聯合循環
編輯系統屬性注意:共軛變量以斜體顯示
材料特性
- 屬性數據庫
可壓縮性 β = ? {\displaystyle \beta =-}
熱膨脹 α = {\displaystyle \alpha =}
方程式
- 卡諾定理
- 克勞修斯定理
- 基本關系
- 理想氣體定律
- 麥克斯韋關系
- Onsager 互惠關系
- 布里奇曼方程
- 熱力學方程表
潛力
- 自由能
- 自由熵
- 內能 U ( S , V ) {\displaystyle U(S,V)}
- 焓 H ( S , p ) = U + p V {\displaystyle H(S,p)=U+pV}
- 亥姆霍茲自由能 A ( T , V ) = U ? T S {\displaystyle A(T,V)=U-TS}
- 吉布斯自由能 G ( T , p ) = H ? T S {\displaystyle G(T,p)=H-TS}
聯合循環發電廠是一組熱力發動機,它們從同一熱源串聯工作,將其轉化為機械能。 在陸地上,當用于發電時,最常見的類型稱為聯合循環燃氣輪機 (CCGT) 設備。 同樣的原理也用于船舶推進,它被稱為燃氣和蒸汽聯合 (COGAS) 裝置。 結合兩個或多個熱力學循環可以提高整體效率,從而降低燃料成本。
原理是在xxx臺發動機完成其循環后,工作流體(排氣)仍然足夠熱,以至于第二臺后續熱力發動機可以從排氣中的熱量中提取能量。 通常熱量會通過一個熱交換器,這樣兩臺發動機就可以使用不同的工作流體。
通過從多個工作流中產生能量,整體效率可以提高 50-60%。 也就是說,從簡單循環的 34% 系統整體效率,到聯合循環特定條件下僅渦輪機凈值高達 64% 的凈效率。這超過了渦輪機理論效率的 84% 卡諾循環。 熱機只能使用其燃料的部分能量,因此在非聯合循環熱機中,燃燒產生的剩余熱量(即熱廢氣)被浪費了。
歷史循環
編輯歷史上成功的聯合循環使用了水銀蒸汽輪機、磁流體動力發電機和熔融碳酸鹽燃料電池,以及用于低溫底部循環的蒸汽設備。 由于處理大質量流量和小溫差所需的設備尺寸非常大,極低溫底部循環成本太高。 然而,在寒冷的氣候中,出售熱水和空間供暖的熱電廠水是很常見的。 真空絕熱管道可以讓該公用設施達到 90 公里。 這種方法稱為熱電聯產 (CHP)。
在固定式和船用發電廠中,廣泛使用的聯合循環具有大型燃氣輪機(通過布雷頓循環運行)。 渦輪機的熱廢氣為蒸汽發電廠(通過朗肯循環運行)提供動力。 這是一個聯合循環燃氣輪機 (CCGT) 工廠。 這些在基本負載運行中實現了約 64% 的同類最佳實際(見下文)熱效率。 相比之下,單循環蒸汽發電廠的效率僅限于 35% 至 42%。 許多新發電廠使用 CCGT。 固定式 CCGT 從煤中燃燒天然氣或合成氣。 船舶燃燒燃油。
也可以使用多級渦輪或蒸汽循環,但 CCGT 電廠在發電和船用動力方面都具有優勢。 燃氣輪機循環通常可以非常快速地啟動,從而立即提供動力。 這避免了對單獨的昂貴調峰設備的需要,或讓船舶機動。 隨著時間的推移,二次蒸汽循環將升溫,從而提高燃料效率并提供更多動力。
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