Введение
Назначение и типы теплоэнергетических установок (ТЭУ)
Назначение ТЭУ - превращение теплоты в работу с дальнейшей выработкой электрической энергии. Существуют стационарные и нестационарные ТЭУ. Среди стационарных наибольшее распространение получили ПСУ, а среди нестационарных - ДВС и ГТУ. Эффективность перечисленных установок - низкая.
Рабочие процессы ТЭУ очень сложны, поэтому в основе расчета и анализа реальных циклов положена идея об идеальном образцовом цикле, в результате которого рабочее тело с максимальной эффективностью при постоянном расходе рабочего тела многократно меняет свое состояние. Для ПСУ этим требованиям удовлетворяет идеальный цикл Ренкина состоящий из двух изобар и двух изоэнтроп.
На рис. 1 приведена принципиальная схема ПСУ.
Вода в состоянии 4 поступает в парогенератор, где за счет первичных энергоресурсов превращается в сухой насыщенный пар (СНП), а затем в перегретый пар (ПП); далее, ПП в состоянии 1 поступает в паровую турбину, где без подвода и отвода тепла, расширяясь, совершает механическую работу. Отработавший пар в состоянии 2 из турбины поступает в конденсатор, где за счет отвода тепла к охлаждающей воде превращается в конденсат. Далее эта жидкость с помощью питательного насоса подается в парогенератор.
Исходные данные:
№ варианта | N, MBт | P1,MПа | t1,°C | P2, MПа | ηOI | Qpн,MДж/kг | ΔT=Δt, K |
6 | 700 | 3,5 | 300 | 0,04 | 0,70 | 13 | 20 |
Основные характеристики идеального цикла Ренкина и ПСУ
Таблица №1.
Свойства водяного пара в переходных точках цикла
Номер точки на схеме | Р, кПа Р, кПа | t, °C | h, кДж/кг | s, кДж/(кгK) | Состояние рабочего тела |
1 | 3500 | 300 | 2978,4 | 6,448 | ПП |
2 | 4 | 28.8 | 1940,8 | 6,448 | ВНП X2=0.748 |
3 | 4 | 28,8 | 120,7 | 0.420 | X3=0 |
4 | 3500 | 28,8 | 120,7 | 0,420 | ВОДА |
При Р2=4 кПа s'= 0.420 кДж/(кгК) s" = 8,478 кДж/(кrК)
h'=120,7 кДж/кг h"= 2553,7 кДж/кг
x2=(s2-s')/(s"-s')= 0.748 h2=x2h"+(1- x2 )h = 1940.8кДж/кг
Рис.2
1.Удельный теплоподвод:
q1=h1-h4= 2978,4-120,7=2857,7 кДж/кг
2. Удельный теплоотвод:
[q2]=h2-h3=1940.8-120,7=1820.1 кДж/кг
[q2]=Ts2(s2-s3)= (6.448-0.420)=1819.2 кДж/кг
3.Удельная работа получаемая в турбине:
lT=h1-h2= 2978,4-1940.8=1037,6 кДж/кг
4.Удельная затрачиваемая работа в насосе:
[lн]=h4-h3 = 120,7-120,7=0 кДж/кг
В связи с тем, что h4 ненамного больше h3, обычно работа, затраченная в питательном насосе, намного меньше, работы получаемой в турбине lн« lт. Поэтому в учебных расчетах работой питательного насоса обычно пренебрегают (ih=o). В этом случае в диаграмме точки 3 и 4 совпадают.
5.Удельная полезная работа в цикле:
lt=lT-[lH]]=1037,6-0=1037,6 кДж/кг
lt= q1-[q2]=2857,7-1820.1= 1037,6 кДж/кг
6.Характеристика эффективности цикла Ренкина, тепломеханический коэффициент ТМК:
ŋt = lt / q1 =1037,6 / 2857,7= 0.363
7. ТМК эквивалентного цикла Карно :
Tlm =q1/(s1-sз)=2857,7 /(6.448 -0.420)=474,1 K
T2m=q2/(sl-sз)=1820.1 / (6.448-0.420)= 302 K
Контроль
ŋtk=l-(T2m/T1m)=1-(302 /474,1)=0.363
8.Расход пара на турбину:
Д=N/(h1-h2)=700000/(2978,4-1940.8)=674.6кг/с
9 Удельный расход пара:
dt=Д/N=674.6 / 700000=0.000964 кг/кДж
10.Расход топлива:
B= Д(h1-h4)/Qph=674.6*(2978,4-120,7)/13000=148.3 кг/с
11 .Удельный расход топлива:
bt=B/N=148.3 / 700000= 0.000212кг/кДж.
12.Расход охлаждающей воды:
Св =4.2 кДж/(кгК)
h6-h5=Св۵t=4.2*20=84
W=Д(h2-hз)/(hб-h5)
W =674,6*(1940.8-120,7)/84= 14617.2кг/с
13.Кратность охлаждения:
n=W/Д =14617.2/674.6=21.7
Сопряженное повышение t1 до 350 °С :
Таблица №2.
Номер | Р, кПа | t, | h, | s, | Состояние |
точки | °C | к Д ж/к г | кДж/(кг-К) | рабочего тела | |
1 | 3500 | 350 | 3104,8 | 6.660 | ПП |
2 | 4 | 28.8 | 2004.8 | 6.660 | Х2=0.774 |
3,4 | 4 | 28,8 | 120,7 | 0.420 | хз=0 |
s"=8,478 кДж/(кгК) h"=2553,7 кДж/кг h2=X2h"+(l-X2) h'= 2004.8 кДж/кг |
При Р2 = 4 кПа
s'=0.420 кДж/(кг-К)
h'=120,7 кДж/кг
X2=(s2-s')/(s"- s')=0.774
1 .Удельный теплоподвод:
q1=h1-h4=3104,8-120,7=2984,1 кДж/кг
2.Удельный теплоотвод:
[q2]=h2-hз=2004.8 -120,7=1884.1кДж/кг
3.Удельная получаемая работа в цикле:
l t= lt -[lH]=q1-[q2]=1100.02-0=1100.02 кДж/кг.
4 Характеристика эффективности цикла Ренкина, ТМК:
nt=lt/ql=1100.02/ 2984,1= 0.369
5 ТМК эквивалентного цикла Карно :
T1m=ql/(Sl-Sз)=2984,1/(6.660-0.420)=478.2K
T2m=q2/(s1-S3)=1884,1/(6.660-0.420)=302K
ntk=1-(T2m/T1m)=1-(302/478.2)=0.369
6.Расход пара на турбину:
Д=N/(h1-h2)=700000/(3104,8-2004.8)=636.3кг/с
7. Удельный расход пара:
dt=Д/N=636.3 / 700000=0.0009 кг/кДж
8..Расход топлива:
B= Д(h1-h4)/Qph=636.3*(3104,8-120,7)/13000=146.1 кг/с
9 .Удельный расход топлива:
bt=B/N=146.1 / 700000= 0.000209кг/кДж.
10.Расход охлаждающей воды:
Св =4.2 кДж/(кгК)
h6-h5=Св۵t=4.2*20=84
W=Д(h2-hз)/(hб-h5)
W =636.3*(2004.8-120,7)/84=14273.1кг/с
11.Кратность охлаждения:
n=W/Д =14273.1/636.3=22.4
Сопряженное повышение t2 до 400 °С :
Таблица №3.
Номер | Р, кПа | t, | h, • | s, | Состояние |
точки | °C | кДж/кг | кДж/(кг'К) | рабочего тела | |
1 | 3500 | 400 | 3223 | 6,843 | ПП |
2 | 4 | 28,8 | 2060.03 | 6,843 | X2=0,797 |
3 | 4 | 28,8 | 120,7 | 0,420 | .хз=0 |
4 | 3500 | 28,8 | 120,7 | 0,420 | вода |
При Р2 = 4 кПа:
s'=0.420 кДж/(кг-К) | s"=8,478 кДж/(кгК) |
h'=120,7 кДж/кг | h"=2553,7 кДж/кг |
X2=(s2-s')/(s"-s')= 0.797 | h2=X2h"+(l-X2)h'=2060.03кДж/кг |
1 .Удельный теплоподвод:
q1=h1-h4=3223-120,7=3102.3 кДж/кг.
2.Удельный теплоотвод:
[q2]=h2-h3=2060.03-120,7=1939.3 кДж/кг
[q2]=Ts2(s2-S3) =302*(6.843-0.420) = 1938.5 кДж/кг.
3.Удельная работа получаемая в турбине:
1t=h1-h2=3223-2060.03= 1163кДж/кг.
4.Удельная затрачиваемая работа в насосе:
[1н]=h4-hз=120,7-120,7 = 0 кДж/кг.
5.Удельная получаемая работа в цикле:
lt=lt -[lH]=1163-0=1163 кДж/кг.
lt=q1-[q2]=3102.3-1939.3=1163 кДж/кг.
6 Характеристика эффективности цикла Ренкина, ТМК:
nt=lt/q1=1163/3102.3=0.375
7 ТМК эквивалентного цикла Карно :
T1m=q1/(s1-S3) =3102.3/(6.843-0.420)=483 К
T2m=q2/(s1-S3) =1939.3/(6.843-0.420)=302 К
ntk=1-(T2m/T1m)=1-(302/483)=0.375
8.Расход пара на турбину:
Д=N/(h1-h2)=700000/(3223-2060.03)=602кг/с
9. Удельный расход пара:
dt=Д/N=602 / 700000=0.00086 кг/кДж
10.Расход топлива:
B= Д(h1-h4)/Qph=602*(3223-120,7)/13000=143.6 кг/с
11 .Удельный расход топлива:
bt=B/N=143.6 / 700000= 0.000205кг/кДж.
12.Расход охлаждающей воды:
Св =4.2 кДж/(кгК)
h6-h5=Св۵t=4.2*20=84
W=Д(h2-hз)/(hб-h5)
W =602*(2060.03-120,7)/84=13896.5кг/с
13.Кратность охлаждения:
n=W/Д =13896.5/602=23.1
Таблица №4.
Сопряженное повышение P1 на 0,2 МПА °С :
Номер точки на схеме | Р, кПа | t, °C | h, кДж/кг | s, кДж/(кгK) | Состояние рабочего тела |
1 | 3700 | 300 | 2971,8 | 6,414 | ПП |
2 | 4 | 28.8 | 1930,5 | 6,414 | ВНП X2=0.740 |
3 | 4 | 28,8 | 120,7 | 0.420 | X3=0 |
4 | 3700 | 28,8 | 120,7 | 0,420 | ВОДА |
При Р2=4кПа s'= 0.420 кДж/(кгК) s" = 8,478 кДж/(кrК)
h'=120,7 кДж/кг h"= 2553,7 кДж/кг
x2=(s2-s')/(s"-s')= 0.740 h2=x2h"+(1- x2 )h = 1930,5кДж/кг
1.Удельный теплоподвод:
q1=h1-h4= 2971,8-120,7=2851,1 кДж/кг
2. Удельный теплоотвод:
[q2]=h2-h3=1930,5-120,7=1809,8 кДж/кг
[q2]=Ts2(s2-s3)= (6,414-0.420)=1808,9 кДж/кг
3.Удельная работа получаемая в турбине:
lT=h1-h2= 2971,8-1930,5=1041,3 кДж/кг
4.Удельная затрачиваемая работа в насосе:
[lн]=h4-h3 = 120,7-120,7=0 кДж/кг
В связи с тем, что h4 ненамного больше h3, обычно работа, затраченная в питательном насосе, намного меньше, работы получаемой в турбине lн« lт. Поэтому в учебных расчетах работой питательного насоса обычно пренебрегают (ih=o). В этом случае в диаграмме точки 3 и 4 совпадают.
5.Удельная полезная работа в цикле:
lt=lT-[lH]]=1041,3-0=1041,3 кДж/кг
lt= q1-[q2]=2851,1-1809,8= 1041,3 кДж/кг
6.Характеристика эффективности цикла Ренкина, тепломеханический коэффициент ТМК:
ŋt = lt / q1 =1041,3 / 2851,1= 0.365
7. ТМК эквивалентного цикла Карно :
Tlm =q1/(s1-sз)=2851,1 /(6,414 -0.420)=475,6 K
T2m=q2/(sl-sз)=1809,8 / (6.414-0.420)= 302 K
Контроль
ŋtk=l-(T2m/T1m)=1-(302/475,6)=0,365
8.Расход пара на турбину:
Д=N/(h1-h2)=700000/(2971,8-1930,5)=672.2 кг/с
9 Удельный расход пара:
dt=Д/N=672.2 / 700000=0.00096 кг/кДж
10.Расход топлива:
B= Д(h1-h4)/Qph=672.2*(2971,8-120,7)/13000=147,4 кг/с
11 .Удельный расход топлива:
bt=B/N=147,4 / 700000= 0.000211 кг/кДж.
12.Расход охлаждающей воды:
Св =4.2 кДж/(кгК)
h6-h5=Св۵t=4.2*20=84
W=Д(h2-hз)/(hб-h5)
W =672,2*(1930,5-120,7)/84=14483,6 кг/с
13.Кратность охлаждения:
n=W/Д =14483,6 / 672.2=21,5
Сопряженное повышение P2 на 0.4 МПА °С : Таблица№5.
Номер точки на схеме | Р, кПа | t, °C | h, кДж/кг | s, кДж/(кгK) | Состояние рабочего тела |
1 | 3900 | 300 | 2965,1 | 6,380 | ПП |
2 | 4 | 28,8 | 1920,2 | 6,380 | ВНП X2=0.740 |
3 | 4 | 28,8 | 120,7 | 0.420 | X3=0 |
4 | 3900 | 28,8 | 120,7 | 0,420 | ВОДА |
При Р2=4кПа s'= 0.420 кДж/(кгК) s" = 8,478 кДж/(кrК)
h'=120,7 кДж/кг h"= 2553,7 кДж/кг
x2=(s2-s')/(s"-s')= 0.740 h2=x2h"+(1- x2 )h = 1920,2кДж/кг
1.Удельный теплоподвод:
q1=h1-h4= 2965,1-120,7=2844.4 кДж/кг
2. Удельный теплоотвод:
[q2]=h2-h3=1920,2-120,7=1799,5 кДж/кг
[q2]=Ts2(s2-s3)= (6,380-0.420)=1798,7 кДж/кг
3.Удельная работа получаемая в турбине:
lT=h1-h2= 2965,1-1920,2=1044,8 кДж/кг
4.Удельная затрачиваемая работа в насосе:
[lн]=h4-h3 = 120,7-120,7=0 кДж/кг
В связи с тем, что h4 ненамного больше h3, обычно работа, затраченная в питательном насосе, намного меньше, работы получаемой в турбине lн« lт. Поэтому в учебных расчетах работой питательного насоса обычно пренебрегают (ih=o). В этом случае в диаграмме точки 3 и 4 совпадают.
5.Удельная полезная работа в цикле:
lt=lT-[lH]]=1044,8-0=1044,8 кДж/кг
lt= q1-[q2]=2844.4-1799,5=1044,8 кДж/кг
6.Характеристика эффективности цикла Ренкина, тепломеханический коэффициент ТМК:
ŋt = lt / q1 =1044,8 / 2844.4= 0.367
7. ТМК эквивалентного цикла Карно :
Tlm =q1/(s1-sз)=2844.4 /(6,380-0.420)=477,2 K
T2m=q2/(sl-sз)= 1799,5/ (6,380-0.420)= 302 K
Контроль
ŋtk=l-(T2m/T1m)=1-(302/477,2)=0,367
8.Расход пара на турбину:
Д=N/(h1-h2)=700000/(2965,1-1920,2)=672.2 кг/с
9 Удельный расход пара:
dt=Д/N=672.2 / 700000=0.00096 кг/кДж
10.Расход топлива:
B= Д(h1-h4)/Qph=672.2*(2965,1-120,7)/13000=147,1 кг/с
11 .Удельный расход топлива:
bt=B/N=147,1 / 700000= 0.00021 кг/кДж.
12.Расход охлаждающей воды:
Св =4.2 кДж/(кгК)
h6-h5=Св۵t=4.2*20=84
W=Д(h2-hз)/(hб-h5)
W =672.2*(1920,2-120,7)/84=14401,4 кг/с
13.Кратность охлаждения:
n=W/Д =14401,4/ 672.2=21,4
Промежуточный или вторичный перегрев пара.
Этот способ возник как технологическое средство борьбы с влажностью пара на выходе из турбины. Как в последствии выяснилось при Рп. п=(0.15 ... 0.25)Р| эффективность цикла Ренкина увеличивается. Это связанно с увеличением Tmi.
На рис. 3. Показана схема ПСУ с вторичным перегревом пара.
Рис.3 |
Рис.4.
Процессы в цикле с промежуточным перегревом пара:
4-1 - изобарный подвод тепла в парогенераторе;
1-е - изоэнтропное расширение пара в Ц. В.Д., процесс совершения работы;
c-d - изобарный подвод тепла во вторичном перегревателе;
d-2 - изоэнтропное расширение пара в Ц. Н.Д., процес совершения работы;
2-3 - изобарно - изотермический процесс отвода тепла в конденсаторе;
3-4 - изоэнтропное сжатие в насосе.
Таблица №6.
Номер точки | Р, | t, | h, | S, | Состояние рабочего тела |
кПа | °C . | кДж/кг | кДж/(кгК) | ||
1 | 3500 | 300 | 2978,4 | 6.448 | ПП |
с | 525 | 153 | 2588,3 | 6.448 | ВНП Хс=0,926 |
d | 525 | 300 | 3064 | 7,438 | ПП |
2пп | 4 | 28,8 | 2239,7 | 7,438 | ВНПX2пп=0,871 |
3,4 | 4 | 28,8 | 120,7 | 0.420 | Хз=О |
При Pc=525 кПа
т. с s'=1.869 кДж/(кгК)
h'=580,4 кДж/кг.
Xc=(sc-s')/(s"-s') = 0.926
При Р2пп =4 кПа
Т.2пп s'= 0,420 кДж/(кгК)
h'= 120,7 кДж/кг
x2nn=(S2nn-s')/( s''-s') = 0.871
s''= 6,815 кДж/(кгК)
h"=2749.2 кДж/кг
hc=Xch"+(l-Xc) h'=2588,3 кДж/кг
s''=8,478 кДж/(кг•K) h"=2553,7 кДж/кг
h2nn=X2nnh"+(1-Х2пп)h'=2239,7 кДж/кг
Расчетные соотношения для цикла Ренкина со вторичным перегревом пара, (ln=O)
1.Удельный внешний теплоподвод:
q1=(h1-h3)+( hd-hc)=(2978,4-120,7)+(3064-2588,3)=3333,4 кДж/кг.
2.Удельный внешний теплоотвод:
q2=h2пп-hз=2239,7-120,7= 2119 кДж/кг.
3 Полезная работа в цикле:
lt=ql-q2=3333,4-2119= 1214,4 кДж/кг.
Контроль: Удельная работа пара в турбине:
lt=(hl-hc)+(hd-h2nn)=(2978,4-2588,3)+(3064-2239,7)= 1214,4 кДж/кг.
4 т. м.к.:
nt= lt /q1=1214,4/3333,4=0,364
5.Т. М.К. эквивалентного цикла Карно :
Tlm=ql/(S2nn-S3) =3333,4/(7,438-0,420) =475 K
Т2m=Т2m. исх =302
ntk=1-(Т2m/T1m,)=1-(302/475)=0.364
Таблица №7.
Номер точки | Р, | t, | h, | S, | Состояние рабочего тела |
кПа | °C . | кДж/кг | кДж/(кгК) | ||
1 | 3500 | 300 | 2978,4 | 6.448 | ПП |
с | 700 | 164 | 2641,3 | 6.448 | ВНП Хс=0,944 |
d | 700 | 300 | 3059.5 | 7,230 | ПП |
2пп | 4 | 28,8 | 2176,8 | 7,230 | ВНПX2пп=0,845 |
3,4 | 4 | 28,8 | 120,7 | 0.420 | Хз=О |
При Pc=700 кПа
т. с s'=1.985 кДж/(кгК)
h'=616.1 кДж/кг.
Xc=(sc-s')/(s"-s') = 0,944
При Р2пп =4 кПа
Т.2пп s'= 0,420 кДж/(кгК)
h'= 120,7 кДж/кг
x2nn=(S2nn-s')/( s''-s') = 0.845
s''= 6,714 кДж/(кгК)
h"=2762 кДж/кг
hc=Xch"+(l-Xc) h'=2641,3 кДж/кг
s''=8,478 кДж/(кг•K) h"=2553,7 кДж/кг
h2nn=X2nnh"+(1-Х2пп)h'=2176,8 кДж/кг
Расчетные соотношения для цикла Ренкина со вторичным перегревом пара, (ln=O)
1.Удельный внешний теплоподвод:
q1=(h1-h3)+( hd-hc)=(2978,4-120,7)+(3059.5-2641.3)=3276 кДж/кг.
2.Удельный внешний теплоотвод:
q2=h2пп-hз=2176,8-120,7=2056,2 кДж/кг.
3 Полезная работа в цикле:
lt=ql-q2=3276-2056,2= 1219.7 кДж/кг.
Контроль: Удельная работа пара в турбине:
lt=(hl-hc)+(hd-h2nn)=(2978,4-2641,3)+(3059.5-2176,8)= 1219,7 кДж/кг.
4 т. м.к.:
nt= lt /q1=1219,7/3276=0,372
5.Т. М.К. эквивалентного цикла Карно :
Tlm=ql/(S2nn-S3) =3276/(7,230-0,420) =481,04 K
Т2m=Т2m. исх =302
ntk=1-(Т2m/T1m,)=1-(302/481,04)=0.372
Таблица №8.
Номер точки | Р, | t, | h, | S, | Состояние рабочего тела |
кПа | °C . | кДж/кг | кДж/(кгК) | ||
1 | 3500 | 300 | 2978,4 | 6.448 | ПП |
с | 875 | 173 | 2684,6 | 6.448 | ВНП Хс=0,958 |
d | 875 | 300 | 3055 | 7,191 | ПП |
2пп | 4 | 28,8 | 2165,1 | 7,191 | ВНПX2пп=0,840 |
3,4 | 4 | 28,8 | 120,7 | 0.420 | Хз=О |
При Pc=875 кПа
т. с s'=2,075 кДж/(кгК)
h'=701,8 кДж/кг.
Xc=(sc-s')/(s"-s') = 0,958
При Р2пп =4 кПа
Т.2пп s'= 0,420 кДж/(кгК)
h'= 120,7 кДж/кг
x2nn=(S2nn-s')/( s''-s') = 0,840
s''= 6,638кДж/(кгК)
h"=2770,8кДж/кг
hc=Xch"+(l-Xc) h'=2684,6кДж/кг
s''=8,478 кДж/(кг•K) h"=2553,7 кДж/кг
h2nn=X2nnh"+(1-Х2пп)h'=2165,1 кДж/кг
Расчетные соотношения для цикла Ренкина со вторичным перегревом пара, (ln=O)
1.Удельный внешний теплоподвод:
q1=(h1-h3)+( hd-hc)=(2978,4-120,7)+(3055-2684,6)=3228,1 кДж/кг.
2.Удельный внешний теплоотвод:
q2=h2пп-hз=2165,1-120,7=2044,4 кДж/кг.
3 Полезная работа в цикле:
lt=ql-q2=3228,1-2044,4= 1183,6 кДж/кг.
Контроль: Удельная работа пара в турбине:
lt=(hl-hc)+(hd-h2nn)=(2978,4-2684,6)+(3055-2165,1)= 1183,6 кДж/кг.
4 т. м.к.:
nt= lt /q1=1183,6/3228,1=0,367
5.Т. М.К. эквивалентного цикла Карно :
Tlm=ql/(S2nn-S3) =3228,1/(7,191-0,420) =476,7 K
Т2m=Т2m. исх =302
ntk=1-(Т2m/T1m,)=1-(302/476,7)=0.367
Предельная регенерация
Регенерация - это прием уменьшения необратимости процесса с использованием вторичных энергоресурсов. Предельно регенеративным циклом Ренкина называется гипотетический цикл, в котором рабочее тело Н2О входит в парогенератор в состоянии насыщенной жидкости при начальном давлении р[. Вода греется до температуры кипения при данном давлении в результате внутреннего теплоотвода на других участках цикла.
На рис. 5. Показан предельно регенеративный цикл Ренкина, при lн=0.
Рис. 5.
процессы в цикле с предельной регенерацией:
З-а - внутренний теплоподвод;
a-l - внешний теплоподвод;
l-с - изоэнтропное совершение работы в ЦВД;
С - d - внутренний отвод тепла, равный внутреннему теплоподводу в процесс 3-а;
d -3 - изобарно- изотермический внешний отвод тепла;
Рис. 6. Теоретична схема ПСУ з граничною регенерацією
Таблица №7.
Номер точки | . Р, кПа | T, °C. | h, кДж/кг | S, кДж/(кг-К) | состояние рабочего тела |
1 | 3500 | 300 | 2978,4 | 6.448 | ПП |
с | 1820 | 242 | 2890,7 | 6.448 | ПП |
d | 4 | 28,8 | 1246,3 | 4,148 | ВНП Xd=0,463 |
3 | 4 | 28,8 | 120,7 | 0,420 | хз=0 |
а | 3500 | 242 | 1047,1 | 2,720 | Ха-0 |
Tочка:d s'=0,420 кДж/(кгК) s"=8.478 кДж/(кгК)
h'= 120,7 кДж/кг. h"=2553,7 кДж/кг.
Xd=(sd-s')/(s"-s') = 0.463 hd=xd h"+(1-xd) h' =1246.3 кДж/кг
Sd=S2-( Sa - s3)=6.448-(2.720-0.420) = 4.148 кДж/(кгК)
Расчетные соотношения для предельно-регенеративного цикла Ренкина, (1H=0)
1 .Удельный внешний теплоподвод:
q1=h1-ha=2978,4-1047,1= 1931,3 кДж/кг.
2.Удельный внешний теплоотвод:
q2=hd-h3=1246,3-120,7= 1125,6 кДж/кг.
3. Полезная работа в цикле:
lt=ql-q2=1931,3-1125,6= 805,7 кДж/кг.
4.Т. М.К.:
nt= It/q1=805,7/1931,3= 0,417
5. Т. М.К. эквивалентного цикла Карно :
T1m=q1/(s1-sa)=1931,3/(6,448-2,720)= 518,05 К
T2m=T2m. исх =302
ntk=(Т2m/T1m,)=(302/518,05) =0,417
N пп | Цикли Ренкина | ήt |
1 | Похідний цикл Ренкіна | 0,363 |
2 | Цикл Ренкіна з підвищеними зв’язаними початковими параметрами пари | 0,365 |
3 | Цикл Ренина з промперегрівом | 0,364 |
4 | Цикл Ренина з граничною регенерацією | 0,417 |
Выводы
Среди рассмотренных способов повышения ТМК цикла Ренкина наиболее эффективным является цикл Ренкина с предельной регенерацией.
Повышение начального давления понижает степень сухости пара на последних ступенях турбины. Поэтому, имеет смысл сопряженное повышение начальных температуры и давления пара. Понижение конечного давления пара ограничено условиями окружающей среды. Увеличение числа ступеней регенеративного подогрева питательной воды приводит к увеличению эффективности. Однако оптимальное число подогревателей должно выбираться на основании технико-экономического расчета паросиловой установки.
Литература
1. , . Александров теплофизических свойств воды и водяного пара. - М.; Изд — во стандартов, 1969. - 408 с.
2. , , Шейндлин термодинамика. - М.: Энергия, 1974. -496 с.
3. Попова термодинамика: Конспект лекций. - Одесса: ОГПУ, 1996.-74 с.
