机炉电齐活！咱们似乎能迈入电气时代了？

2023-06-13 14:42:39

说了这么多，咱们似乎能摸到第二次工业革命——电气革命的边了？才第二次工业革命...别太灰心，在找到更好的替代能源之前，电气技术永远

说了这么多，咱们似乎能摸到第二次工业革命——电气革命的边了？

才第二次工业革命...

别太灰心，在找到更好的替代能源之前，电气技术永远是工业X.0的命根子。

如果没有电气技术。

我们现在的计算机应该长这样。

差分机“你也配挖比特币？”

我们的手持计算器会长这样。

图源：新浪微博“尖峰视界”

防暴警察长这样

莱因哈特：“这车我不推”

我们在前几篇文章中分别介绍了锅炉，汽轮机，发电机，这三样被称为火电厂的三大主机。

似乎可以拼一个火电厂从蒸汽朋克迈入电气时代了！

说实话，抛开所需的基础学科、设计、材料、加工工艺、控制系统、组装技术不说，光有这几样东西连火都点不着...我在前几篇文章中写的东西连水到蒸汽的循环过程都没有说全。

很难想象从一个一穷二白的农业大国变成一个令人敬畏的世界头号工业国和制造业中心，前辈们究竟付出了怎样的努力。

言归正传

我们把已知的东西拼一拼，先出来一个大概的模样。

锅炉烧开水，水变成过再热蒸汽冲动汽轮机，汽轮机旋转带动励磁机给转子励磁，转子电磁铁切割定子线圈产生三相感应电动势发出三相交流电。天衣无缝，简直完美。

然鹅

冲完汽轮机的蒸汽，哪里去了？发出来的三相交流电，就直接送到家里去了？

微信号后台有小伙伴好奇的问我，火电的流程到底是怎样的。

那么今天我们就来说一说火电厂中的汽水循环。我们刚刚说的天衣无缝的流程，其实有个专门的名词，叫做朗肯循环。

大家好请叫我Rankine

似乎还有两三样东西没有见过

我们之前说到再热蒸汽进入汽轮机中低压缸做功后，就没有下文了，实际上释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。

这个乏汽可不能浪费了，锅炉里的水为了防止锅炉结垢、腐蚀，锅水起沫。去掉了水里的悬浮杂质、胶体杂质、气体杂质、离子杂质。用的水叫做除盐水，处理过程很复杂，水质也是非常高的。

我这个人，能上图就绝不废话。

许多澡堂，游泳池，为了节约成本，都选择从大型锅炉拉热水而不是自己烧。但是他们拉的热水是普通的生活消防水被连续排污蒸汽加热的。连续排污大家也不用担心，主要是锅水中的悬浮物、盐和碱，并不是大家心目中的污污污污污污的水。本身产生连续排污蒸汽的除盐水水质就是很高的。

我们把做完功的乏汽，通入到一个密闭的容器当中，用外部自然温度的水进行冷却。蒸汽遇冷凝结成水。被给水泵重新打入锅炉进行再次加热循环。这个密闭用来冷凝的容器，我们叫做凝汽器，外部自然温度来冷却用的水，叫做循环水，蒸汽凝结体积缩小形成的负压，叫做凝汽器真空。

这种蒸汽在汽轮机内做功后，除有一部分轴封漏气外，全部排入凝汽器。在热力系统中没有回热抽汽及回热加热器的汽轮机成为纯凝汽器汽轮机。

但是这样一想不行啊，这好不容易烧成蒸汽的水，绕了一圈又回到了原点，结果还得从近乎常温加热回过热蒸汽，太浪费了。于是就从汽轮机的某一级或者几级当中做功过后的蒸汽抽出来，用来加热凝结水和给水。

这就构成了另一种循环。

回热循环

这样可以提高工质的平均吸热温度，减少凝汽器中被冷却水带走的热量。简而言之，可以节能！省煤耗！节约成本！挣钱！

你们以为这样就结束了？奶衣服！太小看万恶的资本主义了。

一旦有适当的利润，资本就胆大起来。如果有10%的利润，它就保证到处被使用；有20%的利润，它就活跃起来；有50%的利润，它就铤而走险；为了100%的利润，它就敢践踏一切人间法律；有300%的利润，它就敢犯任何罪行，甚至冒绞首的危险。——托马斯·约瑟夫·登宁

一定的给水温度下，抽汽次数越多，循环的热效率就越高。但是随着抽汽的增加，热效率递增越来越小，而设备投资费用大为增加，系统复杂，安装运行和维护困难，因此回热级数不宜过多。

高温高压的抽汽被送至高压加热器(简称高加)对给水进行加热。一般由3段抽汽组成高加组。第4段抽汽用于除氧器，辅助蒸汽，小汽轮机汽源。剩下的5678抽汽压力低，温度低被称为低压加热器，简称低加。给水是顺着87654321加热器的顺序被依次加热的，这个我们以后再说。

抽汽压力不能被调整的汽轮机叫做凝汽式汽轮机。而抽汽压力可以在某一范围加以调整，有1至2级可以调整的抽汽压力供于采暖和工业用气的汽轮机叫做调整抽汽式汽轮机。

分割线

北方的同学，到南方可能有一种特别的人生体验就是。

我是一只来自北方的狼！

却在南方被冻成了狗

最主要的原因就是南方没有集中式供暖。

而集中式供暖的主要来源就是我现在要说的背压式汽轮机。

蒸汽在汽轮机内做功后，以高于大气压力被排入排汽室，以供热用户采暖或工业用汽。这种汽轮机在热力系统中只有给水加热器没有凝汽器，因而不存在冷源损失，热能利用率高。由于其排汽直接供给用户，不能少供也不能储存。热负荷大时，发电处理可以达额定负荷；供热量少时，电力负荷也被限制。因而背压式汽轮机的运行方式是以热定电，它不能单独运行，而是与电力系统并列运行，以系统内的电力去调节背压式汽轮机供热的余缺。

。

最后还剩一种叫做中间再热式汽轮机。为了提高发电厂的热经济学和适应大机组发展的需要，蒸汽初参数在不断提高，但主蒸汽温度的升高收到金属材料及制造成本的限制，不能无限制的提高。随着主汽压力的提高，蒸汽在汽轮机中膨胀至终了的湿度增大。为了使排汽温度不超过允许温度，采取了蒸汽中间再热，成为中间再热式汽轮机。这种汽轮机是将高压缸做完功的蒸汽，再送回锅炉再热器中加热到接近于新蒸汽的温度，然后回到汽轮机的中压缸继续做功。蒸汽采取中间再热，不进减少了汽轮机排汽湿度，还改善了汽轮机末几级叶片的工作条件，提高了汽轮机的相对内效率。