朗肯循环效率改进技术

蒸汽发电厂还是总人数的骨干吗发电在亚太地区。因此,即使提高效率的形式也缺乏对燃料节省的巨大影响,也减少了绿色房屋气体的排放。因此,不应错过任何机会找出提高蒸汽电源周期效率的方式和手段。
任何改进或改造背后的理想是提高热效率电厂。因此,热效率改善技术是:

  • 通过降低从冷凝器中的工作流体(蒸汽)拒绝热量的平均温度。(降低冷凝器压力)
  • 通过增加进入涡轮机的蒸汽温度

降低冷凝器压力

蒸汽根据冷凝器中蒸汽的相应压力离开汽轮机进入冷凝器,成为饱和混合物。降低了冷凝器压力总是有助于在涡轮机中提供更多的净工作,因为涡轮机中的蒸汽的膨胀是可能的。

通过T-S图的帮助,可以看到和理解降低冷凝器压力对循环性能的影响。
冷凝器较低压力的影响

降低冷凝器压力的正效应

充分利用高效率的优势郎肯循环必须在较低的冷凝器压力下运行,通常低于大气压力。但较低的冷凝器压力的极限是由该区域饱和压力对应的冷却水温度来定义的。

在上面的T-s图中,可以很容易地看出,彩色区域是由于冷凝器压力从P降低而产生的净输出量的增加4.P4'

降低冷凝器压力的负面影响

降低冷凝器压力的效果不是没有任何副作用。因此,以下是降低冷凝器压力的不利影响:

  • 额外的热量输入锅炉截至截止凝聚力下降(降低冷凝器压力的效果)
  • 具有较低的冷凝器压力,涡轮机最终膨胀阶段的蒸汽中水分含量增加的可能性增加。在涡轮机的后期阶段的蒸汽中的干燥分数减小是不希望的,因为它导致涡轮叶片的效率和腐蚀的轻微降低。

降低冷凝器压力的净效应

总的净效应更趋向于积极的一面,因为在锅炉的热输入需求的增加是边际的,但净输出的增加更多是由于减少冷凝器压力。此外,涡轮后期的蒸汽干燥度不允许下降超过10-12%。

将蒸汽过度加热至较高温度

蒸汽过热是指在锅炉内保持恒压,将热量传递给蒸汽,使蒸汽过热至较高温度的现象。
冷凝器较低压力的影响
上面T-s图中的阴影区域清楚地显示了由于增加的净功(3-3 ' -4 ' -4)的增加蒸汽过热度

以能量形式的额外热量输入,使循环作为工作,即工作输出的增加超越额外的热输入和散热。Quaneine循环的热效率因蒸汽温度的增加而增加。

提高蒸汽温度的积极作用

提高蒸汽温度的一个理想效果是不允许最后一级蒸汽的含水率增加。这种效果很容易在上面的T-s图(图2)中看到。

提高蒸汽温度的负面影响

提高蒸汽温度会导致热量输入的小幅增加。蒸汽过热和在动力循环中使用是有限度的。这些限制因素与冶金在高温下的可行性和经济可行性有关。

目前超临界机组汽轮机入口蒸汽温度在620℃左右O.C.任何进一步提高蒸汽温度的决定,只有在进行了冶金方面的尽职调查和成本影响评估之后,才能明智地采取。

提高蒸汽温度的净效应

从T-s图(图2)可以看出,升温的净效应更倾向于正方向,因为网络输出的增益超过了热输入的增加和热排出量的轻微增加。因此,在获得可靠性和经济可行性后,提高蒸汽温度总是有益的。

增加锅炉压力与子关键参数

增加的替代方法朗肯循环效率是通过增加锅炉的操作压力,从而在某种程度上与沸腾发生在锅炉的温度有关。因此,循环的热效率增加。
通过T-S图的帮助,可以清楚地看到和理解锅炉压力增加对循环性能的影响。
增加锅炉压力的影响
由于锅炉压力的增加,如T-s图3所示,朗肯循环略有左移,由此可以得出如下结论:

  • 净工作中的可靠增加,如上图的粉红色彩色阴影区域所示。
  • 当循环稍微向左移动时,汽机内蒸汽膨胀时净功减少。(如上图3所示,褪成灰色。
  • 减少冷却水的排热冷凝器

因此,由于这些措施,循环的热效率显着增加了净效应。

在超临界参数下提高锅炉压力

为了提高朗肯循环的热效率,在本时间使用的蒸汽发生器中使用超临界压力。当蒸汽发生器在22.06MPa以上工作时,蒸汽发生器称为超临界蒸汽发生器,该工厂称为超临界发电厂。由于操作压力较高,这些植物都知道效率更高。
超临界功率循环

再热兰金循环

再热兰金循环是为了在不影响汽轮机最后阶段蒸汽水分含量的情况下,在更高的锅炉压力下利用提高的循环效率。

更高的循环效率是可能的,再加热循环也不影响干燥率,这是可能的,通过在两级之间再加热汽轮机蒸汽扩大。重新加热是解决涡轮最后阶段水分过多问题的可行方法。

减少最后阶段水分的理论方法

从理论上一种方式是在蒸汽进入涡轮机之前将蒸汽超热到更高的温度,但是,高于处理高蒸汽温度的冶金限制可防止其进一步增加超过620O.C.印度运行的超临界电厂的入口蒸汽温度在593左右O.C。

修改了兰宁周期

成功减少大型涡轮机(200 MW及以上)的最后阶段水分的实用方式是通过略微修改简单的朗肯循环,如下图所示:5
重新加热周期
重新加热周期

在以下方面,重新加热周期与兰氏曲线周期不同

在重新加热循环中蒸汽的扩展发生在两个阶段。在第一阶段蒸汽在高压涡轮机(HP涡轮机)中膨胀,然后将HP涡轮机的排气送回蒸汽发生器以进行再加热。从第二级蒸汽发生器重新加热器中的蒸汽出口被引导到低压 - 涡轮机(LP涡轮机),用于在具有高干燥度数的涡轮机的最后阶段的最终扩展,然后排气到冷凝器

重新加热循环分析如下

循环过程中的热量输入(2-3-4-5)为

螺旋桨工作输出的循环是

因此在a中采用单次再热循环火力发电厂循环效率可以轻易地再提高4到5个百分点。

重新加热的实际限制是什么?

理论上,如果我们增加再加热阶段的数量,那么涡轮的膨胀次数也可以增加,以获得更多的涡轮输出,从而获得更高的循环效率。

但实际上超过两个阶段的再加热是不现实的。实验结果表明,从第1次再热到第2次再热循环效率的理论提高从5%降低到2.5%以下。

此外,还观察到亚临界压力下的双再热循环有更大的过热排气损失冷凝器而不是超临界循环参数。因此,使用亚临界参数避免双重再加热周期。

从第三次再热循环开始,循环效率的收益开始减少,所以不应该产生额外的成本和复杂性。

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