气耗率指的是每产生1kWh的功（3600kJ）需要消耗多少千克的蒸汽量，用符号d表示。即

d?3600 w0因为1kg蒸汽在一个朗肯循环中所作的有用功（忽略泵功）为w0?h1?h2，所以朗肯循环的气耗率为

d?36003600 ?w0h1?h2例题参考书p100例7-1。

二、蒸汽参数对循环热效率的影响 1．蒸汽初温对热效率的影响

在保持蒸汽初压p1和乏汽压力p2不变的情况下，提高蒸汽初温可以使循环的热效率提高。如右图所示。将初温从T1升高到T2，其他条件均不变，可看出，由于初温的升高，吸热过程的平均温度比将升高，而放热过程的温度不变，所以提高初温后，循环的热效率必然提高。此外，还可看出，初温提高后，循环中每千克工质所作的功增大，因而根据

气耗率的定义，提高初温可使循环的热效率降低。而且初温的提高还可使乏汽的干度增大，如图所示，乏汽干度由原来的x2增到到x2a，可减少气轮机末几级叶片的水冲击、汽蚀，有利于气轮机的安全运行。

但是，初温的提高不可避免的受到过热器金属材料乃高温性能的限制，故目前初温还限制在600℃左右。

2．蒸汽初压对热效率的影响

如有图所示，在保持蒸汽初温和乏汽压力不变的条件下，提高蒸汽的初压p1也可以使循环热效率提高。从图中可看出，随着初压的升高，乏汽的干度x2将迅速降低，当乏汽干度低于安全值时，将危及气轮机的安全运行，所以初压的提高

受到排气干度的限；同时，随着初压的提高，对设备强度的要求也随之提高。因此，工程上常采用初压、初温同时升高的办法，以此能使乏汽干度的增减互补，达到较为理想的效果。

3．乏汽压力对热效率的影响

在保持蒸汽初温和初压都不变的情况下，降低乏汽压力p2也可以使循环热效率提高，如图所示。由于乏汽是湿蒸汽，其温度为对应的乏汽压力所对应的饱和温度，也是循环的平均放热温度，随着p2的降低，乏汽压力所对应的饱和温度，即放热过程的平均温度将明显降低。虽然由于放热温度的降低使得锅炉给水温度也降低，不过这个降低幅度非常小，则循环的温差还是将增大，从

而明显提高热效率。

但是过低的乏汽压力回事乏汽的比体积大大增加，导致气轮机尾部尺寸加大，同时，降低p2就意味着降低t2，而t2比须保证高于凝汽器中冷却水的温度，否则放热过程无法进行，因此，p2的降低要受到环境温度的影响，另外有图可以看出，降低p2还会引起乏汽干度降低，这也是不利的。

目前火电厂中常用的乏汽压力在0.004MPa～0.005MPa左右，其对应的乏汽温度为28.98℃～32.90℃。显然，蒸汽动力装置循环在运行中其乏汽压力（即排气温度）将随着环境季节性气温的变化而变化。

三、再热循环 我们知道，提高蒸汽初压将引起乏汽的干度下降，而提高蒸汽初温又要受到金属材料的限制。为解决这个矛盾，常采用蒸汽中间再过热的办法。蒸汽中间再过热的设备系统如图所示。

所谓蒸汽中间再过热，就是将汽轮机（高压部分）内膨胀至某一中间压力的蒸汽全部引出，进入到锅炉的再热器中再次加热，然后回到汽轮机（低压部分）内继续作功。再热循环的T-s图如图所示。经过再热以后，蒸汽膨胀终了的干度x有明显地提高。这里应着重指出,虽然最初只是将再热作为解决乏汽干度问题的一种办法，而发展到今天，它的意义已远不止此。现代大型机组几乎毫无例外地都采用再热循环，因此它已成为大型机组提高热效率的必要措施。

q1?(h1?h4)?(h6?h5)分析：

忽略水泵消耗功， 循环作功： wT?(h1?h5)?(h6?h2)循环热效率：

wT(h1?h5)?(h6?h2）??? tq1(h1?h4)?(h6?h5）

再热循环的汽耗率为 d?36003600?kg/kWh ?h1?h5???h6?h2?w0四、回热循环

回热循环是现代蒸汽动力循环所普遍采用的循环。它是在朗肯循环的基础上，对吸热过

程加以改进而得到的。由对朗肯循环的分析中已经知道，其热效率低的主要原因是工质的吸热平均温度不高。提高吸热过程的平均温度，以减少烟气与蒸汽之间的传热温差，是提高蒸汽动力循环热效率的根本途径。提高工质吸热平均温度的基本措施有二。除前述提高蒸汽初参数以提高蒸汽吸热过程的平均温度以外，另一个基本措施就是改善吸热过程。为了说明这个问题，现在我们来研究朗肯循环图所示的蒸汽吸热过程4-5-1。其中，4－5是水的预热段，是整个吸热过程中温度最低的部分。显然，若能将这一低温的吸热段加以改进，则循环的吸热平均温度将有较大的提高。改进这一低温吸热段可以有两种方法。一种方法是，当蒸汽冷凝到图中状态点6时,即用压缩机将汽水混合物定熵压缩至点5，使锅炉内的吸热过程直接由5点开始。这种方法虽然可以避免低温吸热段，但它需用体积庞大的压缩机。前已介绍，这种方法既难实现又不经济。另一种方法是采用回热。所谓回热，即利用在汽轮机内作过功的蒸汽来加热锅炉给水，借以减少或者消除液态区低温工质的对外吸热段,从而提高循环吸热平均温度,提高热效率。 上图表示一种具有一级抽汽的回热装置。

与朗肯循环相比，具有一级抽汽发回热循环装置增加了一个回热加热器和一台凝结水泵及相应的管道。回热加热器通常分为表面式加热器和混合式加热器两种，此处涉及的回热加热器为混合式。其工作过程如下：1kg压力p1、温度t1的新蒸气进入汽轮机绝热膨胀做功，压力降到p0（状态0）时抽出αkg蒸气，将其引入回热加热器中进行定压凝结放热，成为αkg的饱和水（状态为0′）。汽轮机中剩下的（1-α）kg蒸气继续绝热膨胀做功至压力为p2（状态2），然后进入凝汽器凝结成压力为p2下的饱和水，再经凝结水泵升压打入回热加热器中，接受αkg抽汽凝结时所放出的热量，温度升高，成为p0压力下的饱和水，并于αkg抽汽凝结成的水混合而成1kg的流量，排除回热加热器，最后这1kg p0压力下的饱和水经水泵升压到锅炉压力p1，进入锅炉，在锅炉中完成定压加热，吸收燃料燃烧所放出的热量，成为1kg p1、t1的新蒸气，完成循环。

五、热电合共循环 1.背压式汽轮机 2.调节抽气式汽轮机 例题汇总：

例题1：某汽轮发电机组按朗肯循环工作。蒸汽初参数为p1=4MPa，t1=440℃，凝汽器中乏汽压力为p2=0.005MPa，试求循环的热效率和汽耗率。 解：根据p1=4MPa，t1=440℃由焓熵图查得： h1=3308 kJ/kg

由点1做垂线与p2=0.005MPa线相交得点1.查出 h2=2124 kJ/kg 再由饱和水蒸气表查得p2=0.005MPa时 h2f=137.77 kJ/kg

循环汽耗率为 η=（h1-h2）/（h1-h2f）=（3308-2124）/（3308-137.77）=0.37 汽耗率为 d=3600/w0=3600/（h1-h2）=3600/（3308-2124）=3.04 kg/kWh

例题2：某汽轮发电机组按再热循环工作，已知汽轮机进口参数为p1=13MPa，t1=550℃，蒸汽在汽轮机高压缸内膨胀至压力pa=2.6MPa后引入锅炉再热器中再热至tb=550℃，然后引入汽轮机低压缸中继续膨胀做功，膨胀至p2=0.005MPa。试求： （1）由于再热，使乏汽干度提高多少？ （2）由于再热，使循环热效率提高多少？ （3）由于再热，使循环的汽耗率降低多少？ 解：根据已知参数在焓熵图上查出下列参数：

h1=3468kJ/kg ， ha=3000kJ/kg ， hA=2032kJ/kg ， hb=3568kJ/kg ， h2=2280kJ/kg ， xA=0.775 ， x2=0.88 。

根据p2=0.005MPa在饱和水蒸气表上查得： h2f=137.77kJ/kg

（1）可见，再热后，乏汽干度由原来的 0.775上升至0.88； （2）再热循环的热效率

η={（h1-ha）+（hb-h2）}/{（h1-h2f）+（hb-ha）} ={（3468-3000）+（3568-2280）}/ {（3468-137.77）+（3568-3000）} =0.45=45%

如不采用再热循环，则同参数朗肯循环的热效率为 η=（h1-hA）/（h1-h2f）

=（3468-2032）/（3468-137.77）=0.43=43% 再热使循环的热效率提高了2%。 （3）再热循环的汽耗率

如不采用再热循环，则同参数朗肯循环的汽耗率为

d=3600/w0=3600/（h1-hA）=3600/（3468-2032）=2.51 kg/kWh 再热循环的汽耗率

d=3600/{（h1-ha）+（hb-h2）}=3600/{（3468-3000）+（3568-2280）}=2.05 kg/kWh