Циклы паросиловых установок

При использовании пара какой-либо жидкости в качестве рабочего вещества принципиально можно осуществить любой из тех циклов, которые применяются в газовых двигателях.

Так, например, в случае, когда рабочим веществом в паросиловой установке (ПСУ) является влажный (насыщенный) пар, оказывается технически возможным осуществление цикла Карно.

Цикл Карно

Цикл Карно, осуществляемый насыщенным паром,изображен на Т-s-диаграмме (фиг.). На этих диаграммахкривая АКВ представляет собой пограничную кривую.

В том случае, когда рабочим телом является насыщенный пар, изобарический процесс, как известно, является одновременно изотермическим.

Процесс 3— 4 соответствует адиабатическому сжатию вкомпрессоре насыщенного пара до его полной конденсации; процесс 4—1— испарению воды в котле до получения сухого насыщенного пара; процесс 1—2—расширению пара в турбине или паровой машине до наинизших температуры и давления цикла; процесс 2—3, который замыкает цикл,— конденсации пара, производимой в специальном конденсаторе.

Термический к. п. д. цикла Карно подсчитывается по формуле

В газовых циклах стремятся приблизиться к циклу Карно из-за его высокого к.п.д., обусловленного высоким перепадом температур. Для паросиловых установок цикл Карно насыщенного водяного пара обладает весьма низким к.п.д. из-за невысокого перепада температур. Так, при давлении 9,8 МПа температура насыщения составляет всего 311 °С. При температуре холодного источника, равной 25 °С к.п.д цикла Карно

η_t = (1—25)/(273+311)= 0,49.

Дальнейшее увеличение температуры и давления водяного пара не имеет смысла, так как мало увеличивая к.п.д., оно приводит к утяжелению оборудования, исходя из условий его прочности. Кроме того, при этом уменьшается количество теплоты, забираемой каждым килограммом воды в процессе испарения— 4 - 1 (из-за сближения этих точек на нижней и верхней пограничных кривых по мере повышения температуры). При температуре, превышающей критическую (для воды Т_кр=374,15 °С, при давлении 22,1 МПа), цикл на насыщенном паре вообще невозможен.

Показатели цикла Карно, выраженные через энтальпию

Термический к.п.д. цикла

.

Термический к.п.д. цикла, выраженный через работу, равен

Удельный расход пара

кг/кВт-ч.

Дата добавления: 2014-11-29