【正文】 廠 總?cè)萘? 小容量發(fā)電廠、中容量發(fā)電廠、大容量發(fā)電廠 蒸汽 初參數(shù) 中、低壓發(fā)電廠，高壓發(fā)電廠，超高壓發(fā)電廠，亞臨界發(fā)電廠，超臨界、超超臨界發(fā)電廠 電 廠 位 置 坑口、港口、路口電廠，負荷中心電廠，位于煤源與負荷中心間電廠 承 擔(dān) 負 荷 帶基本負荷、帶中間負荷、帶尖峰負荷電廠 機 爐 配 合 非單元機組、單元機組電廠 服 務(wù) 范 圍 系統(tǒng)中發(fā)電廠，區(qū)域性電廠，自備電廠，列車電站，孤立電廠 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 25 現(xiàn)代汽輪機發(fā)電廠的組成及生產(chǎn)過程 ?現(xiàn)代熱力發(fā)電廠的主要組成部分包括熱力和電氣兩大部分，鍋爐、汽輪機和發(fā)電機為發(fā)電廠的三大核心設(shè)備。 高溫?zé)煔猓?依次經(jīng)過過熱 器、省煤器、空氣預(yù)熱器、 除塵器、引風(fēng)機、煙囪， 排入大氣。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 31 ?汽水系統(tǒng) 鍋爐給水由給水箱 給水泵 高壓回?zé)峒訜崞? 省煤器 汽包 下降管 下聯(lián)箱 水冷壁管 汽包 過熱器 主蒸汽管 汽輪機 凝汽器 熱井 凝結(jié)水泵 低壓回?zé)? 加熱器 除氧器 給水箱 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 32 ?冷卻水系統(tǒng) 江河（或冷卻水池）中的水 吸水濾網(wǎng) 循環(huán)水泵 冷卻水進水管 凝汽器 冷卻水出水管 江河（或冷卻水池） 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 33 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 34 本課程的主要內(nèi)容 ?緒論 ?第一章 工程熱力學(xué)基礎(chǔ) ?第二章 傳熱學(xué) ?第三章 鍋爐設(shè)備 ?第四章 汽輪機 ?第五章 熱力發(fā)電廠 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 35 第一章 工程熱力學(xué)基礎(chǔ) 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 36 本章主要包括以下內(nèi)容 ?工質(zhì)及其基本狀態(tài)參數(shù) ?熱力學(xué)第一定律 ?穩(wěn)定流動能量方程式與焓 ?水蒸汽在定壓下的形成過程 ?水蒸汽圖表及其應(yīng)用 ?水蒸汽的典型熱力過程 ?熱力學(xué)第二定律 ?朗肯循環(huán) 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 37 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 38 ?工程熱力學(xué)是研究熱現(xiàn)象的學(xué)科。 ?工程熱力學(xué)為人們正確理解發(fā)電廠中的能量轉(zhuǎn)換過程，正確理解熱力設(shè)備的原理等提供了必要的基礎(chǔ)理論知識。 如：汽輪機是以水蒸汽作為工質(zhì)的。 ?基本狀態(tài)參數(shù) —溫度、壓力、比容。 熱力學(xué)中，溫度的測量采用熱力學(xué)溫度 T），單位是開爾文（ K）。如： ?水銀玻璃桿溫度計 ?熱電偶溫度計 ?光學(xué)溫度計，等。以單位面積承受的力的大小來表示。 (1 Pa = 1 N/m2) ? 非 SI單位： mmHg、 mmH2O、 kgf/cm2等。 P = Pb+ Pg P = Pb－ Pv 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 45 ?比容 (v)： 單位質(zhì)量的工質(zhì)所占有的容積。單位容積內(nèi)工質(zhì)的質(zhì)量。 ? 外界 ：熱力系統(tǒng)以外的其它物體統(tǒng)稱外界。 ? 閉口系 ：與外界無物質(zhì)交換的熱力系。 ? 孤立系 ：與外界既無物質(zhì)交換也無能量交換的熱力系。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 47 熱力系統(tǒng)、外界和邊界 熱力系統(tǒng) 就是人為分割出來，作為熱力學(xué)研究對象的有限物質(zhì)系統(tǒng)。與熱力系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)、能交換的物系稱為 外界 。 *和力學(xué)中取分離體的方法一樣，為分析問題方便起見，把熱力學(xué)分析的對象從周圍物體中隔離出來。 例如研究向容器充氣，可以取容器為系統(tǒng)，也可取充入容器的氣體和原在容器內(nèi)的氣體一起為系統(tǒng)。）； ? 若通過邊界系統(tǒng)與外界有質(zhì)量交換，則稱為 開口系（ 又稱 控制體積 ，用 CV表示。 ? 本課程研究最多的是由可壓縮物質(zhì)組成的，無化學(xué)反應(yīng)、與外界有能量交換的有限物質(zhì)系統(tǒng)，稱為 簡單可壓縮系統(tǒng) 。 ?常見氣體，其性質(zhì)大致接近于理想氣體。 ?實際氣體 。因此，這些工質(zhì)一般不能作為理想氣 體看待。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 53 ?物理學(xué)告訴我們： ? p —— 氣體的絕對壓力（ N/m2 or Pa）； ? v —— 氣體的比容（ m3/kg）； ? T —— 氣體的熱力學(xué)溫度（ K）； ? R —— 氣體常數(shù)（ ）。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 55 第四節(jié) 熱力學(xué)第一定律 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 56 ?熱力學(xué)第一定律表述為： 熱可以變?yōu)楣?，功也可以變?yōu)闊帷? 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 57 ?熱力學(xué)第一定律解析式： q=△ u+w 上式表明：加給工質(zhì)的熱量，一部分用來改變工質(zhì)的 內(nèi)能 ，另一部分則用來使工質(zhì)膨脹而對外作功。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 58 ?工質(zhì)的內(nèi)能 ?內(nèi)能是指 工質(zhì)在某種狀態(tài)下內(nèi)部所蘊藏的總能量，包括內(nèi)動能和內(nèi)勢能。工質(zhì)內(nèi)部分子運動的動能愈大，工質(zhì)的溫度愈高，即工質(zhì)的內(nèi)動能是溫度 T 的單值函數(shù)； ? 內(nèi)勢能 ? 分子之間由于相互作用力而具有的能量。理想氣體由于不存在內(nèi)聚力，故內(nèi)勢能為零。這表明：工質(zhì)內(nèi)能的大小完全取決于它所處的熱力學(xué)狀態(tài)。 ? 內(nèi)能 是工質(zhì)的一個 狀態(tài)參數(shù) 。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 61 膨脹功 是氣體體積變化而與外界交換的功。 功與壓容圖 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 63 設(shè)氣缸中盛有 1kg氣體，缸內(nèi)裝有一個無摩擦可移動的活塞，其截面積為 f，若缸內(nèi)氣體壓力為 P，作用于活塞外測的力為 Fout，且作用于活塞里側(cè)的力 Pf稍大于外側(cè)的力 Fout，則氣體將發(fā)生膨脹而使活塞向右移動 dx的距離。 ?作功 與 傳熱 是能量傳遞的兩種基本方式 ?“功”是由壓力差的作用而傳遞的能量； ?“熱量”是由溫差的作用而傳遞的能量。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 65 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 66 ?熱量與溫熵圖 熱量是由溫度差的作用而產(chǎn)生的能量。 在 pv圖能夠確定過程功的正或負； 在 Ts圖上能夠確定過程熱量的正或負，對過程能量轉(zhuǎn)換分析帶來極大的方便。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 71 ? 穩(wěn)定流動能量方程式 如圖所示， 1kg工質(zhì)從 11截面進入系統(tǒng)，從 22截面流出系統(tǒng)。 焓：代表著每 kg工質(zhì)沿流動方向往前傳遞的總能量中直接取決于熱力狀態(tài)的部分。 ? 適用于閉口系 ? 適用于開口系 ? ? ? ? it wZZgccw ????? 12212221twhq ???wuq ???2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 75 當(dāng)工質(zhì)在進出口處的流速變化不大、進出口的高度差也可不考慮時，則動能變化及位能變化均可忽略不計。 技術(shù)功又等于工質(zhì)膨脹功與流動功的代數(shù)和： 221121 222111 vpvpwvppd vvpv d pw t???????? ? ?2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 76 流動功 是開口系輸出和輸入的推動功的差，等于 p2v2 p1v1，是開口系維持流動必須付出的代價。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 78 ?穩(wěn)定流動能量方程式的應(yīng)用 在泵與風(fēng)機中 : ? 上式表明 ,工質(zhì)在泵和風(fēng)機中接受壓縮時外界所加給的技術(shù)功等于工質(zhì)焓的增加 。 干度： 濕蒸汽中所含干蒸汽的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。 所以一般按溫度和壓力編排成類似于數(shù)據(jù)庫的表格，以便查取不同熱力狀態(tài)下水蒸汽的多種熱力參數(shù) (焓、熵、比容 ) ?水和水蒸汽表 (離散的點 ) 或?qū)⑦@些數(shù)據(jù)擬合成曲線 ?焓熵圖 (離散與連續(xù)的結(jié)合 ) 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 86 水蒸汽表 來源：實驗數(shù)據(jù) 整理 目的： t p ? h r ts ps v 查取方法 : 插值法 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 87 ? 飽和水、干蒸汽、未飽和水、過熱蒸汽可通過水蒸汽表直接查出。 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 93 焓熵圖 線算圖、莫里爾 (德 ) 來源：水蒸汽表 目的：直接查取 Δh a 定壓加熱 b 絕熱流動 定壓線群 、 定溫線群 定容線群 、 干度線 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 94 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 95 焓熵圖（ hs 圖） 2022年 4月 14日星期四 動力工程－熱工基礎(chǔ) 96 第九節(jié) 水蒸汽的典型熱力過程 2022年 4月 14日星