第四章第三节 热力发电厂的蒸汽参数及循环

第四章热力发电厂的蒸汽参数及循环第三节给水回热加热主要内容给水回热循环的热经济性1给水回热循环的主要影响因素2一、给水回热循环的热经济性TS0cc'PcP00')()(11'0'00ccccccatssTssTqqq理想朗肯循环热效率sc’scqcq0T001TTc提高热效率两种途径（1）降低Tc（2）提高T0由于给水的预热直到沸腾是整个吸热过程中温度最低的过程，如能利用汽轮机中已做过功的部分蒸汽对给水进行加热，提高给水温度，则可以提高整个循环的平均吸热温度，使循环热效率提高一、给水回热循环的热经济性TS0cc'PcP00'给水回热循环h1T1h0hchc’1kgh1α1αchfwhfw推导依据：（1）原循环效率（2）物质平衡式（3）热平衡式一、给水回热循环的热经济性11c'11ccfwhhh)11(1)()()()(1)()()()()()()()()()()()('0001010101'00'01010101'11010101001010trrtcccccccccccccccccfwccrartAAhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhhq给水回热循环热效率表达式的推导)()('11cfwcfwhhhh)/()(/'000ccathhhhqhchc’1kgh1α1αchfwh0)()(0101ccrhhhhA)11(trrtrtAATS0cc'PcP00'h1hfwhZ给水回热循环热效率变化为一、给水回热循环的热经济性)11(trrtrtAA给水回热循环的有利影响)()(0101ccrhhhhA抽汽做功量凝汽做功量Ar—回热抽汽做功系数如采用多级回热循环，可得到与单级回热类似公式tt10rtrA)11(trrtrtAA)()(010ccZjjjrhhhhAhchc’1kgh1α1αch0hZαZhfw采用给水回热循环，总可以提高热经济性由于采用回热后，抽汽的做功不足，使实际做功量减小。一、给水回热循环的热经济性PeDgm36000trtttrtrtA/11acccZjjjrahhhhhh)()()(0010给水回热循环的不利影响为了维持相同功率，由功率平衡方程为了降低对汽耗的不利影响，应充分利用低压抽汽可知,增加了进汽流量，汽耗率d0增大00DDr增大Ar，尽可能增大抽汽做功量采用回热，由于抽汽与给水之间的有温差不可逆传热，恒有做功能力损失一、给水回热循环的热经济性dqsTsTws11给水回热循环的不利影响ST12baTs1TWTenΔs1Δsδs1由于Ts1Tw，故Δs1Δs11sTeen多级回热，做功能力损失减小当回热级数趋于无穷，做功能力损失趋向于零0引起熵增δs1=Δs-Δs1（1）给水回热循环总可以提高原有朗肯循环的热经济性；（2）由于抽汽做功不足，给水回热循环较原有朗肯循环汽耗量和汽耗率增大；（3）抽汽与给水之间的有温差不可逆传热，增加了做功能力损失，当回热级数趋于无穷，该做功能力损失趋向于零一、给水回热循环的热经济性小结（1）给水回热循环的热经济性相对于给水温度的变化趋势？（2）给水温度达到多少可以使循环的热经济性最高？（3）如何达到最佳给水温度？（4）如采用多级回热，是否对上述问题有影响？二、给水回热循环的主要影响因素问题的提出TS0cc'PcP00'h1hfwhZTS0cc'PcP00'h1hfwhZ可知给水温度变化区间为[tc’,t0’]（1）tfw=tc’，α1=0，没有回热Ar=0，（2）tfw=t0’，α1=，抽汽做功量为零，Ar=0可以看出，虽然给水回热循环可以提高热效率，但存在最佳给水温度二、给水回热循环的主要影响因素给水温度对于循环热经济性的影响'0''0cchhhhttrrtrtAA)11(（1）热量法提高给水温度，q0=(h0－hfw）wa=(h0－hc)ηt=wa/q0变化趋势不定（2）作功能力法提高给水温度，锅炉吸热过程平均温度提高，使其在炉内同烟气的换热温差减少，降低了做功能力损失。但是因此增加的换热器，产生了回热加热器的换热温差，导致存在做功能力损失，削弱了回热的效果。二、给水回热循环的主要影响因素给水温度对于循环热经济性的定性分析主蒸汽温度14MPa，560℃，排汽压力0.004MPa采用1-4级回热热效率情况如下：二、给水回热循环的主要影响因素给水温度热效率123428.9830.445590.445590.445590.44559300.446150.446150.446150.44615500.455830.456230.456370.45644700.463370.464720.465200.46544900.469160.471850.472820.473321100.473500.477820.479400.480231300.476640.482760.485060.486261500.478720.486800.489880.491511700.479870.490010.493950.496041900.480130.492440.497300.499902100.479340.494000.499870.503042300.477470.494670.501670.505462500.474510.494440.502670.507122700.470360.493230.502790.507932900.464910.490950.501900.507823100.457940.487410.499830.506633300.449070.482300.496290.50408336.6380.445590.480150.494700.50284给水温度对于循环热经济性的定量分析0.00%1.00%2.00%3.00%4.00%5.00%6.00%7.00%0.000.000.070.130.200.260.330.390.460.520.590.650.720.780.850.910.981.00单级回热两级回热三级回热四级回热（1）对于固定回热级数的给水回热循环，存在最佳给水温度，使循环的热效率最大。该最佳给水温度随着回热级数的增加而升高（2）对于同一给水温度，回热级数增加会提高循环的热效率，但增长的幅度逐渐降低。二、给水回热循环的主要影响因素给水温度对于循环热经济性的影响111qqc最佳给水温度反映到循环热效率上即为最佳给水焓值hfw及其如何达到，对于单级回热分析如下：二、给水回热循环的主要影响因素)()()(1)(1'0'00'1110'fwccfwcccrthhhhhhqqhhhh达到最佳给水温度的途径——给水焓升分配hchc’1kgh1α1αchfwh0)()('11'11cfwfwfwcfwchhhhhhhhhhfwhhq11'1cfwhh'ccchhq'000hhqbfwbhh'00)()(100111bbcrtqqqq如p0、t0及pc一定，则h0、h0’、hc、hc’也一定即qb0和qc为固定值，不受给水焓值变化的影响，而二、给水回热循环的主要影响因素1'11001100)()()(qqqqqbbbb达到最佳给水温度的途径——给水焓升分配'1111qhqhhqfwfw11'1fwcfwhhh10'00fwbfwbhhh)()(100111bbcrtqqqq0))((00111fwbbfwrthqqqh由上述推导可以得到（1）若忽略q1随hfw的变化，q1’=0，则（2）若取qb0=q1，即忽略蒸汽凝结放热的差异，则（3）在（2）基础上，带入（1），则二、给水回热循环的主要影响因素)(10'0101001hhhhhhhqqcfwbb1'1001001)(1qqqqqbbbb110001hhbb达到最佳给水温度的途径——给水焓升分配2''0'0'01cfwfwcfwbhhhhhhh对于两级回热经推导可得到对于多级回热二、给水回热循环的主要影响因素zzzzcqqqqqqqq1222111222111qqqqc达到最佳给水温度的途径——给水焓升分配hchc’1kgh1α1αch0h2α2hfw)()())((1)(1002211210'bbczzzfwcccrtqqqqqqqqhhhh对于多级回热可以得到（1）焓降分配法（2）平均分配法（3）等焓降分配法二、给水回热循环的主要影响因素)(0'1'1zczcfwzzhhhhhhzzzzzzzzqqqqq'1111)(11111hhhhzzzzzz达到最佳给水温度的途径——给水焓升分配)1()(1''0''''01zhhzhzhhzhhcccfwczz不同给水焓升的分配方法对于循环热效率的影响二、给水回热循环的主要影响因素达到最佳给水温度的途径——给水焓升分配中参数50MW高参数50MW焓降分配法34.727%38.720%平均分配法34.767%38.687%等焓降分配法34.775%38.728%根据平均分配法的条件，q、τ均为定值二、给水回热循环的主要影响因素11''011111000))1(11(1))1(11(1)11(1)(111zzczzzzbbbrtzMqzhhqqqqqqqqqqhhMc''0回热级数对于循环热经济性的影响当z趋向于无穷，Mrte11二、给水回热循环的主要影响因素P0（MPa)t0/trh、℃P（MW）Ztw（℃）效率提高相对值%2.353900.75,1.5,3.03~41506~73.434356,12,254~5150~1708~98.8353550,1006~7210~23011~1312.75~13.24535/535550/5502007~8230~25014~1516.18537~565/517~565300,6008~9250~27015~16（1）给水回热循环总可以提高原有朗肯循环的热经济性；（2）由于抽汽做功不足，给水回热循环较原有朗肯循环汽耗量和汽耗率增大；（3）抽汽与给水之间的有温差不可逆传热，增加了做功能力损失，当回热级数趋于无穷，该做功能力损失趋向于零结论一、给水回热循环的热经济性（1）给水回热循环的主要影响因素有最佳给水温度tfwop、给水焓升分配τ、回热级数z；（2）对于固定回热级数的给水回热循环，存在最佳给水温度，使循环的热效率最大。该最佳给水温度随着回热级数的增加而升高（3）对于同一给水温度，增加回热级数会提高循环的热效率，但增长的幅度逐渐降低；结论二、给水回热循环的主要影响因素（4）给水回热分配常用的方法有焓降分配法、平均分配法、等焓降分配法等（5）回热级数增加，回热循环的热经济性随之提高，但提高幅度递减结论二、给水回热循环的主要影响因素