郎肯循环一个已知的机械循环是普遍使用在发电厂用于将蒸汽的压力转换为机械能量汽轮机。它的主要部件是旋转汽轮机和锅炉水泵、固定式冷凝器和锅炉。
锅炉用于加热水以在所需的压力和温度下加热蒸汽,根据涡轮机的要求发电。涡轮排气指向径向或轴向流动冷凝器为了将蒸汽冷凝以通过锅炉泵再次冷凝并再循环回到锅炉再次加热。
效率理想兰金循环如前所述,部分接近效率钟状循环。但在现实植物中,每个阶段郎肯循环与一些不可逆转的过程有关,从而效率实际的兰尼斯周期远低于理想的兰尼斯循环效率。
如图1-a和图1-b所示为P-v和T-s图上的兰金循环
Rankine循环表示如P-V和T-S图所下面: | |
理想的兰尼斯循环 | 1-2'-b-3'-4'-1 |
实际的兰尼斯周期 | 1-2-B-3-4-1 |
临界点(CP)位于曲线的中心,如上面的图1-A和1-B所示。CP左侧的弯曲线是饱和线,并且这些线的左侧的区域/区域被称为亚冷液位。
CP右侧的类似弯曲线是饱和线,并且这些线的右侧的区域/区域称为超热蒸汽区。
理想朗肯循环的能量分析
rankine周期的所有组件(锅炉,涡轮机,冷凝器泵)是稳定流程过程的示例,并相应地分析。理想周期的能量平衡如下:
理想的rankine循环组件 | 热 | 工作 |
锅炉供给泵w泵送 | ||
锅炉 | /addpost/images/4-10-15-6.gif. | |
涡轮 | ||
冷凝器 |
理想朗肯循环的热效率 |
实际朗肯循环的能量分析
由于各种组分的不可逆性,实际蒸汽循环与理想朗肯循环不同。不可逆转性的两个主要因素是流体摩擦和热量损失。
流体摩擦
它导致锅炉电路中的主要压力下降以及在冷凝器以及低压管道的管道回路。由于锅炉回路中的流体摩擦压降,离开锅炉的蒸汽压力将处于较低的压力下。此外,蒸汽必须通过蒸汽管道输送到汽轮机,这也解释了进一步的压降。因此,到达涡轮截止阀的蒸汽将会比锅炉排放压力更低,同样的,在实际的郎肯循环中用3′(图-1a)来表示,而不是在Iideal Rankine周期。
如果我们不想妥协涡轮输出,那么我们必须补偿压降/损失和恢复涡轮进气压力第3点在图1 a,通过增加锅炉泵压力足够高以补偿损失/下降,在这个过程中增加泵的大小和输入功率的要求。
不可逆性的另一个原因是蒸汽中的热量丧失,并且蒸汽疏水阀的故障等因此,为了补偿这些损失,我们需要产生更多的蒸汽,并且在较高的压力下为所需的额定发电涡轮机,结果降低了循环效率。
实际朗肯循环的能量平衡如下:
实际朗肯循环组件 | 热 | 工作 |
锅炉供给泵w泵送 | ||
锅炉 | ||
涡轮 | ||
冷凝器 |
理想朗肯循环的热效率 |
在计算所有循环效率的涡轮机和泵的不缩销时,需要给予到期的速度。对于小型单位通常,泵工作可以忽略不计,并且可以忽略,但在较大的单元中,泵工作是可观的,不能像那样忽略。
实际/实际兰金循环是根据涡轮流量和泵内压力要求与等熵循环的偏差来定义的,定义如下:
哪里,
H2A实际焓在泵出口
H4A涡轮机出口的实际焓
H2s泵出口的理想等级焓
H4S.涡轮机出口的理想等级焓
其他因素不可逆转
负责实际蒸汽循环不可逆转的其他因素是:
- 冷凝水的次冷却冷凝器
- 与轴承相关的损失
- 蒸汽泄漏
- 冷凝器空气泄漏