Паровые теплосиловые установки с циклом Ренкина в насыщенном паре

↑

▷ Содержание

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 11Следующая ⇒

Рис 1.6 Схема паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина в насыщенном паре:

КА – котлоагрегат;

ПК – паровой котел;

Э – экономайзер;

ПТ – паровая турбина;

ЭГ – электрогенератор;

К – конденсатор;

ЦН – циркуляционный насос;

ПН – питательный насос.

Рис.1.7 Цикл Ренкина в насыщенном паре на диаграмме

Рис 1.8 Цикл Ренкина в насыщенном паре на диаграмме

Линия 1-2 – адиабатное расширение в паровой турбине ПТ сухого насыщенного пара с понижением давления  до , понижением температуры от  до  и уменьшением степени сухости до .

Линия 2-3 – процесс полной конденсации влажного насыщенного пара с параметрами ,  и  до состояния кипящей жидкости за счет отбора теплоты в конденсаторе К.

Линия 3-4 – процесс адиабатного сжатия жидкости в питательном насосе ПН с повышением давления от  до . При сжатии удельный объем жидкости  почти не изменяется, а температура повышается всего на несколько градусов от  до . Эту недогретую жидкость с параметрами  и () перед подачей в паровой котел специально подогревают до температуры  в экономайзере Э при . Этот процесс изображается линией 4-5.

Экономайзер – это специальный теплообменник, расположенный в котлоагрегате КА. В экономайзере жидкость получает дополнительное количество теплоты  от газообразных продуктов сгорания топлива в топке котла. Графически теплоте  соответствует площадь внутри контура 8-3-4-5-9 на рис.1.8. Из экономайзера кипящая жидкость с параметрами  и  поступает в основные испарительные поверхности котла, где при ,  происходит процесс парообразования (линия 5-1) до состояния сухого насыщенного пара. В отличие от цикла Карно, где теплота подводится к рабочему телу только в изотермическом () процессе, в цикле Ренкина часть теплоты () подводится к изобаре () процесса (линия 4-5) с повышением температуры от  до , то термический КПД цикла Ренкина ниже чем у цикла Карно во влажном паре. Повышение давления  не только не дает заметного увеличения термического КПД цикла Ренкина, но и ухудшает условия работы проточной части турбины (эрозия лопаток, дополнительные потери при расширении) из-за уменьшения степени сухости пара  на выходе из турбины.

Термический КПД цикла Ренкина в насыщенном паре определяется по общей формуле.

;

Так как процесс теплоподвода изобарный (), то

Отвод теплоты также идет при , поэтому

, где .

Окончательно точная формула для термического КПД цикла Ренкина в насыщенном паре имеет вид:

                                                                                                        (1.3)

На  диаграмме (рис.1.7) работа привода питательного насоса изображается площадью контура 3-4-6-7, а на  диаграмме(рис.1.8) ей соответствует площадь внутри контура 3-4-5-3.

В случае пренебрежения работой питательного насоса по сравнению с работой турбины, изобара() подогрева жидкости в экономайзере(линия 4-5) на  диаграмме совпадает с нижней пограничной кривой(X=0). При этом процесс сжатия жидкости в питательном насосе (линия 3-4) на  диаграмме совпадает с осью ординат (). Данный случай иллюстрируется рис.1.9 и рис.1.10.

Рис.1.10 Цикл Ренкина в насыщенном паре              на диаграмме  при

Рис.1.9 Цикл Ренкина в насыщенном

 паре на диаграмме  при

Пренебрегая работой насоса (), когда из рис.1.10  , то формула (1.3) получим приближенное значение термического КПД цикла Ренкина:

Окончательно:                                                                                                        (1.4)

Познавательные статьи:



Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Рынок недвижимости. Сущность недвижимости

Решение задач с использованием генеалогического метода

История происхождения и развития детской игры