蒸汽动力循环性能分析与改进

蒸汽动力循环性能分析与改进概述

蒸汽动力循环作为一种常见的能源转换系统，广泛应用于燃煤电厂、核电站等能源产业中。对其性能进行分析和改进，可以提高能源利用

效率，降低运营成本，减少环境影响。本文将就蒸汽动力循环的性能

进行分析，并提出一些改进措施。

一、蒸汽动力循环的基本原理和构成

蒸汽动力循环是一种能源转换系统，其基本原理是将燃料燃烧产生

的热能转化为机械能。它主要由锅炉、汽轮机、凝汽器和泵组成。燃

料在锅炉中燃烧产生高温高压的蒸汽，蒸汽经过汽轮机膨胀做功后进

入凝汽器，被冷却成液体水后再次被泵送至锅炉，形成循环。

二、蒸汽动力循环的性能分析

1. 热效率分析

蒸汽动力循环的热效率是衡量其能源利用程度的重要指标。热效率

的计算公式为：热效率 = (净发电量 / 燃煤量) * 燃煤低位发热量。通过

优化锅炉的燃烧过程、提高汽轮机的效率等方式，可以提高蒸汽动力

循环的热效率。

2. 高温高压蒸汽的利用

在蒸汽动力循环中，高温高压蒸汽的利用非常重要。它可以提高汽

轮机的效率，减少燃料的消耗量。因此，应该在设计和运营中充分利

用高温高压蒸汽，例如在工艺过程中回收废热，提高系统的综合能源利用效率。

三、蒸汽动力循环的改进措施

1. 提高锅炉效率

通过采用高效的燃烧器和燃烧控制技术，优化锅炉的燃烧过程，可以提高锅炉的热效率和燃料的利用率。

2. 优化汽轮机工艺

通过改进汽轮机叶片的结构、提高叶片的材料和制造工艺，可以提高汽轮机的效率。此外，在汽轮机的运行和维护过程中，及时进行清洗和检修，也可以提高汽轮机的性能。

3. 废热回收利用

在蒸汽动力循环中，废热的回收利用是一种重要的改进措施。通过废热回收系统，将锅炉排出的烟气和凝汽器中的废热重新利用，可以提高系统的热效率，降低能源消耗。

4. 采用超临界循环技术

超临界循环技术是一种高效的蒸汽动力循环技术。该技术可以显著提高能源的利用效率，减少二氧化碳的排放。在设计新的蒸汽动力循环系统时，可以考虑采用超临界循环技术。

结论

通过对蒸汽动力循环的性能进行分析，可以得出以下结论：蒸汽动力循环的热效率是衡量其能源利用程度的重要指标；高温高压蒸汽的利用是提高系统效率的关键；通过锅炉效率的提升、汽轮机工艺的优化、废热回收利用和超临界循环技术的应用等改进措施，可以有效地提高蒸汽动力循环的性能。

注意：本文仅为蒸汽动力循环性能分析与改进的示例文章，实际应用时需根据具体情况进行调整和深入研究。

蒸汽动力循环

第十章 蒸汽动力循环 蒸汽动力装置：是实现热能→机械能的动力装置之一。 工质 ：水蒸汽。 用途 ：电力生产、化工厂原材料、船舶、机车等动力上的应用。 本章重点： 1、蒸汽动力装置的基本循环 朗肯循环 匀速 回热循环 2、蒸汽动力装置循环热效率分析 y T 的计算公式 y T 的影响因素分析 y T 的提高途径 10-1 水蒸气作为工质的卡诺循环 热力学第二定律通过卡诺定理证明了在相同的温度界限间，卡诺循环的热效率最高，但实际上存在种种困难和不利因素，使得实际循环（蒸汽动力循环）至今不能采用卡诺循环但卡诺循环在理论上具有很大的意义。 二、为什么不能采用卡诺循环 若超过饱和区的范围而进入过热区则不易保证定温加热和定温放热，即不能按卡诺循环进行。 1-2 绝热膨胀（汽轮机） 2-C 定温放热（冷凝汽） 可以实现 5-1 定温加热（锅炉） C-5 绝热压缩（压缩机） 难以实现 原因：2-C 过程压缩的工质处于低干度的湿汽状态 1、水与汽的混合物压缩有困难，压缩机工作不稳定，而且3点的湿蒸汽比容比 水大的多'23νν>' 2 32000νν≈需比水泵大得多的压缩机使得输出的净功大大 p v

减少，同时对压缩机不利。 2、循环仅限于饱和区，上限T1受临界温度的限制，即使是实现卡诺循环，其理论效率也不高。 3、膨胀末期，湿蒸汽所含的水分太多不利于动机 为了改进上述的压缩过程人们将汽凝结成水，同时为了提高上 限温这就需要对卡诺循环进行改进，温度采用过热蒸汽使T1高于临界温度，改进的结果就是下面要讨论的另一种循环—朗肯循环。 10-2 朗肯循环 过程： 从锅炉过热器与出来的过热蒸汽通过管道进入汽轮机T，蒸汽部分热能在T 中转换为机械带动发电机发电，作了功的低压乏汽排入C，对冷却水放出γ，凝结成水，凝结成的水由给水泵P送进省煤器D′进行预热，然后在锅炉内吸热汽化，饱和蒸汽进入S继续吸热成过热蒸汽，过程可理想化为两个定压过程，两个绝热过程—朗诺循环。 1-2 绝热膨胀过程，对外作功 2-3 定温（定压）冷凝过程（放热过程） 3-4 绝热压缩过程，消耗外界功 4-1 定压吸热过程，（三个状态） 4-1过程：水在锅炉和过热器中吸热由未饱和水变为过热蒸汽过程中工质与外界无技术功交换。 1-2过程：过热蒸汽在汽抡机中绝热膨胀，对外作功，在汽轮机出口工质达到低压低温蒸汽状态称乏汽。 2-3过程：在冷凝器中乏汽对冷却水放热凝结为饱和水。 3-4过程：水泵将凝结水压力提高，再次送入锅炉，过程中消耗外功。

郎肯循环

11．2 朗肯循环 11．2．1 工作过程 最简单的水蒸气动力循环装置由锅炉、汽轮机、冷凝器和水泵组成，如图11-3a 所示。其工作过程如下：水在锅炉和过热器中吸热，由饱和水变为过热蒸汽；过热蒸汽进入汽轮机中膨胀，对外作功；在汽轮机出口，工质为低压湿蒸汽状态（称为乏汽），此乏汽进入冷凝器向冷却水放热，凝结为饱和水（称为凝结水）；水泵消耗外功，将凝结水升压并送回锅炉，完成动力循环。图11-3b 、c 、d 表示上述理想的简单蒸汽动力循环，称为朗肯循环（Rankine Cycle ）： (b ) (d ) 图11-3 朗肯循环 11．2．2 循环分析 汽轮机中的膨胀过程1-2：可逆绝热过程，即定熵过程。应用开口系能量方程，过程中工质对外作功为 ； 21T h h w -=

冷凝器中的放热过程2-3：定压放热过程。过程中工质放热为 ； 水泵中的压缩过程3-4：定熵过程。过程中工质接受外功为 ； 锅炉中的吸热过程4-1：定压吸热过程。过程中工质吸热为 。 朗肯循环的热效率为 （11-2） 功比 是反映动力循环经济性的另一指标，其定义是循环的净输出功量与汽轮 机作功量之比值。朗肯循环的功比为 （11-3） 由于水的不可压缩性（压缩过程中体积变化很小），故泵功常可按下式近似计算： （11-4） 水泵耗功远小于汽轮机作功（在T-s 图和h-s 图上点3和点4几乎重合，图上是夸大了的画法），因此在近似计算中又常可忽略泵功w P 不计，此时循环热效率为 （11-5） 评价蒸汽动力装置的另一个重要指标是汽耗率，其定义是装置每输出1kW ?h （等于3 600 kJ ）功量所耗费的蒸汽量，用d 表示： kg/(kW ?h) （11-6） 322h h q -=34P h h w -=211h h q -=4 134211P T 1)()(h h h h h h q w w q w t ----=-== ηT w w r w = 2 13421T P T T )()(h h h h h h w w w w w r w ----=-== ) (343P p p v p v vdp w -=?≈= ?4 12 1h h h h t --= ηw d 3600 =

蒸汽动力循环装置提高效率的方法

蒸汽动力循环装置提高效率的方法 1. 使用多级蒸汽动力循环装置：通过增加多个蒸汽轮机和各个级别的回热器，可以 充分利用热能，提高装置的效率。每个级别都利用已经冷却的蒸汽，使其再次加热，并选 择不同的压力点以充分利用能量。 2. 使用高效的燃烧系统：采用高效的燃烧系统，如流体化床燃烧器或气化燃烧器， 可以更充分地燃烧燃料，并减少烟气中的污染物生成。这不仅可以提高燃料利用效率，还 可以减少对环境的负面影响。 3. 优化锅炉和回热器设计：通过优化锅炉和回热器的设计，增加燃料燃烧的热能传递，从而提高装置的热效率。增加燃料燃烧的燃烧时间和温度，减少烟气温度和烟气中的 热量损失。 4. 使用高效的蒸汽涡轮机：选择高效的蒸汽涡轮机，可以减少能量损失，提高装置 的效率。采用多级蒸汽涡轮机和温度叶片等先进技术，可以更好地利用蒸汽的能量。 5. 采用热能储存系统：通过采用热能储存系统，可以在低耗电负荷时存储部分热能，然后在高耗电负荷时释放。这种方式可以平衡装置的能量供应，提高效率。 6. 优化循环过程：通过优化蒸汽动力循环装置的操作参数，如水蒸气的压力和温度，可以提高装置的性能。选择合适的循环压力，以在蒸汽生成和排气过程中最大限度地提高 效率。 7. 进行余热回收：通过在涡轮蒸汽排气过程中回收余热，可以充分利用热能，减少 能量损失。采用热交换器将排气蒸汽中的热量传递给进料水，从而提高装置的热效率。 8. 使用高效的冷凝器：选择高效的冷凝器，可以将涡轮蒸汽排气中的热量更充分地 释放出来，并转化为有用的能源。通过减少蒸汽在冷凝器中的压力损失，可以提高装置的 效率。 9. 优化冷却水系统：通过优化蒸汽动力循环装置的冷却水系统，可以提高冷凝的效率。使用高效的冷却塔或换热器，以便更好地冷却循环水，并减少冷却水的消耗。 10. 定期维护和清洁：定期进行设备维护和清洁，以确保蒸汽动力循环装置的正常运行。清洁涡轮叶片和燃烧器，消除积碳和污垢，可以提高设备的性能和效率。定期检查和 更换老化的设备部件，也可以减少能量损失和系统故障。

工程热力学13 动 力 循 环

动 力 循 环 一、动力循环的分析方法 1．热力学第一定律分析方法（以热效率t η为指标）： 热力学第一定律效率= 投入系统的能量 有效利用的能量 动力循环 Q W t = η 121212111T T S T S T Q Q Q W t -=∆∆-=-==η （S TdS T ∆≡ ⎰⋂ ） 理想 1 2 1T T C -=η 循环完善性 充满系数= ABCDA abcda 面积面积对应卡诺循环功量实际循环功量= 2．热力学第二定律分析方法（以火用效率ex η为指标）： 热力学第二定律效率= 投入系统的可用能 有效利用的可用能 动力循环 sup ,x t ex E W = η 或 sup ,,0sup ,11x i g x i ex E S T E I ∑∑-=-=η T

sup ,x E 核算起点不同，可有两种结果： ① 以投入的燃料的化学能为起点 Q E E F x x ==,sup , ② 以释放热量的可用能为起点 ⎪⎭ ⎫ ⎝⎛-==T T Q E E Q x x 0,sup ,1 两种分析法，一个考虑能量的“数量”，一个考虑能量的“质量”。各有侧重，相辅相成，不可偏废。两者的结合才能全面反映能量的经济性。 如书上本章*10-6 对蒸气动力循环的火用分析， 用热一律分析： 乏汽排热能量损耗最大，冷凝器散热损失约占总热量的54.26%， 但因放热温度低，火用损失并不大，约占总火用的2.22%； 用热二律分析：锅炉的燃烧与传热火用损失最大，约占总火用的58.91% /35.84%； 但其热损失仅为10%。 13 蒸汽动力循环 13.1 朗肯循环 根据热力学第二定律，在一定温度范围内卡诺循环的效率最高。 如果采用气体作为工质，则很难实现卡诺循环中的等温吸热和等温放热这两个过程。 然而我们已经知道，在湿蒸汽区内，蒸汽的 吸热和放热都是等温过程，同时也是等压过程。因此如果以饱和蒸汽作为工质，可以在蒸汽的湿蒸汽区内实现卡诺循环。图 13-1给出了饱和蒸汽卡诺循环的T －s 图。等温吸热过程4-1为在锅炉中的定压吸热过程；等温放热过程2-3

动力工程中的汽轮机性能分析与优化技术研究

动力工程中的汽轮机性能分析与优化 技术研究 随着能源需求的不断增长，汽轮机作为一种重要的热力设备，广泛用于发电厂、炼油厂以及工业生产中。汽轮机的性能分析与优化技术是提高其热能转化效率、降低能源消耗的关键。本文将对动力工程中的汽轮机性能分析与优化技术进行深入研究，以期为提高汽轮机的能效提供理论指导和实践参考。 一、汽轮机性能分析技术 汽轮机性能分析是指通过测量、监测和数据分析等手段， 对汽轮机的运行状态、热工参数、效率等进行评估和分析的技术。下面将介绍几种常用的汽轮机性能分析技术： 1. 热力试验法：通过对汽轮机进行负荷、转速、进排汽参 数等多次试验，并利用测量和计算手段获取相关数据，从而分析和评估汽轮机的性能。热力试验法可以直接测量汽轮机的功率、热效率等重要性能指标，是一种较为直观和准确的分析方法。 2. 热力平衡法：根据汽轮机的能量平衡原理，通过测量各 部分的热量输入和输出，以及负荷、转速等参数的变化，计算

汽轮机各部分的热力指标，进而分析汽轮机的性能和热能损失等。 3. 热力数学模型法：根据汽轮机内部热力过程的特点和规律，建立相应的数学模型，通过计算、仿真等手段，对汽轮机的性能进行分析和评估。热力数学模型法的优点在于可以对汽轮机不同工况下的性能进行预测和优化，提高计算效率。 二、汽轮机性能优化技术 汽轮机性能优化是指通过改进汽轮机的设计、运行参数以 及维护管理等方面，提高其能效和运行稳定性的技术。下面将介绍几种常用的汽轮机性能优化技术： 1. 热力学布局优化：通过对汽轮机的热力学布局进行优化，如减少管道阻力、提高蒸汽质量等，以减小热能损失和提高汽轮机的效率。此外，还可以对汽轮机的燃烧系统、锅炉和汽轮机之间的协调性等方面进行优化，提高系统整体的热能转化效率。 2. 运行参数优化：通过对汽轮机的工况优化，如调整负荷、转速、进排汽参数等，以最优的运行条件来提高汽轮机的能效。此外，还可以通过先进的控制策略和智能化系统，实现对汽轮

蒸汽动力循环的四个主要过程

蒸汽动力循环的四个主要过程 一、蒸汽动力循环介绍 蒸汽动力循环是一种常见的热力学循环，广泛应用于电力、化工、航空等领域。它利用热能将水转化为蒸汽，再通过蒸汽的膨胀和冷凝来实现能量的转化和利用。蒸汽动力循环主要由四个过程组成，分别是压缩、加热、膨胀和冷凝，下面将分别对这四个过程进行详细介绍。 二、压缩过程 压缩过程是蒸汽动力循环的第一个过程，其目的是将低压的蒸汽压缩为高压蒸汽。在这个过程中，蒸汽从锅炉中进入压缩机，通过压缩机的工作，蒸汽的温度和压力都得到了提高。压缩机通常采用离心式或轴流式，通过叶片的旋转来增加蒸汽的压力。这样可以提高蒸汽的能量，为后续的加热和膨胀过程提供条件。 三、加热过程 加热过程是蒸汽动力循环的第二个过程，其目的是将高压蒸汽加热至高温高压。在这个过程中，高压蒸汽从压缩机出口进入锅炉，在锅炉中与燃料进行热交换，吸收燃料燃烧释放的热能。经过加热，蒸汽的温度和压力进一步提高，成为高温高压蒸汽。加热过程通常采用燃烧室或燃烧锅炉，通过燃料的燃烧来提供热能。这样可以增加蒸汽的能量，为后续的膨胀和冷凝过程提供动力。

四、膨胀过程 膨胀过程是蒸汽动力循环的第三个过程，其目的是将高温高压蒸汽的热能转化为机械能。在这个过程中，高温高压蒸汽从锅炉出口进入膨胀机，通过膨胀机的工作，蒸汽的压力和温度都得到了降低。膨胀机通常采用汽轮机或透平机，通过蒸汽的膨胀来驱动转子旋转，从而产生机械能。这样可以将蒸汽的热能转化为机械能，为后续的发电或其他工作提供动力。 五、冷凝过程 冷凝过程是蒸汽动力循环的最后一个过程，其目的是将膨胀后的低温低压蒸汽再次液化。在这个过程中，膨胀后的低温低压蒸汽从膨胀机出口进入冷凝器，通过冷凝器的工作，蒸汽的温度和压力都得到了降低。冷凝器通常采用冷却水或制冷剂，通过与蒸汽的热交换来将蒸汽冷却至液态。这样可以将蒸汽的热能再次转化为冷却介质的热能，为后续的循环提供条件。 六、总结 蒸汽动力循环是一种重要的能量转化和利用方式，通过四个主要过程实现了热能向机械能的转化。压缩过程将低压蒸汽压缩为高压蒸汽，加热过程将高压蒸汽加热至高温高压，膨胀过程将高温高压蒸汽的热能转化为机械能，冷凝过程将膨胀后的低温低压蒸汽再次液化。这四个过程相互衔接，共同完成了蒸汽动力循环的能量转化和利用。蒸汽动力循环在电力、化工、航空等领域具有广泛应用，为

热力学中的热力学循环分析

热力学中的热力学循环分析 热力学是研究能量转化和宏观系统性质的科学分支，它广泛应用于工程、化学、物理等领域。在热力学中，热力学循环是一个重要的概念，它描述了能量在系统中的循环流动。本文将对热力学循环进行深入分析。 在热力学循环中，能量从一个系统中流入另一个系统，并完成一定的作用。热 力学循环可以分为理想热力学循环和实际热力学循环两种类型。理想热力学循环是在理想条件下进行的，不考虑能量损耗和热传导的情况。实际热力学循环则考虑了能量损耗和热传导等实际因素。 理想热力学循环中最经典的例子是卡诺循环。卡诺循环是由两个等温过程和两 个绝热过程组成的。在等温过程中，系统与热源接触，吸收热量或释放热量。在绝热过程中，系统与外界没有热交换，只有功交换。卡诺循环的效率是由温度差异决定的，温度差异越大，效率越高。这就是为什么卡诺循环是理论上最高效的热力学循环。 然而，实际热力学循环中考虑了能量损耗和热传导等因素，效率往往会降低。 一个典型的实际热力学循环是蒸汽动力循环。蒸汽动力循环是利用水的相变过程实现能量转化的方式。在蒸汽动力循环中，水从液态变为气态，在蒸汽机中释放能量，然后又从气态变为液态，回到锅炉中重新进行循环。虽然蒸汽动力循环比卡诺循环效率低，但是由于蒸汽动力循环容易实现和维护，被广泛应用于发电和工业生产中。 除了蒸汽动力循环，还有其他实际热力学循环，如空气循环和制冷循环等。空 气循环是通过压缩空气来实现能量转化的方式。在空气循环中，空气被压缩，温度升高，然后经过燃烧释放能量，最后再经过膨胀冷却，回到原来状态。制冷循环则是通过制冷剂的相变来实现能量转化的方式，常见的制冷循环有蒸发式制冷循环和吸收式制冷循环等。

热力发电厂动力循环和热经济性分析

热力发电厂动力循环和热经济性分析 热力发电厂是一种将热能转化为电能的设备，它通过燃烧燃料产生热能，然后利用热 能驱动涡轮机，最终产生电能。在热力发电厂中，动力循环和热经济性是关键的考虑因 素。 动力循环是指热力发电厂内部的能量转换过程。常见的动力循环包括汽轮机循环和透 平循环。汽轮机循环是最常用的动力循环，它利用蒸汽驱动汽轮机转动发电机，产生电能。透平循环则利用高压蒸汽驱动涡轮机转动发电机，然后将蒸汽排放到下一个级别的透平机中，继续产生电能。动力循环不仅影响发电厂的发电效率，还影响其运行成本和环境影 响。 热经济性是指热力发电厂的热能利用效率和经济性。热能利用效率是指在能源转换过 程中消耗的热能与转化为电能的热能之比。热能利用效率越高，意味着燃料的能源利用率 越高，减少了能源的浪费和环境污染。经济性则是指热力发电厂的经济效益，包括发电成 本和发电收入。发电成本包括燃料成本、设备运行成本、维护成本等，而发电收入则取决 于电力市场的价格和需求。 要提高热力发电厂的热经济性，可以从以下几个方面入手。优化燃烧技术，提高燃烧 效率。燃烧技术的改进可以减少燃料的消耗量和减少废气的排放，从而提高热能利用效率 和减少环境污染。提高热能回收利用率。热力发电厂在产生电能的过程中会产生大量的余热，可以利用余热进行蒸汽再加热、空气预加热等，提高热能的利用效率。采用先进的设 备和技术，降低能源消耗和运行成本。通过引进新的发电设备和优化运行方式，可以提高 动力循环的效率，降低发电成本。 动力循环和热经济性是热力发电厂中需要重点考虑的因素。通过优化燃烧技术、提高 热能回收利用率和采用先进的设备和技术，可以提高热力发电厂的热经济性，减少能源的 浪费和环境污染。这对于实现可持续发展和建设清洁能源体系具有重要意义。

蒸汽动力循环中的热力学问题研究

蒸汽动力循环中的热力学问题研究蒸汽动力循环是一种常见的能量转换系统，广泛应用于电力发电和 工业生产中。在蒸汽动力循环中，热力学问题的研究对于系统的效率 和可靠性至关重要。本文将探讨蒸汽动力循环中的热力学问题，并介 绍几种常见的解决方法。 一、热力学基础 蒸汽动力循环是利用热能将水转化为蒸汽，然后通过蒸汽驱动涡轮 机产生功。在循环中，热机的效率是一个关键指标。热力学中，效率 定义为输出能量与输入能量的比值。对于蒸汽动力循环来说，效率可 以通过卡诺循环来计算。卡诺循环是一个理想的热力学循环，通过等 温和绝热两个过程实现能量转换。 二、蒸汽动力循环中的热损失 蒸汽动力循环中存在着热损失，这会降低系统的效率。常见的热损 失包括管道传热过程中的传导热损失和辐射热损失，以及蒸汽凝结过 程中的热损失。为了减少热损失，可以采取一些措施，比如增加绝热 隔热层、减小传热面积等。 三、蒸汽动力循环中的凝结问题 蒸汽在涡轮机中驱动转子旋转后会冷却、凝结成水，这是一个热力 学问题。凝结的蒸汽会形成液滴，对涡轮机的正常运行产生不利影响。为了解决凝结问题，可以采取以下措施：在涡轮机中增加蒸汽分离器，

让液滴尽可能地与蒸汽分离；采用超临界循环，使蒸汽不凝结而是变为超临界流体等。 四、蒸汽动力循环中的循环流量控制 蒸汽动力循环中的循环流量控制是一个重要的热力学问题。合理控制循环流量可以提高系统的效率和安全性。一个常见的方法是通过调节阀门的开度来控制流量。此外，还可以使用先进的控制系统和传感器来监测和控制循环流量。 五、蒸汽动力循环中的压力问题 蒸汽动力循环中的压力是一个关键的热力学参数，直接影响系统的效率和性能。在蒸汽动力循环中，常见的压力问题包括压力损失以及压力控制。为了解决这些问题，可以采取一些措施，比如增加管道直径、优化管道布局、合理设计阀门等。 综上所述，蒸汽动力循环中的热力学问题是影响系统效率和可靠性的关键因素。通过对热力学基础的理解，我们可以寻找解决热损失、凝结、循环流量控制和压力问题的方法。这些研究成果将为蒸汽动力循环的运行和优化提供重要的理论依据。随着科技的不断进步，我们相信蒸汽动力循环将在能源转换领域发挥更重要的作用。

燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组调差系数优化整定分析与处理

燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组调差系数优化整定分析与处理 作者：*** 来源：《科技风》2021年第36期

摘要：目前，隨着我国电力企业对节能环保越来越重视，以及电网对电厂调峰能力更高的要求，燃气轮机—蒸汽机联合循环电厂在广东电网中的比例不断增加，通过对燃机发电机和汽机发电机励磁系统调差系数进行优化整定，重点研究同套机组间无功分配、机组阻尼，并分析对电力系统稳定器（PSS）的影响，为燃气轮机发电机组的调差系数优化整定工作具有重要的意义。 关键词：励磁系统;调差系数;动态稳定;优化整定 中图分类号：TM712 随着我国经济的持续发展，国内的电力需求持续增加，电力需求量已处于世界首位。目前，国内电网内的发电厂种类较多，其中火力发电以燃煤为主，而燃煤发电存在许多缺点，如

热效率低、高污染以及调峰能力不足等。燃气发电机组是市场新环境和世界环保需求推出的新主力发电机组，其中燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组具有建设周期短、效率高、污染小等优点在热电联产和冷点联产工程中积极作用[1]，随着电网对火力发电企业环保减排及调峰能力的越来越重视，燃气轮机发电机组在我国火力发电力所占比例不断增长。 燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组包括燃气轮机、余热锅炉、蒸汽轮机、发电机以及辅机[2]，因此一套燃气轮机—蒸汽机联合循环发电机组为一台燃气发电机及一台汽轮发电机，两者通过各自的主变压器升压后并接在变电站，主接线如图1所示。 燃机发电单元与汽机发电单元的容量及主变短路电抗存在较大差异，因此需要对两台机组发电机调差系数进行调整优化。调差系数是励磁系统中描述同步发电机无功电压外特性的参数，其值大其值大小不但对发电机电压和无功功率具有重要影响，也间接影响到电网电压水平[3-5]。因此，对燃气轮机—蒸汽机组调差系数优化计算对电网系统稳定有重要作用。 1 励磁系统调差系数 同步发电机励磁系统调差系数的定义如下：发电机在功率因数为0的工况下，发电机无功功率QG从0变化到额定值，发电机机端电压UG随之变化的变化率，调差系数实际是发电机电压调节特性曲线的直线斜率，公式如下所示： 国内外对其中调差系数的极性有不同的规定，国内规定向下倾斜的曲线为正调差;反之，向上倾斜的曲线为负调差，斜率水平平行于QG轴的为零调差，特性曲线如下图2所示。国内与国外励磁厂家定义调差极性的方向相反，而功能意义相同，故在整定优化调差系数时需要特别注意。 目前，广东电网内大型火力发电机组主要的接线方式为发电机—变压器单元接线，燃气轮机—蒸汽发电机组在并列点的总调差系数合理与否将影响到电网的安全经济运行，若调差系数设置过大将增大电网运行电压的调整幅度导致波动加大，降低电网电压质量，影响电网的安全运行;若调差系数设置过小将导致电网系统电压的发生较小波动时，发电机励磁系统率过度响应，输出过多的无功功率，干扰同一母线上并联运行的其他机组的无功分配关系，增加机组的安全运行风险。 随着系统电网规模的扩大，短路电流的成为新机组设计的关键要素，新投运机组的主变压器的短路电抗达到15%以上，减弱机组与电网的联系，使机组对电网电压波动响应的灵敏度变小。因此，对燃气轮机—蒸汽发电机组的调差系数进行优化整定，抵消发电单元主变压器的部分短路电抗，降低发电单元的总调差系数，提高机组对系统电压的波动灵敏度，保持并列运行的机组的总调差系数一致且均为正调差，使不同容量的机组之间无功正确分配，确保机组、电网的稳定运行。

涡轮蒸汽动力机械性能分析与优化设计

涡轮蒸汽动力机械性能分析与优化设计 随着科技的不断进步，涡轮蒸汽动力机械在汽车、工业领域等各个领域中被广泛应用。本文将对涡轮蒸汽动力机械的性能进行分析，并探讨其优化设计的一些方法。 1. 蒸汽动力机械的原理 涡轮蒸汽动力机械是通过蒸汽的冲击力来推动涡轮转动，从而产生能量输出。其基本原理是利用高温高压的蒸汽释放能量，推动涡轮转动，然后通过输出轴输出动力。蒸汽经过喷嘴进入涡轮的叶轮中，与叶轮相互作用，使叶轮产生转动动能，并将能量传递到输出轴。 2. 涡轮蒸汽动力机械的性能分析 涡轮蒸汽动力机械的性能主要由以下几个方面影响： 2.1 效率 涡轮蒸汽动力机械的效率是指输出功率与输入功率之间的比值。提高效率是优化设计的关键目标之一。影响效率的因素包括蒸汽质量、叶片设计、摩擦损失等。蒸汽质量要求高，蒸汽干度低可以降低涡轮的摩擦损失；叶片设计合理，可以提高蒸汽的冲击力，提高效率。 2.2 输出功率 输出功率是涡轮蒸汽动力机械的重要性能指标，直接影响其应用领域的选择。输出功率与蒸汽流量以及蒸汽的压力和温度有关。增加蒸汽的流量、升高蒸汽的压力和温度，可以提高涡轮蒸汽动力机械的输出功率。 2.3 响应速度

涡轮蒸汽动力机械的响应速度是指其从停止状态到达额定转速所需的时间。响 应速度快的涡轮蒸汽动力机械可以更好地适应工作需求，提供更快的动力输出。响应速度受到惯性力、摩擦力等多种因素的影响。减小涡轮的质量和摩擦损失是提高响应速度的关键。 3. 优化设计方法 为了提高涡轮蒸汽动力机械的性能，可以采取以下几种优化设计方法： 3.1 叶轮设计优化 叶轮是涡轮蒸汽动力机械的核心部件，其设计合理与否直接影响到机械的性能。优化叶轮的设计可以通过改变叶片的形状、角度等方式进行。采用适当的叶片角度可以提高蒸汽的冲击力，提高效率。同时，采用先进的材料和制造工艺，减小叶片的质量和摩擦损失，提高响应速度。 3.2 热力学循环优化 热力学循环是涡轮蒸汽动力机械能量转换的基础，其优化可以提高机械的效率。通过改变循环中蒸汽的压力、温度等参数，可以提高输出功率。采用多级循环和再热循环等技术可以进一步提高效率。 3.3 自动控制系统优化 自动控制系统对于提高涡轮蒸汽动力机械的性能至关重要。合理设计控制系统 可以提高机械的响应速度和稳定性。采用先进的控制算法和传感器技术，可以实现对蒸汽流量、压力等参数的精确控制，进一步提高性能。 4. 总结 涡轮蒸汽动力机械是一种重要的能量转换装置，在提高能源利用效率和推动工 业发展方面发挥着重要作用。通过对其性能的分析与优化设计，可以进一步提高其

关于汽轮机热效率提升优化研究

关于汽轮机热效率提升优化研究 汽轮机是一种利用蒸汽驱动的动力机械，广泛应用于发电厂、化工厂等工业领域。作 为热动力系统的核心设备，汽轮机的热效率直接影响着整个系统的能量利用效率和经济性。提升汽轮机热效率成为了工程技术领域的重要课题之一。本文将探讨汽轮机热效率提升的 优化研究。 一、汽轮机热效率提升的意义 汽轮机的热效率是指单位时间内从蒸汽中获得的功率与燃料燃烧释放的能量之比。提 升汽轮机热效率具有重要的意义： 1. 节能减排：提升汽轮机热效率可以减少燃料消耗，降低能源损失，从而达到节能 减排的目的，减少对环境的影响。 2. 降低成本：通过提升热效率，可以降低单位发电量的燃料消耗，减少生产成本， 提高企业经济效益。 3. 提高可靠性：热效率的提升意味着更有效地利用蒸汽能量，从而减少对热动力系 统的负荷，延长设备寿命，提高运行可靠性。 汽轮机的热效率提升可以从以下几个方面进行优化： 1. 设备改进：对汽轮机的关键部件，如叶片、叶片根部、汽机内部结构等进行优化 改进，降低能量损失，提高热效率。 2. 预热系统优化：预热系统对汽轮机的热效率影响较大，通过优化预热系统的结构 和工艺参数，可以提高汽轮机热效率。 3. 过热和再热系统优化：合理设计和运行过热和再热系统，减少蒸汽温度的损失， 提高热效率。 4. 过程参数优化：对汽轮机运行过程中的参数进行优化调整，如供热温度、压力等，可以提升汽轮机的热效率。 汽轮机热效率提升的关键技术主要包括： 1. 高温材料：采用高温材料来制造汽轮机关键部件，如铬钼钢、镍基合金等，以增 加部件的耐高温能力，减少能量损失。 2. 高效叶片设计：采用先进的数值模拟技术和先进材料制造工艺，设计出高效叶片 结构，减小气膜阻力，提高汽轮机的热效率。

热力学循环在发电厂中的运用

热力学循环在发电厂中的运用 随着现代工业的发展，电力已经成为人们生活中必不可少的能源之一。而发电厂作为电力的主要生产场所，其运作原理离不开热力学循环的应用。本文将探讨热力学循环在发电厂中的运用，并介绍其中的一些关键技术和挑战。 一、热力学循环的基本原理 热力学循环是指通过能量的转化和传递来实现能源转换的过程。在发电厂中，常用的热力学循环包括蒸汽动力循环和燃气轮机循环。蒸汽动力循环是利用燃烧产生的热能将水转化为蒸汽，然后通过蒸汽驱动涡轮机发电。而燃气轮机循环则是直接利用燃烧产生的高温高压气体驱动涡轮机发电。 二、蒸汽动力循环的运用 蒸汽动力循环是目前发电厂中最常用的一种热力学循环。其基本原理是将燃烧产生的热能转化为蒸汽，然后通过蒸汽驱动涡轮机发电。在这个过程中，需要解决的关键问题包括燃烧效率、蒸汽发生器和涡轮机的设计等。 首先，燃烧效率是影响发电效率的重要因素之一。燃烧过程中，燃料的能量被转化为热能，然后通过热交换将热能传递给水，使其转化为蒸汽。因此，提高燃烧效率可以增加热能的转化效率，从而提高发电效率。 其次，蒸汽发生器的设计也是关键的一环。蒸汽发生器负责将燃烧产生的热能传递给水，使其转化为蒸汽。在设计蒸汽发生器时，需要考虑燃料的种类、燃烧方式、热交换效率等因素，以确保蒸汽的质量和温度达到要求。 最后，涡轮机的设计也对发电效率有着重要影响。涡轮机负责将蒸汽的动能转化为机械能，从而驱动发电机发电。在设计涡轮机时，需要考虑蒸汽的压力、温度和流量等因素，以及涡轮机的转速和叶片形状等因素，以提高能量转化效率。三、燃气轮机循环的运用

燃气轮机循环是一种高效的热力学循环，其原理是直接利用燃烧产生的高温高 压气体驱动涡轮机发电。与蒸汽动力循环相比，燃气轮机循环具有启动快、效率高和排放少等优点。 燃气轮机循环的关键技术包括燃烧室设计、气体涡轮机设计和废热回收等。燃 烧室的设计直接影响燃烧效率和燃料的利用率。气体涡轮机的设计则需要考虑气体的压力、温度和流量等因素，以及涡轮机的转速和叶片形状等因素，以提高能量转化效率。废热回收则可以利用燃气轮机排出的废热来产生蒸汽，从而提高整体发电效率。 四、热力学循环的挑战与未来发展 虽然热力学循环在发电厂中有着广泛的应用，但仍面临一些挑战。首先，燃料 资源的有限性和环境污染问题是当前亟待解决的问题。随着全球能源需求的增长，传统的化石燃料已经难以满足需求，并且燃烧产生的废气和废热对环境造成了严重的污染。因此，发展清洁能源和提高能源利用效率是未来发展的重要方向。 其次，热力学循环的效率提升空间有限。目前，蒸汽动力循环和燃气轮机循环 的效率已经相对较高，但仍存在一定的提升空间。因此，需要进一步研究和开发新的热力学循环技术，以提高发电效率和减少能源消耗。 总之，热力学循环在发电厂中发挥着重要的作用。通过不断的技术创新和发展，可以提高发电效率，减少能源消耗，实现可持续发展。同时，也需要加强对清洁能源的研究和开发，以应对能源短缺和环境污染等问题。通过这些努力，我们可以为人类提供更加可靠、高效和环保的电力供应。

F级燃气--蒸汽联合循环机组效率优化分析

F 级燃气 -- 蒸汽联合循环机组效率优 化分析 【内容摘要】为提高F级燃气--蒸汽联合循环机组的运行效率，实现节能降耗，从机组参数优化，夏季部分负荷运行优化等方面进行全面分析，结合本项目 主要承担调峰运行功能，年运行小时数及利用小时数偏低，不建议增加较多设备 初投资进一步提高汽机进汽参数。通过调整燃机IGV水平，选择合理的燃机燃烧 器系统，加热入口空气等方式提高联合循环机组部分负荷效率。 1 问题的提出 广东能源揭阳大南海天然气热电联产项目建设4套F级容量480MW“1+1”燃 气－蒸汽联合循环机组主要用于调峰，年平均负荷率低造成部分高品位能源浪费，严重影响联合循环机组整体经济性。因此，特对燃气-蒸汽联合循环机组的效率 优化及部分负荷提效技术进行研究。 2 机组参数优化 在余热锅炉和汽轮机性能之间进行的一个最优化热力计算选择机组最佳参数，通过充分计算、分析和论证，为汽轮机的设计提供最优化参数。通过F级燃机- 蒸汽联合循环机组565℃/565℃、588℃/588℃和600℃/600℃三种主蒸汽/热再 热蒸汽参数热平衡分析，结果表明：联合循环机组发电出力、发电效率和余热锅 炉换热面积随蒸汽参数的提高而增加。根据设备厂家提供数据，提高机组参数主 要设备投资相应增大，F级燃气-蒸汽联合循环机组588℃/588℃方案：余热锅炉 增加1107万元、主再热管道系统增加147万元、汽轮机增加1315万元，合计增 加2570万元；600℃/600℃方案：余热锅炉增加1882万元、主再热管道系统增 加129万元、汽轮机增加1403万元，合计增加3414万元。 提高机组进汽参数后，设备初投资增加较多。故不建议提高汽机进汽参数， 维持F级联合循环机组565℃/565℃进汽参数，保证较低的工程投资。

影响燃气-蒸汽联合循环机组蒸汽轮机快速启动的结构因素及选型建议

影响燃气 -蒸汽联合循环机组蒸汽轮机快速启动的结构因素及选型建议 摘要：本文阐述了燃气-蒸汽联合循环发电机组配套汽轮机频繁启停的要求、快速启动的必要性、制约汽轮机快速启动的因素。通过理论和实例，分析汽轮机 结构对各制约因素的影响；通过对比分析，研究缩短启动时间、提高机组快速启 动性能的汽轮机结构。针对燃气-蒸汽联合循环发电机组频繁启停、快速启动的 要求，提出了配套汽轮机选型和结构优化建议。 关键词燃气机组汽轮机快速启动汽轮机结构热应力热膨胀 1. 引言 因为天然气发电能源成本较高、燃气发电机组调节性能良好，按照国际上发 达国家的电能结构规划，燃气发电机组一般作为电网调峰机组。根据我国《天然 气发展“十三五”规划》意见，强调“积极发展天然气调峰机组”。 作为调峰机组，启停频繁系其运行特点，实际运行中，部分机组需要每日 “朝启晚停”，在建设期设备采购时即应以“朝启晚停”的运行方式进行设计选型。在现阶段电力供求不平衡的状况下，部分机组常常处于备用状态，而备用机 组需要根据电网调度要求实现快速启动。从经济效益上考虑，缩短机组启动时间 尽快进入稳定负荷运行工况，可有效降低机组能耗、提高经济效益，对频繁启停 机组尤其明显。 对于燃气-蒸汽联合循环发电机组，其燃气轮机组可实现快速启动并带满负荷，余热锅炉达到额定出力的时间较短，整套机组启动并带满负荷时间主要受蒸 汽轮机制约。因此，从加快蒸汽轮机启动升负荷速度着手，可有效缩短燃气-蒸 汽联合循环机组整套启动时间，实现快速启停。

由此可见，为更好发挥机组调峰功能、满足电网调度快速启动要求、提高电 厂经济效益，作为燃气-蒸汽联合循环机组配套的蒸汽轮机应具备良好的快速启 动性能。 目前投运的部分发电厂燃气-蒸汽联合循环机组，因汽轮机启动时间过长， 难以适应快速启动、频繁启停的要求。 2.正文 一、制约汽轮机快速启动的因素 汽轮机的启动曲线对汽轮机启动过程参数调整和启动时间进行了大体规定， 机组启动过程需充分考虑保证机组安全稳定、减少疲劳损伤、延长使用寿命等要求，各参数升速率和总体启动时间受到热应力、热膨胀、热变形等各种因素制约。 1、汽轮机的热应力及热变形造成的损害 汽轮机启动过程中，由于汽缸和法兰内外壁之间、转轴外表面与轴心之间存 在温度差，尤其是冷态启动过程，该温差更大，由此在各金属部件内部产生热应 力及不平衡热变形。 该热应力达到屈服极限值时，将产生塑性变形；在反复多次出现热应力变化后，将产生疲劳损伤。 为避免产生塑性变形及减缓疲劳损伤，通常需延长机组启动时间，降低进汽 升温速度，减少机组启停次数。对于燃气机组，恰恰是需要尽量缩短启动时间、 频繁启停。 2、汽轮机动静部件之间胀差引起的碰磨 汽轮机启动过程中，转子随蒸汽温度变化而产生的膨胀与汽缸相比更为迅速，二者沿轴向绝对热膨胀的差值，称为相对热膨胀差，简称胀差。当该胀差值大于 动静部件之间的轴向间隙值，将产生动静部件碰磨。

汽机相对内效率

汽机相对内效率 1. 引言 汽机相对内效率是指汽轮机在工作过程中转换热能为机械能的能力。它是评估汽轮机性能优劣的重要指标之一。本文将从理论与实践两个方面探讨汽机相对内效率的相关内容。 2. 理论基础 2.1 热力循环 汽轮机的工作原理基于热力循环，常用的热力循环包括理想循环和实际循环。其中，理想循环假设没有内部损失，并满足卡诺循环的条件；而实际循环考虑了摩擦、泄漏等损失。 2.2 等熵过程 等熵过程是指在没有传热和传质的情况下，系统所进行的可逆过程。在汽轮机中，蒸汽在高压到低压阶段通过等熵过程进行膨胀，使得蒸汽中的内能转化为动能。 2.3 内效率定义 汽机相对内效率（ηr）定义为实际功输出与理论最大功输出之比。它反映了汽轮 机在给定工作条件下的能量转换效率。 3. 影响汽机相对内效率的因素 3.1 蒸汽参数 蒸汽参数是指蒸汽的温度和压力。提高蒸汽温度和压力可以增加汽机相对内效率。然而，过高的蒸汽温度和压力会带来安全隐患和设备寿命问题。 3.2 回热利用 回热利用是指将高温排气蒸汽中的余热回收利用。通过回热，可以提高循环效率，降低燃料消耗。 3.3 湿度损失 湿度损失是指在汽轮机中，由于水分含量过高导致部分能量转化为水滴而不能转化为动能的损失。湿度损失会降低汽机相对内效率。

3.4 摩擦与泄漏 摩擦与泄漏是实际循环中常见的损失。摩擦会导致能量转化为热量而无法转化为动能；泄漏则会造成工作流体流失。减小摩擦与泄漏可以提高汽机相对内效率。 4. 提高汽机相对内效率的方法 4.1 提高蒸汽参数 通过提高蒸汽温度和压力，可以增加汽机相对内效率。这需要考虑到材料性能、设备安全等因素。 4.2 回热利用技术 回热利用技术可以将高温排气蒸汽中的余热回收利用，提高循环效率。常见的回热利用技术包括中间再加热和再循环。 4.3 减小湿度损失 减小湿度损失可以通过提高过热度和降低凝结器温度来实现。合理设计过热器和凝结器，控制水分含量，可以有效降低湿度损失。 4.4 减小摩擦与泄漏 减小摩擦与泄漏可以通过改进密封结构、提高润滑条件等方法实现。优化设计和选用适当的材料也能减少摩擦与泄漏。 5. 实际应用案例 以某发电厂为例，该厂引进了一套新型汽轮机，并采取了一系列措施来提高汽机相对内效率。其中包括提高蒸汽参数、优化回热利用系统、改进湿度控制和减小摩擦与泄漏。经过改造后，汽机相对内效率提高了10%，燃料消耗降低了5%。 6. 结论 汽机相对内效率是评估汽轮机性能的重要指标，其受到多种因素的影响。通过合理选择蒸汽参数、采用回热利用技术、控制湿度损失和减小摩擦与泄漏，可以有效提高汽机相对内效率。在实际应用中，需要综合考虑各种因素，并根据具体情况采取相应的措施来优化汽轮机性能。 参考文献： 1. 张明. 汽轮机理论与设计[M]. 中国电力出版社, 2018. 2. 袁振华, 王宇航, 杜卫东. 大功率电站锅炉与汽机组[M]. 化学工业出版社, 2019.

一种新的蒸汽动力循环研究

一种新的蒸汽动力循环研究 作者：苟仲武 来源：《海峡科技与产业》 2016年第10期 摘要：本文提出一种新的蒸汽动力循环方式，以期利用蒸汽工质的流体热力学综合特性， 实现动力循环全过程热效率的提高。 Abstract: This paper proposes a new way of steam power cycle, according to the working mediumvapor hydrodynamic characteristics, improve power cycle thermal efficiency of the whole process. 关键词：朗肯循环；蒸汽动力；节能减排；火力发电 1朗肯循环 朗肯循环(英语：Rankine Cycle)也被称为兰金循环，是一种将热能转化为功的热力学循环。郎肯循环从外界吸收热量，将其闭环的工质（通常使用水）加热，实现热能转化做功。朗肯循 环理论虽然诞生于19世纪中期，但即便到了今天，郎肯循环仍产生世界上90%的电力，包括几 乎所有的太阳能热能、生物质能、煤炭与核能的电站。郎肯循环是支持蒸汽机的基本热力学原理。 因为郎肯循环诞生的那个时代正处于第一次工业革命的开始阶段，研究热力学的材料、加工、设计、控制等综合基础条件，包括相关学科理论研究和现在差距很大，有必然的历史局限性，以现在的技术水平去衡量、分析，难免要存在一些缺陷和不足。 1.1郎肯循环应用特点 朗肯循环实现工质水的闭环循环，大大减少水资源的消耗，但是为了实现闭环，必须将水 蒸气冷凝为水，然后再把几乎不能被压缩的液态工质加压，才能使之进入下一个动力循环。热 量只能参与一次做功循环，不能转换为功的热量必须被抛弃，因此，应用朗肯循环的工业系统 热量浪费巨大、热效率难以提高！ 实现蒸汽直接再利用通常能想到的就是机械再压缩，但由于工作过程中需要消耗机械能， 通过直观的能量守恒定律分析费效比很低，实际应用中一般不会采用这种技术来实现蒸汽再循 环利用。 在郎肯循环诞生的历史条件、技术条件下，可以不考虑、也没有能力考虑热回收，人们习 惯于接受凝汽环节的大量热量必须以低温形态散失。另外，水的凝结热几乎是常见工质中最大的，工作温段也偏高，但是综合考虑当时的条件，从成本、安全、环保等综合因素考虑，直到 现在，也似乎只有水是最理想的工质。 1.2理论应用发展现状 目前传统朗肯循环理论应用中多用回热、再热等改进循环方式提高效率，还采用增加蒸汽 温度、压力的临界、超临界工作模式来提高效率。这些方法根本的思路都是尽可能提高有效功 在全部消耗热能中的比例。 另外还有采用有机工质（非水蒸气）来实现朗肯循环，即有机朗肯循环，它改变了温度较 低情况下的循环效率，还是存在凝结热浪费的问题。

郎肯循环

一、朗肯循环 1．水蒸气的卡诺循环 根据热力学第二定律，再一定的温度范 围内，以卡诺循环的热效率为最高，而且热 效率的大小与工质的性质无关，只取决于热源和冷源的温度，即H L t T T -=1η。 卡诺循环由两个定温过程和两个绝热 过程所组成。从理论上说，以水蒸气做工质的卡诺循环是可能实现的。因为在饱和水的定压汽化和饱和蒸汽的定压凝结过程中，水蒸气的温度都保持不变，因此水蒸气的定温加热和定温冷却过程可以在湿蒸汽区域进行，可以画图表示如右。从组成循环的四个过程来看，与理想的卡诺循环完全一致，但是实际上，由于下述原因，卡诺循环在蒸汽动力装置中并不被应用。 卡诺循环只可以应用于饱和蒸汽区，这使得可利用的温差不大，导致循环热效率不高。因饱和蒸汽的最高温度为临界温度，使得卡诺循环的上限温度T H 受水蒸气临界温度的限制，最高不能超过374℃，否则就不能实现定温吸热过程。所以，虽然锅炉的炉膛温度可达到1500℃，金属材料的耐热温度也在600℃以上，但水蒸气按卡诺循环运行时，这些温差极限都不能被利用。同时，因放热温度的下限为大气温度，这使得卡诺循环可利用的温差不大，循环的热效率受到限制。 水蒸气按卡诺循环工作时，在2－3定温放热过程中，蒸汽只部分凝结，图中的3 点处于湿蒸汽区，而湿蒸汽的比体积很大，对其进

行绝热压缩一方面需要尺寸庞大的压缩机，另一方面耗功也很大。水蒸气按卡诺循环时，1－2绝热膨胀过程的终态蒸汽湿度很大，对气轮机末几级的叶片侵蚀严重，危及气轮机的安全运行。气轮机一般要求做工后的乏汽不小于0.85～0.88。 由于以上原因，虽然以水蒸气作为工质可以构成卡诺循环，但在实际上它并不被采用。不过，研究水蒸气作为工质的卡诺循环有助于更好的了解实际装置所采用的基本循环的作用、原理及其存在的问题，同时也有助于对基本循环提出各种改进的方向和办法。 2．朗肯循环 针对上述卡诺循环中压缩湿蒸汽时压缩机存在的困难和缺点，将上图中2－3过程的终点继续进行到饱和水线上，将作完功的乏汽全部凝结为饱和水，这是压缩的对象是液相的水，体积小、压缩性小，只需采用结构较小的水泵对水进行绝热压缩即可，耗功也可大大减小。针对卡诺循环中工质加热温度不高和做功后乏汽湿度过大的问题，我们将吸热过程线4－1沿着定压线延伸到过热蒸汽区，采用过热蒸汽来代替饱和蒸汽，使蒸汽的初温提高，从而提高循环过程的平均吸热温度，可达到提高温差、增加气轮机乏汽干度的目的。 用此种方法构成的切实可行的蒸汽循环称为朗肯循环，其初终态参数不像在湿蒸汽区的卡诺循环有那么严格的限制，所以朗肯循环被广泛地应用到各种蒸汽动力装备中，是工程上应用的最基本的热力循环。 （1）教材图5－32为朗肯循环的装置示意图。水首先在锅炉和