Влияние параметров пара на величину термического к.п.д. цикла Ренкина

Анализ термического к.п.д. цикла Ренкина показывает, что η паросиловой установки возрастает при увеличении начального давления и начальной температуры пара и

понижение конечного давления пара в конденсаторе.

а) Влияние начального давления пара

Анализируя цикл Ренкина рис. 28.3 для различных значений давления p₁, при T₁ = const и p₂ = const, может сделать следующие выводы:

1. Чем выше давление p_1, тем больше степень заполнения цикла и выше средняя температура подвода теплоты.

2. С повышением давления p₁, при той же температуре перегрева влажности пара на
выходе из турбины возрастает.

Поэтому при увеличении начального давления пара необходимо увеличивать и температуру пара перед турбиной. Из рис. 28.3 видно, что повышение давления пара p₁, при T₁ = const и p₂=const приводит к росту η цикла.

Из рис. 28.3 видно, что чем выше давление пара p₁, и температура Т₁тем выше величина цикла η Ренкина. Следовательно, для повышения η цикла Ренкина необходимо увеличивать начальные параметры пара давление p₁и температуру Т₁,.

Рис. 28.3

б) Влияние начальной температуры пара

Из рис. 28.4. видно, что η цикла Ренкина с ростом температуры перегрева пара при одном и том же давлении увеличивается, т.к. возрастает средняя температура подвода теплоты в цикле.

На рис. 28.4 приведена зависимость ηцикла Ренкина от начальной температуры Т₁ для начального давления p₁=16670 кПа (=170ати) и давления пара в конденсаторе p₂=4 кПа (=0,04ати). Из рисунка видно, что увеличением температуры Т₁ η увеличивается. Кроме того, при увеличении начальной температуры пара Т₁, уменьшается удельный расход и пара. Однако повышение начальной температуры пара

рис. 28.4

ограничивается свойствами металла. В настоящее время используется пар с температурой до 565° С.

в) Влияние конечного давления в конденсаторе

При постоянных значениях начальных параметров пара T₁ = const и p₁ = сonst уменьшение конечного давления в конденсаторе приводит к повышению η цикла, т.к. в этом случае возрастает располагаемый температурный интервал цикла. Для уменьшения конечного давления p₂ на выходе пара из турбины создают вакуум с помощью конденсатора.

На рис. 28.5 приведена зависимость ηцикла Ренкина от давления p₂. График построен для начальных параметров p₁ = кПа (= 170ати) и Т₁ = 550⁰С.

Обычно в теплосиловых установках давление в конденсаторе определяется температурой охлаждающей воды и равно 3,5-4,0 кПа (0.035-0.04ати). Давления 4кПа

соответствует температуре Т₂=28,6°С. Дальнейшее

понижение давления p₂ в конденсаторе нецелесообразно. Так, при давлении З кПа (0.0Зати) температура насыщения воды Т₂=23,8°С, а при давлении 2 кПа Т₂=17,2⁰С, поэтому разность температур конденсирующего пара и охлаждающей воды становится слишком малой, что приводит к увеличению размеров конденсатора. При малых значениях давления p₂ возрастает удельный объем пара, поступающего в конден-

рис.28.5 сатор, а следовательно увеличиваются размеры конденсатора и последних ступеней турбины. Обычно для интенсивного теплообмена разность температур пара и охлаждающей воды должна быть не менее 10-15°С.

Кроме начального давления пара, его начальной температуры и конечного давления в конденсатора, средствами повышения термического к.п.д. являются также промежуточный перерыв пара, регенерация теплоты в цикле, применение бинарных циклов и т.д.

Дата добавления: 2014-11-29