蒸汽动力循环-蒸汽参数对循环热效率的影响（工程热力学课件）

蒸汽动力循环

蒸汽参数对循环热效率的影响分析方法---平均温度分析法：平均吸热温度Tm1：

平均放热温度Tm2：任意循环abcd的等效卡诺循环为ABCD：循环效率应相等TSTm1Tm2abcdABDCS1S2故:提高Tm1和降低Tm2可提高循环的热效率。蒸汽参数对循环热效率的影响32145T1T1’sT0300350400450500550ηt0.350.360.370.380.390.40初温t1

(℃)Tm1Tm1’61.蒸汽初温对热效率的影响蒸汽初温由T1提高到T1’时，使平均吸热温度提高，循环热效率将提高。汽轮机排汽的干度提高，减少汽轮机内部的功耗散，也有利于改善汽轮机叶片的工作条件。提高初温要受到金属材料耐热性能的限制1.蒸汽初温对热效率的影响s325411`TT1550℃初压p1(MPa)

500℃400℃350℃0.480.440.400.36ηtTm1Tm1’65’6’2.蒸汽初压对热效率的影响提高初压，平均吸热温度提高，循环热效率将提高。汽轮机的排汽干度降低，引起汽轮机内部的耗散增加，甚至引起叶片振动，影响叶片的使用寿命。因此，一般同时提高蒸汽的初温及初压，既能提高热效率，又能保证汽轮机内部良好的工作条件2.蒸汽初压对热效率的影响14532ss1s3s3’T0T1T0.400.410.420.430.440.450.460.470.48背压p2(kPa)ηt64’3.乏汽压力对热效率的影响降低乏汽压力，循环热效率将提高乏汽压力的降低会引起乏汽干度降低44’乏汽的凝结温度主要取决于自然环境中冷却介质的温度。当乏汽的凝结温度降低到28℃时，乏汽的压力相应地降低为0.0039MPa左右。降低乏汽的压力受环境限制。3.乏汽压力对热效率的影响(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）现代蒸汽动力循环朝着高参数方向发展。我国目前采用的亚临界机组参数见表7.1。低参数中参数高参数超高参数亚临界参数初压/MPa初温/℃发电功率/MW1.33.59.013.516.5340435535550,535550,5351.5—36—2550—100125,200200,300,600表7.1亚临界及以下参数的机组(汽轮机进口参数)蒸汽参数的影响归纳如下表7.2超临界参数机组(锅炉出口参数)机组类型蒸汽压力MPa蒸汽温度℃电厂效率%供电煤耗g/kWh亚临界机组17.0540/54038324超临界机组25.5567/56741300高温超临界25.0600/60044278超超临界机组30.0600/600/60048256高温超超临界30.070057215我国超临界机组的参数表7.3国外火电机组蒸汽参数的发展参数\年代20世纪初期30年代40年代50年代60年代90年代20052015蒸汽温度℃250～370400～430480～500500～535538～566538～566566～593610～613700～720蒸汽压力Mpa0.8～1.01.5～3.03.0～8.08～14亚临界亚临界超临界33.540再热次数一次二次二次二次注：临界压力：22.12MPa,临界温度：374.15℃第一台试验性超临界125MW机组（31MPa,621/566/538℃）,1957年在美国投运。第二台超临界325MW机组（34.4MPa,649/566/566℃）,1959年在美国投运。我国超临界机组的参数表7.4部分超临界机组经济性举例电厂

项目蒸汽参数机组效率,%投运年份丹麦Vesk电厂407

MW25.1MPa,560℃/560℃45.31992法国STAUDINGE厂550MW25MPa,540℃/560℃42.51992德国ROSTOCK电厂559MW25MPa,540℃/560℃42.51994韩国500MW24MPa,538℃/538℃41石洞口二厂600MW24.2MPa,538℃/566℃41.091992日本松蒲电厂1000

MW25.2MPa,598℃/596℃441997丹麦Nordjylland电厂

410

MW28.5MPa,580℃/580℃/580℃471998西门子设计400-1000MW27.5MPa,589℃/600℃>451999欧洲FutureⅠ33.5MPa,610℃/630℃>502005欧洲FutureⅡ40.0MPa,700℃/720℃52-552015平圩电厂600MW

(亚临界)17MPa,537℃/537℃36.91989我国超临界机组的参数(2)降低乏气压力可以提高循环热效率(乏气压力每降低2kPa，循环效率提高1个百分点)。但乏气压力受环境温度限制。目前火力发电厂一般在0.004MPa