С увеличением начального давления и начальной температуры пара и понижением конечного давления в конденсаторе КПД ПСУ – растет.
Влияние начального давления пара
При увеличении начального давления пара и одном и том же конечном давлении в конденсаторе КПД ПСУ – значительно увеличится, а расход пара – уменьшится.
Рис. 4.6 Влияние начального давления на КПД ПСУ
Увеличение начального давления с до связано с повышением температуры насыщенного пара, т.е. с повышением средней температуры подвода теплоты, что при одной и той же температуре отвода теплоты в конденсаторе приводит к повышению КПД ПСУ.
С ростом начального давления понижается конечная влажность пара (повышается степень сухости как видно по is-диаграмме), что также положительно, – капли воды разрушают лопатки последних ступеней турбины. Конечная влажность пара свыше 13-14% не допускается.
В настоящее время применяют .
Влияние начальной температуры пара
Рис. 4.7 Влияние начальной температуры пара на КПД ПСУ
При повышении начальной тепературы пара происходит увеличение КПД ПСУ, т.к. увеличивается среднеинтегральная температура подвода теплоты в цикле. Кроме того, при этом растет адиабатное теплопадение (h).
Увеличение КПД цикла будет более значительным если одновременно с температурой будет возрастать и начальное давление пара.
При повышении начальной тепературы пара расход пара – уменьшится.
В настоящее время используют пар с температурой до 565 оС (и до 600 оС и выше). Температура перегрева пара ограничена жаропочностью металла.
Влияние конечного давления в конденсаторе
Понижение давления в конденсаторе является особенно эффективным средством для повышения термического КПД цикла паротурбинной установки.
Рис. 4.8 Влияние конечного давления на КПД ПСУ
Из is-диаграммы видно, что понижение давления в конденсаторе значительно уменьшает среднеинтегральную температуру отвода теплоты и увеличивает адиабатное теплопадение h, а, следовательно, и КПД цикла.
Выбор конечного давления в конденсаторе определяется температурой охлаждающей воды, т.к. для интенсивного теплообмена разность температур между паром и водой должна быть 10-15 оС.
Регенеративный цикл ПСУ
Термический КПД цикла можно значительно повысить введением регенерации теплоты.
Условный предельно-регенеративный цикл ПСУ на рис. 4.9
Подогрев питательной воды (процесс 4-5) производится за счет отведенной теплоты в процессе 2-3.
При этом количество теплоты, отведенное в процессе 2-3 и измеряемое пл. 27832, равно количеству теплоты, подводимому в процессе 4-5 – пл. 04590.
В регенеративном цикле средняя температура подвода теплоты от внешнего источника к рабочему телу получается выше, чем у обычного цикла Ренкина, поэтому регенеративный цикл имеет больший КПД, чем цикл Ренкина, но меньший, чем цикл Карно в таком же интервале температур.
Рис. 4.9 Условный предельно-регенеративный цикл ПСУ
Рис. 4.10 Цикл Ренкина (идеальный)
Рис. 4.11 Цикл эквивалентный по термическому КПД предельно-регенеративному циклу ПСУ
Из анализа цикла на на рис. 4.9 следует, что использованная теплота на участке 2-3 для подогрева воды в процессе 4-5 уменьшает удельную полезную работу пара по сравнению с обычным циклом (см. рис. 4.10), т.е. регенеративный цикл характеризуется большим удельным расходом пара.
Ввиду равенства площадей под кривыми процессов 2-3 и 4-5 цикл на рис.4.9 можно заменить эквивалентным по термическому КПД циклом – рис.4.11.
Термический КПД эквивалентного цикла:
(4.9)
Где – абсолютная температура пара в конденсаторе;
– энтропия перегретого пара;
– энтропия кипящей жидкости;
– энтальпия перегретого пара;
– энтальпия кипящей жидкости при начальном давлении .
На практике регенеративный подогрев питательной воды осуществляется в нескольких последовательно вклбченных подогревателях, в каждый из которых поступает небольшое количество пара, отбираемого из соответствующей ступени турбины (такой реальный цикл невозможно изобразить на Ts-диаграмме).
В зависимости от способа включения греющего пара и конденсата в общую сеть питательной воды возможны различные схемы регенерации, отличающиеся по эксплуатационным и экономическим характеристикам.
Рис.4.12
На рис 4.12 – каскадная схема паротурбинной установки с тремя отботами пара для подогрева питательной воды.
1 – паровой котел;
2 – пароперегреватель;
3 – паровая турбина;
4 – конденсатор;
5 – насос питательной воды;
6 – поверхностный подогреватель;
7 – дренажный насос;
8 – конденсат греющего пара;
9 – питательная вода;
10 – греющий пар из отбора турбины.
Поступающий из котла пар в турбину 3 имеет давление , температуру и энтальпию ; в конденсаторе 4 давление , температура и энтальпия .
Через турбину проходит не весь пар. Из каждого килограмма пара, поступающего в турбину, отбирается:
kг в первый подогреватель 6 с энтальпией , давлением и температурой ;
kг во первый подогреватель с энтальпией , давлением и температурой ;
kг в третий подогреватель с энтальпией , давлением и температурой ;
Отводится в кондесатор кг пара.
Тогда:
Образовавшийся конденсат
Дата: 2019-02-25, просмотров: 264.