Регенеративный цикл паровой теплосиловой установки. Регенеративная теплосиловая установка с подогревом питательной воды всем паром.
Для повышения термического КПД тепловых паросиловых установок в их циклах используется регенеративный подогрев питательной воды.
!На подогрев питательной воды от температуры Т2до Т1 в установке, работающей по циклу Ренкина в насыщенном паре, затрачивается теплота qпит, равная площади внутри контура 3-5-8-9-3 на рис. 1.28
Рис. 1.28 Цикл Ренкина в насыщенном паре на диаграмме T-S при работе питательного насоса Анас≈0.
Процесс расширения пара в турбине 1-2 является адиабатным, то есть без теплообмена с окружающей средой. Если процесс расширения пара в турбине проводить по политропе 1-2’, эквидистантной кривой подогрева питательной воды в экономайзере ( процесс 4-5), с отводом теплоты qтурб ( ), то получим обобщенный (регенеративный) цикл Карно. Реализовать процесс 1-2’ можно только приближенно, заменяя его на рис.1.29 многоступенчатым процессом 1-a-b-c-d-2’.
Рис. 1.29 Пример реализации регенеративного цикла в насыщенном паре на диаграмме T-S при работе питательного насоса Анас≈0.
Чем больше количество ступеней, тем ближе ломаная линия приближается к кривой 1-2’ на рис.1.28.
В регенеративном цикле питательная вода последовательно проходит через несколько подогревателей (регенераторов), где нагревается паром, отбираемом из турбины после его расширения.
Регенеративный цикл (1-a-b-c-d-2’-3, 4-5-1), представленный на рис. 1.29 , можно было бы осуществить на установке, работающей на схеме, представленной на рис. 1.30.
|
|
Отличительной особенностью этой схемы является то, что пар, вырабатываемый в котлоагрегате, весь проходит через все ступени турбины и все подогреватели (регенераторы) питательной воды.
Рис. 1.30 Схема паровой теплосиловой установки, работающей по регенеративному циклу в насыщенном паре с подогревом питательной воды всем паром:
КА – котлоагрегат;
ПК – паровой котел;
Э – водяной экономайзер;
ПТ1, ПТ2 ПТ3 – соответственно первая, вторая и третья ступень паровой турбины;
ЭГ – электрогенератор;
К – конденсатор;
ЦН – циркуляционный насос;
ПН – питательный насос;
Р1, Р2 – первая, вторая ступени регенератора (подогревателя питательной воды).
На рис.1.29 процесс 1-а – адиабатное расширение насыщенного пара с параметрами Р1, Т1 в первой ступени турбины ПТ1 с понижением давления до Ра, температуры – до Та и степени сухости – до Ха. После первой ступени турбины влажный насыщенный пар поступает в первую ступень регенератора Р1, где при Ра = const и Та = const отдает часть теплоты (qрег1) питательной воде (процесс a-b).
При этом степень сухости пара снижается от Ха до Хb. Питательна вода из регенератора Р1 поступает в водяной экономайзер Э, а влажный насыщенный пар с параметрами Ра, Та и Хb – во вторую ступень турбины ПТ2. Во второй ступени турбины влажный пар расширяется ( процесс b-c) до давления Рс (Рс < Ра), температуры Тс (Тс<Та) с понижением степени сухости от Хb до Хс, после чего поступает во вторую ступень регенератора Р2. В регенераторе Р2 при Рс = const и Тс = const влажный насыщенный пар отдает питательной воде еще одну часть теплоты (qрег2), понижая за счет этого степень сухости от Хс до Хd. Из регенератора Р2 подогретая питательная вода поступает в регенератор Р1, где выполняет роль холодного теплоносителя, воспринимая теплоту qрег1 от пара с температурой Та после первой ступени турбины ПТ1. После регенератора Р2 влажный насыщенный пар с параметрами Рс, Тс и Хd поступает в третью ступень турбины ПТ3, где расширяется до давления Р2, температуры Т2 с понижением степени сухости от Хd до Х2’(процесс d-2’). Затем пар поступает в конденсатор К, где при Р2 = const и Т2 = const полностью конденсируется (процесс 2’-3). Эта холодная питательная вода сжимается до давления Р1 питательным насосом ПН (процесс 3-4) и подается во вторую ступень регенератора Р2. В регенераторе Р2 питательная вода с параметрами Р1 и Т4≈Т3=Т2 выполняет роль холодного теплоносителя, воспринимая теплоту qрег2 от пара с температурой Тс после второй ступени турбины ПТ2. На рис.1.29 подогрев питательной воды после конденсатора К, осуществляемый последовательно в регенераторе Р2, регенераторе Р1 и экономайзере Э, изображен одной 4-5.
|
|
|
|
Чем больше число ступеней турбины и регенератора, тем ближе цикл к обобщенному термодинамическому циклу Карно.
На практике схема 1.30 не применяется из-за технических проблем, обусловленных недопустимо малой степенью сухости пара Хb¸Xd и особенно Х2’ на лопатках турбины.
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 94; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!