蒸汽動力循環

蒸汽參數對循環熱效率的影響分析方法---平均溫度分析法：平均吸熱溫度Tm1：

平均放熱溫度Tm2：任意循環abcd的等效卡諾循環為ABCD：循環效率應相等TSTm1Tm2abcdABDCS1S2故:提高Tm1和降低Tm2可提高循環的熱效率。蒸汽參數對循環熱效率的影響32145T1T1’sT0300350400450500550ηt0.350.360.370.380.390.40初溫t1

(℃)Tm1Tm1’61.蒸汽初溫對熱效率的影響蒸汽初溫由T1提高到T1’時，使平均吸熱溫度提高，循環熱效率將提高。汽輪機排汽的干度提高，減少汽輪機內部的功耗散，也有利于改善汽輪機葉片的工作條件。提高初溫要受到金屬材料耐熱性能的限制1.蒸汽初溫對熱效率的影響s325411`TT1550℃初壓p1(MPa)

500℃400℃350℃0.480.440.400.36ηtTm1Tm1’65’6’2.蒸汽初壓對熱效率的影響提高初壓，平均吸熱溫度提高，循環熱效率將提高。汽輪機的排汽干度降低，引起汽輪機內部的耗散增加，甚至引起葉片振動，影響葉片的使用壽命。因此，一般同時提高蒸汽的初溫及初壓，既能提高熱效率，又能保證汽輪機內部良好的工作條件2.蒸汽初壓對熱效率的影響14532ss1s3s3’T0T1T0.400.410.420.430.440.450.460.470.48背壓p2(kPa)ηt64’3.乏汽壓力對熱效率的影響降低乏汽壓力，循環熱效率將提高乏汽壓力的降低會引起乏汽干度降低44’乏汽的凝結溫度主要取決于自然環境中冷卻介質的溫度。當乏汽的凝結溫度降低到28℃時，乏汽的壓力相應地降低為0.0039MPa左右。降低乏汽的壓力受環境限制。3.乏汽壓力對熱效率的影響(1)提高蒸汽初參數p1，t1,可以提高循環熱效率（蒸汽溫度提高50℃，循環效率提高2個百分點）現代蒸汽動力循環朝著高參數方向發展。我國目前采用的亞臨界機組參數見表7.1。低參數中參數高參數超高參數亞臨界參數初壓/MPa初溫/℃發電功率/MW1.33.59.013.516.5340435535550,535550,5351.5—36—2550—100125,200200,300,600表7.1亞臨界及以下參數的機組(汽輪機進口參數)蒸汽參數的影響歸納如下表7.2超臨界參數機組(鍋爐出口參數)機組類型蒸汽壓力MPa蒸汽溫度℃電廠效率%供電煤耗g/kWh亞臨界機組17.0540/54038324超臨界機組25.5567/56741300高溫超臨界25.0600/60044278超超臨界機組30.0600/600/60048256高溫超超臨界30.070057215我國超臨界機組的參數表7.3國外火電機組蒸汽參數的發展參數\年代20世紀初期30年代40年代50年代60年代90年代20052015蒸汽溫度℃250～370400～430480～500500～535538～566538～566566～593610～613700～720蒸汽壓力Mpa0.8～1.01.5～3.03.0～8.08～14亞臨界亞臨界超臨界33.540再熱次數一次二次二次二次注：臨界壓力：22.12MPa,臨界溫度：374.15℃第一臺試驗性超臨界125MW機組（31MPa,621/566/538℃）,1957年在美國投運。第二臺超臨界325MW機組（34.4MPa,649/566/566℃）,1959年在美國投運。我國超臨界機組的參數表7.4部分超臨界機組經濟性舉例電廠

項目蒸汽參數機組效率,%投運年份丹麥Vesk電廠407

MW25.1MPa,560℃/560℃45.31992法國STAUDINGE廠550MW25MPa,540℃/560℃42.51992德國ROSTOCK電廠559MW25MPa,540℃/560℃42.51994韓國500MW24MPa,538℃/538℃41石洞口二廠600MW24.2MPa,538℃/566℃41.091992日本松蒲電廠1000

MW25.2MPa,598℃/596℃441997丹麥Nordjylland電廠

410

MW28.5MPa,580℃/580℃/580℃471998西門子設計400-1000MW27.5MPa,589℃/600℃>451999歐洲FutureⅠ33.5MPa,610℃/630℃>502005歐洲FutureⅡ40.0MPa,700℃/720℃52-552015平圩電廠600MW

(亞臨界)17MPa,537℃/537℃36.91989我國超臨界機組的參數(2)降低乏氣壓力可以提高循環熱效率(乏氣壓力每降低2kPa，循環效率提高1個百分點)。但乏氣壓力受環境溫度限制。目前火力發電廠一般在0.004MPa