朗肯循环效率改进技术

蒸汽发电厂仍是总骨干吗发电在亚太地区因此,即使是在提高效率的形式上的一个小小的改进,也会对节省燃料和减少温室气体排放产生巨大的影响。

因此,一个人不应该错过任何机会,找出方法和方法,以提高蒸汽动力循环的效率。

任何改进或修改背后的想法是增加热效率电厂.因此,提高热效率的技术有:

  • 通过降低从冷凝器中工作流体(蒸汽)排出的热量的平均温度。(降低凝汽器压力)
  • 通过提高进入汽轮机的蒸汽温度

降低冷凝器压力

蒸汽根据冷凝器中相应的蒸汽压力,以饱和混合物的形式离开汽轮机进入冷凝器。降低了冷凝器压力总是有助于在汽轮机中输送更多的网络,因为更多的蒸汽在汽轮机中膨胀是可能的。

在T-S图的帮助下,可以看到和理解降低冷凝器压力对循环性能的影响。
冷凝器压力降低的影响

降低冷凝器压力的积极作用

以挤奶效率更高的优势,使之郎肯循环必须在较低的冷凝器压力下工作,通常低于大气压力。但是较低的冷凝器压力的极限是由该区域的饱和压力对应的冷却水温度来定义的。

在上面的T-s图中,可以很容易地看到,着色的面积是由于从P降低冷凝器压力而增加的净功4P4 '

降低冷凝器压力的负面影响

降低冷凝器压力的效果并非没有任何副作用。因此降低冷凝器压力的不利影响如下:

  • 额外的热量输入锅炉由于凝汽器再循环温度降低(凝汽器压力降低的影响)
  • 当凝汽器压力较低时,汽轮机最后膨胀阶段的蒸汽含水率增加的可能性增大。在汽轮机后期减少蒸汽的干燥率是不可取的,因为它会导致效率的轻微下降和涡轮叶片的侵蚀。

降低冷凝器压力的净效应

除了锅炉中热量输入要求的增加,全部净效应更加净效应,但由于减少,因此净化的热量输入要求的增加更加令人生畏冷凝器压力。汽轮机后期蒸汽的干度分数也不允许下降超过10-12%。

将蒸汽加热到更高的温度

蒸汽过热是指通过保持锅炉内的恒压,将热量传递给蒸汽,使蒸汽过热至更高温度的现象。
冷凝器压力降低的影响
在上面的T-S图中的阴影区域清楚地显示出净工作的增加(3-3'-4'-4),因为增加蒸汽过热温度

额外的热量以能量的形式输入,使循环成为功,即功输出的增加超过了额外的热量输入和热量排出。朗肯循环的热效率随着蒸汽温度的升高而增加。

增加蒸汽温度的积极影响

提高蒸汽温度的一个可取的效果是它不允许最后阶段蒸汽的湿度%增加。这种效应可以从上面的T-s图(图2)中很容易看出。

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制的。这些限制因素与高温冶金性和经济可行性有关。

目前在超临界机组中,汽轮机进口汽温在620左右oC.蒸汽温度进一步增加的决定只有在进行金属尊重和对成本影响的评估之后只能明智地拍摄。

提高蒸汽温度的净效应

从T-s图(图:2),温度增加的净效应更倾向于正面,因为网络输出的增益超过了热输入的增加和热抑制的轻微增加。因此,在达到可靠性和经济可行性后,提高蒸汽温度总是有益的。

用亚临界参数增加锅炉压力

增加的替代方法郎肯循环效率是通过增加锅炉的工作压力,从而在某种程度上与沸腾发生的温度有关。因此,循环的热效率提高。
借助于T-s图,可以清楚地看到和了解锅炉压力增加对循环性能的影响。
提高锅炉压力的效果
由于锅炉压力的增加,朗肯循环稍微向左移动,如图3所示,在T-S图上,因此可以从中得出以下情况:

  • 网络大幅增加,如上图粉色阴影区域所示。
  • 随着循环稍微向左移动,因此在涡轮机的蒸汽膨胀过程中,它们的净工作减少。(如上图所示:3以灰色脱落。
  • 减少对冷​​却水的散热冷凝器

因此,由于这些措施,循环热效率的净效应显著增加。

用超临界参数提高锅炉压力

为了提高朗肯循环的热效率,目前使用的蒸汽发生器采用了超临界压力。当蒸汽发生器运行在22.06Mpa以上时,称为超临界蒸汽发生器,该装置称为超临界发电装置。由于较高的操作压力,这些电厂以提供更高的效率而闻名。
超临界功率循环

再热兰金循环

再热兰金循环是为了在较高的锅炉压力下提高循环效率,而不影响汽轮机最后阶段蒸汽的含水量。

更高的循环效率是有可能的再加热循环,也不妥协的干燥率,这是可能的扩大蒸汽在两个阶段之间的再加热涡轮。再加热是解决汽轮机末级水分过多问题的切实可行的方法。

减少最后阶段水分的理论方法

理论上,一种方法是在蒸汽进入汽轮机之前将蒸汽过热到更高的温度,但是有一个极限,超过这个极限,处理高蒸汽温度的冶金限制将阻止它进一步超过620oC.印度运行的超临界电厂的进口蒸汽温度在593左右oC。

修改兰金循环

成功降低200mw及以上大型汽轮机末级水分的可行方法是对简单的朗肯循环稍加修改,再热循环,如图5所示
再热循环
再热循环

再热循环与朗肯循环的区别在于

再热循环中的蒸汽膨胀分为两个阶段。在第一阶段,蒸汽在高压涡轮(HP涡轮)中膨胀,然后将高压涡轮的废气送回蒸汽发生器进行再加热。在二级蒸汽发生器二次加热过程中,再热器的蒸汽出口直接进入低压汽轮机(低压汽轮机),在高干度涡轮的最后一级进行膨胀,然后排到低压汽轮机(低压汽轮机)冷凝器

再热循环分析如下

循环期间的热输入(2-3-4-5)为

涡轮机的功输出为循环

因此,通过采用单一的再热循环热电厂循环效率可以轻易地再提高4 - 5个百分点。

再加热的实际极限是什么?

理论上,如果我们增加再加热阶段的数量,那么也可以增加涡轮机中的膨胀次数,以便获得更多的涡轮机输出并因此增加较高的循环效率。

但实际上超过两个阶段的再加热是不现实的。据观察和经验,从第1次再热到第2次再热的循环效率的理论改进从5%降低到不到2.5%。

研究还发现,在亚临界压力下,双再热循环具有较大的过热排气损失冷凝器而不是super-critical-cycle-parameters。因此避免了次临界参数的二次再热循环。

从第三个再热周期开始,循环效率的增益开始递减,因此无法正常地产生额外的成本和复杂性。

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