Цикл Ренкина паросиловой установки
паросиловые (паротурбинные) установки широко применяются для привода электрогенераторов на тепловых электростанциях. Для этих установок в качестве идеального цикла принят цикл Ренкина.
На рисунке 1.40 изображена схема паросиловой установки, работающей на перегретом паре (в турбину подается перегретый пар), а на рисунке 1.41 – цикл Ренкина на перегретом паре.
Рисунок 1.40 – схема паросиловой установки: 1 – котел; 2 – паропере-греватель; 3 – турбина; 4 – электрогенератор; 5 – конденсатор; 6 – насос
Рисунок 1.41 – Цикл Ренкина в pv- и Ts-координатах
Насыщенный пар, приготовленный в котле 1 (процесс 1-2), поступает в пароперегреватель 2, где к нему подводится теплота перегрева при постоянном давлении р1 в процессе 2-3. Перегретый пар (точка 3) имеет более высокую температуру – Т1, чем насыщенный пар – Тн (точка 2) при одинаковом давлении р1. Разность этих температур ∆Tп = Т1 – Тн называется степенью перегрева сухого насыщенного пара. Перегретый пар подается в турбину 3, которая соединена с электрогенератором 4. в турбине происходит адиабатное расширение (процесс 3-4), в конце расширения (точка 4) пар становится влажным. Отработавший пар в конденсаторе 5 переводится в жидкость (процесс 4-5), затем жидкость водяным насосом 6 (процесс 5-1) подается в котел.
Термодинамический КПД 
цикла Ренкина:
(1.160)
где lц – удельная работа цикла, Дж/кг;
|
|
|
q – подведенное удельное количество теплоты в цикле, Дж/кг,
q = q1 + r + qпе = i1 – i¢2;
i1, i2 – удельная энтальпия пара соответственно на входе и выходе из турбины, Дж/кг;
i¢2 – удельная энтальпия пара на линии насыщения при давлении р2, Дж/кг (в точке 5).
Термодинамический КПД, определяя экономичность цикла, является его важнейшей характеристикой. Но для оценки цикла и тех условий, в которых он
протекает, весьма показательными характеристиками являются также удельный расход пара и удельный расход тепла в цикле. удельный расход пара do– количество пара в килограммах (кг), расходуемое в цикле на единицу (Дж или кВт-ч) механической или электрической энергии (кг/Дж или кг/ кВт×ч).
Удельный расход пара на выработку 1 кВт×ч энергии do, кг/кВт×ч при осуществлении идеального цикла Ренкина
(1.161)
если значения i взяты в кДж.
Величину Di = i1 – i2 называют располагаемым теплоперепадом.
Так как на выработку 1кг пара в цикле Ренкина расходуется теплота в количестве i1 – i2, то удельный расход теплоты q, кДж/кВт×ч
q = do(i1 – i2). (1.162)
Термодинамический КПД цикла Ренкина повышается с увеличением начального давления и начальной температуры и с уменьшением давления р2 в конденсаторе. Удельный же расход пара при этих же условиях – уменьшается.
|
|
|
Величины, входящие в формулу (1.160) определения КПД цикла, а так же величины, входящие в формулу (1.161) удельного расхода пара (i1, i2, i¢2) могут быть найдены на диаграмме водяного пара в is-координатах (рисунок 1.42):
· для перегретого пара начальное состояние находится на пересечении изобары р1 и изотермы Т1;
· для влажного пара – на пересечении изобары р1 и линии сухости х = хi;
· для сухого насыщенного пара – в пересечении изобары р2 и верхней пограничной кривой.
Рисунок 1.42 – Определение энтальпии пара в процессах
цикла Ренкина в is-координатах
Проецируя точку 1, изображающую первоначальное состояние пара, на ось ординат, находим энтальпию пара i1, а проведя из нее адиабату расширения (прямую линию параллельную оси ординат) до конечной изобары р2, получим точку 2, характеризующую состояние отработавшего пара (на выходе из турбины). По этой точке находим энтальпию пара в конечном состоянии i2. Отрезок прямой линии 1-2 в определенном масштабе дает значение величины
∆i = i1 – i2.
Чтобы найти энтальпию конденсата (воды) по температуре Т2, соответствующей конечному давлению р2, надо по изобаре р2 подняться до верхней пограничной кривой (х =1). По значению изотермы, проходящей через точку пересечения изобары р2 с верхней пограничной кривой, получим температуру Т2, которой соответствует значение энтальпии i2¢. значение i2¢ определяется так же по таблицам насыщенного пара или по формуле:
|
|
|
i2¢ = срТ2, (1.163)
где ср – удельная массовая теплоемкость; кДж/(кг×К); ср = 4,19.
Дата добавления: 2021-04-24; просмотров: 118; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!