带闭式给水加热器的朗肯循环
郎肯循环封闭式给水加热器有它的优点,在所有现代热水器中使用最普遍发电厂.闭式给水加热器采用间接传热方式,即从汽轮机中抽汽或抽汽将其热量间接传递到壳体和管中给水热交换器.由于蒸汽和水不是直接混合的,所以蒸汽和水的回路处于不同的压力下。关闭给水加热器在一个周期内用T-s图表示,如图1所示。
理论上或理想情况下,在密闭环境中传热给水加热器应这样做,应将给水的温度提高到萃取蒸汽的饱和温度(加热给水)。
但在实际装置运行中,其最高温度给水能参加的一般都比那少一点吗饱和温度的蒸汽。原因可能是几度温度梯度是有效和高效传热所必需的。
这种冷凝或冷凝蒸汽从加热器外壳应该转移到下一个加热器(低压)在循环或有时到冷凝器.
区分开式和闭式给水加热器
开放和闭式给水加热器可区分如下:
开式给水加热器 | 闭式给水加热器 |
开放和简单 | 更复杂的设计 |
良好的传热特性 | 低有效传热 |
在压力容器中直接混合抽汽和给水温度 | 在管壳式换热器中直接混合给水和蒸汽。 |
需要用泵将水输送到循环的下一个阶段。 | 闭式给水泵不需要泵,可以利用循环过程中各种加热器之间的压差进行操作。 |
需要更多的区域 | 需要较少的地区 |
更少的 | 更昂贵的 |
所有的现代发电厂都采用开放式和封闭式给水加热器的组合,以最大限度地提高循环的热效率。
热电联产的现象
工程热力学将有价值的能量(热)转化为工作。在发电厂,这是通过把它转移到工作流体称为水来实现的。所以目的是避免蒸汽中热量的浪费汽轮机冷凝器。如果找到使用进入冷凝器的低压蒸汽的方法,这是可能的。
热电联产是一个概念,利用蒸汽的热量为一个有用的目的,而不是浪费它(目前浪费在冷凝器)。
热电联产的意思热电联产即同时产生热量和动力的工业需要过程加热蒸汽。在热电联产合理利用热动力,使其效率可达90%以上。热电联产提供节约能源.
热电联产可以减少大量蒸汽的浪费,并且可以在许多设备中以热的形式加以利用。大多数行业,如造纸、纸浆、化工、纺织、纤维和水泥等,都依赖热电联产工厂的过程加热蒸汽。以上行业的工艺热蒸汽需求约为4至5公斤/厘米2温度在150到180度之间oC。
造纸、化工和纺织工业都需要电力并通过蒸汽来实现他们的目标。通过安装热电联产装置,可以很容易地满足这一要求。
内部温度锅炉订单是800吗oC - 900o然后能量转移给水,产生压力为105巴、温度为535巴左右的蒸汽oC为热电联产发电厂。在这些参数下的蒸汽被认为是非常优质的能源,因此首先被用于汽轮机发电,而汽轮机排气(低质量能源)被用来满足工艺蒸汽的要求。
热电厂以既能满足电力需求,又能满足工业工艺蒸汽需求而著称。
理想的汽轮机热电联产如图2所示。我们假设工艺热需求Qp为5.0 Kg/cm2为了满足5.0 Kg/cm的工艺蒸汽需求2蒸汽在汽轮机中膨胀,直至蒸汽压力降至5.0 Kg/cm2从而产生约20千瓦的功率。
工艺加热器的冷凝液被回收回锅炉循环运行。在循环过程中,泵为提高给水压力所做的工作被认为是很小的,所以不考虑。
传递给锅炉工作流体的所有能量都用在汽轮机或在工艺装置中,则热电装置的利用率为:
在那里,
问出热量在。
因此,在没有冷凝器的情况下,热电厂的热利用系数是100%。