550540,540566及以上功率/MW6-2550-100125,200300-600600及以上蒸汽参数对朗肯循环热效率的影响4工程中的应用现代蒸汽动力循环朝着超（超）临界参数方