火電廠為什麼不用卡諾迴圈
首先,我們來談一下工質。現代大型火電廠的輸出功率都很大,所需工質量也很大。而水蒸氣是一種相對廉價的物品,而且無毒無害。這樣使水蒸氣很自然的成為火電廠執行中的理想工質。
所謂卡諾迴圈,是由可逆定溫吸熱、可逆絕熱膨脹、可逆定溫放熱、可逆絕熱壓縮四個過程組成。
首先,我們從實際上來說,定溫吸熱很難實現,因為經絕熱壓縮的水很難達到對應壓力下的飽和溫度。其次,即使我們忽略水預熱階段的吸熱(在工作壓力不高的情況下相對汽化潛熱不大)認為吸熱為定溫過程。
我們知道,水蒸氣的臨界溫度約為374度,常溫一般為20度。由此計算可得,卡諾效率為47.4%,再加上實際的各項損失,將使火電廠的效率很低。
另外,由於臨界狀態與膨脹後狀態之間的焓降較小,使得在單位時間做出同樣功需要更多的工質,這將加大化學制水的成本,增加裝置投資(為保證工質的經濟流速,必須加大管道管徑等)。
還有,吸熱過後的飽和蒸氣在汽輪機中做功,將會很快變成溼蒸汽,溼蒸汽中的小水滴會加速汽輪機葉片的腐蝕,還會造成小水滴阻塞氣流通道,使氣流不暢,產生強烈的震動,這是實際執行中絕對禁止的。
在現場實際執行中,目前採用的是朗肯迴圈,其有效的解決了上述問題,由於朗肯迴圈中的工質為過熱蒸氣,提高了吸熱溫度使迴圈效率得到大幅提高其次,由於焓降增加減少了裝置投資足夠的過熱度,使汽輪機帶水現象不復存在。
如今,隨著高引數、大容量機組的不斷出現,我國的電力市場將迎來新的春天。
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