汽轮机热机名词解释解读.docx

汽轮机热机名词解释解读.docx

《汽轮机热机名词解释解读.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《汽轮机热机名词解释解读.docx（16页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

汽轮机热机名词解释解读

热机名词解释

1.工质：

实现热能和机械能相互转化的媒介物质，叫做工质。

为了获得更多的功，要求工质有良好的膨胀性和流动性、价廉、易得、热力性能稳定、对设备无腐蚀作用，而水蒸汽具有这种性能，发电厂采用水蒸汽作为工质。

2.状态参数：

凡能够表示工质状态特性的物理量，就叫做状态参数。

例如：

温度T、压力p、比容ひ、内能u、焓h、熵s等，我们常用的就是这六个，还有拥等状态参数。

状态参数不同于我们平时说的如：

流量、容积等“参数”，它是指表示工质状态特性的物理量，所以，要注意区别状态参数的概念，不能混同于习惯的“参数”。

3.压力p:

单位面积上所受到的垂直作用力称为压力。

绝对压力、表压力、真空、大气压之间的关系：

容器内气体的真实压力，称为绝对压力；气体的绝对压力高于大气压的部分，称为表压力；

4.比容υ：

单位质量物质所占有的容积称为物质的比容，与密度ρ互为倒数。

单位：

m3/Kg。

比容的改变是作功的标志，比容增加标志气体向外膨胀作功，比容减小标志着气体受压缩消耗外功，在作功过程中推动力是压力P，dw=pdν。

在P-v图上表示，曲线下部的面积就是功。

5.温度T：

温度是物体冷热程度的量度。

在通用的国际单位制中，把水、冰和蒸汽共存时的水的三相点的温度以下冰的熔点273.15K定为摄氏温度的零度。

在热力学的分析计算中，常用的是国际单位制中的热力学温标，叫做开氏温标，也称为绝对温标。

这种状态的温度实际上是达不到的。

绝对温标与摄氏温标都是国际单位制中所规定使用的温标，换算关系：

T=t+273。

少数欧美国家还习惯用华氏温标t℉t℉=9/5t+32

6.焓：

I=U+pdν某一状态单位质量的气体所具有的总能量称为焓。

是内能和压力势能的总和。

内能U是温度的函数，而pdν是压力的函数，因此焓是温度和压力的函数。

不同温度、压力下气体的焓不同。

气体状态变化时，吸收或放出的热量等于焓的变化量。

7.熵S——熵无简单的物理意义，不能用仪表测量，其定义：

熵的微小变化等于过程中加入微小热量dq与加热时绝对温度T之比。

熵的微小变化标志着过程中有热量交换及热量传递方向，dS＜0，热力系吸热，热量为负值；dS＞0，热力系放热，热量为正；dS=0，则热力系与外界无热交换。

dS=dq/T，dq=ds*T。

熵增原理：

孤立系统的熵可以增大（发生不可逆过程时），可以不变（发生可逆过程），但不可以减少。

系统的熵增与作功能力的关系：

由不等温传热过程分析可知热源与工质之间不等温传热而引起系统熵增，而系统中作功能力的损失等于系统中的熵增乘以冷源温度。

不可逆传热的发生，使得系统的熵增加，就意味着作功能力的损失增加，也就使得向冷源排出的无效能增加了。

而作功能力的损失与熵增成正比，故系统中的熵的增量可作为不可逆过程的度量。

在实际的热动力装置中工质携带的热量一定时，则温度高时作功就多，这种高温热量就越有用。

锅炉内温差传热的部分作功能力损失最大，（高温烟气传热给水蒸汽），尽量提高加热温度，减小锅炉的传热温差来提高热效率。

8.平衡状态：

当工质的各部分具有相等的压力、温度、比容等状态参数时，就称工质处于平衡状态。

9.比热c：

单位数量的气体温度升高（或降低）1℃时，所吸收（或）放出的热量，称为的单位热容量，或称为气体的比热。

可分为质量比热千卡/kg.℃、容积比热千卡/m3.℃、摩尔比热千卡/摩尔.℃。

10.汽化：

物质从液态转变为汽态的过程。

包括蒸发、沸腾。

11.蒸发：

在液体表面进行的汽化现象。

12.沸腾：

在液体内部进行的汽化现象。

在一定压力下，沸腾只能在固定温度下进行，该温度称为沸点。

压力升高沸点升高。

13.饱和蒸汽：

容器上部空间汽分子总数不再变化，达到动态平衡，这种状态称为饱和状态，饱和状态下的蒸汽称为饱和蒸汽；饱和状态下的水称为饱和水；这时蒸汽和水的温度称为饱和温度，对应压力称为饱和压力。

14.湿饱和汽：

饱和水和饱和汽的混合物。

15.干饱和汽：

不含水分的饱和蒸汽。

16.过热蒸汽：

蒸汽的温度高于相应压力下饱和温度，该蒸汽称为过热蒸汽。

17.过热度：

过热蒸汽的温度超出该蒸汽压力下对应的饱和温度的数值，称为过热度。

18.汽化潜热：

把1Kg饱和水变成1Kg饱和蒸汽所需要的热量，称为汽化潜热或汽化热。

19.干度：

湿蒸汽中含有干饱和蒸汽的质量百分数。

20.湿度：

湿蒸汽中含有饱和水的质量百分数。

21.临界点：

随着压力的升高，饱和水和干饱和蒸汽差别越来越小，当压力升到某一数值时，饱和水和干饱和蒸汽没有差别，具有相同的状态参数，该点称为临界点。

22.水蒸气的临界参数（临界点）：

临界压力P临=225.56绝对大气压

临界温度t临=374.15℃

23.过热蒸汽的比热：

对理想气体的比热，我们只看成是温度的函数。

但是，对于水蒸汽，压力对比热的影响则不能忽略。

当温度不变压力升高时，过热蒸汽的比热值增大（如：

高压锅的原理）。

温度越高，提高压力所引起的比热变化越小。

24.过热蒸汽的比容：

在不变的温度下，过热蒸汽的压力升高时，比容大大减小。

这一特性广泛应用于动力装置中，它使蒸汽管道及蒸汽流动设备尺寸减小，重量减轻。

在压力不变的情况下，温度升高时，比容随之增大。

25.过热蒸汽的焓：

过热蒸汽的焓是由温度和压力决定的。

如果温度不变而压力增高时，过热蒸汽的焓要减小。

当过热蒸汽的压力不变而温度升高时，将引起焓值增大。

由此看出：

过热蒸汽的焓是温度的正比函数，是压力的反比函数。

（要会看焓—熵图）。

26.热力学第一定律：

热力学第一定律就是能量守恒与转化定律在热力学上的应用。

热力学第一定律可以描述为：

热可以变为功；功也可以变为热。

一定量的热消失时，必产生一定量的功；消耗了一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。

它是整个工程热力学进行热工计算的基础，是热力学的两个定律之一。

它说明热、功之间存在一定的关系：

Q=AW

27.热力学第二定律：

它和热力学第一定律构成热力学基本原理，是建立和分析热力循环的主要理论依据

热力学第二定律的三种说法：

克劳修斯提出的说法：

“热不可能自发地、不付代价地、从一个低温物体传到另一个高温物体”。

汤姆逊（开尔文）和普朗克从热能和机械能的转换角度提出：

“不可能从单一热源取热，使之全变为功而不产生其它影响”;“单一热源的热机是不存在的”。

（只有热源而没有冷源的第二类永动机也是梦想）如：

火力发电厂中从高温热源（锅炉）吸收的热量只能部分的转变为功，而不能全部转变为功。

热力学第二定律说明了能量传递和转化的方向、条件和程度。

28.理想气体的热力过程：

定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程

定容过程:

定容过程的气体压力与绝对温度成正比，即P1/T1=P2/T2。

在定容过程中，所有加入气体的热量全部用于增加气体的内能。

因容积不变，没有作功。

如内燃机工作时，气缸里被压缩的汽油和空气的混合物被点燃后突然燃烧，瞬间气体的压力、温度突然升高很多，活塞还来不及动作，这一过程可认为是定容过程。

其T-S曲线为斜率为正的对数曲线。

定压过程：

在压力不变的情况下进行的过程，叫做定压过程。

如水在锅炉中的汽化、蒸汽在凝汽器中的凝结。

定压过程中比容与温度成正比即ひ1/T1=ひ2/T2温度降低气体被压缩，比容减小；温度升高，气体膨胀，比容增大。

定压过程中热量等于终、始状态的焓差。

其T-S曲线为斜率为正的对数曲线。

定温过程：

在温度不变的条件下进行的过程。

P1ひ1=P2ひ2=常数，即过程中加入的热量全部对外膨胀作功；对气体作的功全部变为热量向外放出。

绝热过程：

在与外界没有热交换的情况下进行的过程，称为绝热过程。

等熵过程。

汽轮机、燃气轮机等热机，为了减少热损失，外面都包了保温材料，而且工质所进行的膨胀极快，在极短的时间内还来不及对外散热，即近似绝热膨胀过程。

29.热力循环：

工质从某一初始平衡状态，经过一系列的状态变化又回到初始状态这一全过程称为热力循环。

30.朗肯循环:

工质在锅炉、汽轮机、凝汽器、给水泵等热力设备中吸热、膨胀、放热、压缩四个过程使热能不断地转变为机械能，这种循环称为朗肯循环。

实际电力生产中采用的是具有过热度的朗肯循环,蒸汽动力装置的基本循环—朗肯循环。

汽轮机内绝热膨胀过程，比容增加，压力降低，熵不变，汽轮机输出功率wT=h1-h2。

乏汽在凝汽器中等压放热凝结过程，比容、熵都减小，温度不变。

凝汽器排热q2=h2-h3水在给水泵内绝热压缩过程，比容不变压力升高。

给水泵的压缩功：

wp=h4-h3，因wp与wT比很小，忽略。

朗肯循环的热效率，等于绝热焓降除以新蒸汽的焓减去凝结水的焓。

31.分析：

蒸汽初终参数对电厂经济性的影响

（1）提高初温度对循环热效率的影响：

在一定的蒸汽初压力和排汽压力下，蒸汽在汽轮机所做的功，随过热蒸汽初温度的增加而增加。

但同时在汽轮机的冷源损失也增加，吸热的平均温度增加，放热平均温度不变，吸热与放热的平均温度差增大，使朗肯循环的热效率提高了。

提高初温度后，使进入汽轮机的蒸汽容积流量增加，汽轮机的高压部分叶片高度增大，漏汽损失相对减小，汽轮机的排汽湿度减小，使汽轮机的相对内效率提高。

统计资料表明：

初温度由315℃提高到510℃效率可以提高10~14%。

（2）提高初压力对循环热效率的影响：

提高初压力蒸汽的比容减小，进入汽轮机的蒸汽容积流量减小，级内叶栅损失和级间漏汽损失相对增大，导致汽轮机的相对内效率降低。

对于大容量机组蒸汽初参数提高时，相对内效率的降低不是很大，所以大容量机组选用高参数其经济性较高。

资料统计表明：

初压力由1.5Mpa提高到9Mpa，效率可以提高10%。

（3）初温度压力同时改变对热效率的影响：

从以上分析可知：

当排汽压力不变时，无论是提高初温度或初压力，都能使循环的热效率增加，显然，同时提高热效率，增加更多，经理论计算，蒸汽初参数从3.5Mpa、435℃提高到9.0Mpa、535℃，可节省燃料12~16%，非常可观。

对600MW机组，循环效率每提高1%，每小时节煤2吨。

（4）提高初参数限制：

初温度的提高受高温材料的制约。

当初温度升高时，钢材的强度极限、屈服点、蠕变极限都会降低很快，而且高温下金属的氧化、腐蚀使材料的强度大大降低。

耐高温材料如奥氏体钢可在580-600℃高温下使用，但价格非常昂贵，造价高。

目前使用的较多的还是550~570℃的珠光体钢材，只有部分高温受热面如邹县600MW机组锅炉屏过、高过采用奥氏体不锈钢。

另外奥氏体钢膨胀系数大、导热系数小，对温度变化的适应性抗蠕变能力差，加工、焊接困难，所以邹县600MW机组锅炉屏过停炉后经常焊口漏。

提高蒸汽压力主要受汽轮机末级叶片容许的最大湿度的限制。

初压力提高，无再热机组，排汽湿度增大，引起叶片侵蚀，降低使用寿命，同时汽轮机的相对内效率降低。

大型汽轮机的排汽湿度应控制在10%以下，因此对蒸汽提出再热要求。

（5）终参数对发电厂经济性的影响：

降低排汽压力Pn可使循环放热平均温度Tn降低，从而提高循环热效率。

在决定热经济性的三个主要参数——初压力、初温度、排汽压力中，排汽压力对汽耗量、热经济性的影响最大。

大约60%热量经凝汽器排掉。

经计算表明：

在蒸汽参数为9.0Mpa、490℃时，排汽温度降低10℃，热效率增加3.5%；排汽压力由0.006Mpa降到0.004Mpa，热效率增加2.2%。

排汽压力愈低热效率愈高。

但是，降低排汽压力，将使汽轮机低压部分蒸汽湿度增大，影响叶片寿命，同时降低汽轮机的相对内效率；降低排汽压力，排汽比容增大，汽轮机末级排汽面积和凝汽器尺寸增大，投资增大。

因此，在一定条件下凝汽器真空并非越低越好，必须确定凝汽器的最佳真空。

32.影响排汽压力的因素：

凝汽器的冷却面积、凝汽器的凝汽负荷、凝汽器冷却水进口温度、冷却水量等。

所以排汽压力应综合考虑。

凝汽器的端差：

排汽压力对应的饱和温度与循环水出口水温差。

tn=t1+△t+δttn