Цикл ПГУ и его КПД

Способы повышения эффективности использования топлива в цикле Ренкина.

Способы повышение КПД:

1. Повышение начальных параметров температуры и давления

Т_{1 max}=550-600 ⁰C

P_{1 max}=200-220 бар

2. Влияние давления в конденсаторе

Чем меньше Р₂ тем выше КПД

Р_{2 min}=0,03-0,04 бар КПД 42-44%

3. Влияние промперегрева.

4. Регенеративный подогрев питательной воды

Подогрев ведется в группе регенеративных подогревателей входящих в состав ТУ за счет отборов нерегулируемых паром, при этом увеличивается температура питательной воды, что позволяет затрачивать меньше топлива на парообразование и перегрев пара в котле

Комбинированные установки, в которых одновременно используются два рабочих тела: газ и пар, называются парогазовыми. Простейшая схема парогазовой установки показана на рис. 6.15, а цикл ее на рис. 6.16. Горячие газы, уходящие из газовой турбины после совершения в ней работы, охлаждаются в подогревателе П, нагревая питательную воду, поступающую в паровой котел. В результате уменьшается расход теплоты (топлива) на получение пара в котле, что приводит к повышению эффективности комбинированного цикла по сравнению с этими же циклами, осуществляемыми раздельно.

Мощности и параметры газотурбинной и паротурбинной установок выбираются таким образом, чтобы количество теплоты, отданной в подогревателе П газами, равнялось количеству теплоты, воспринятой питательной водой. Это определяет соотношение между расходами газа и воды через подогреватель П. Цикл комбинированной установки (рис. 6.16) строится для 1 кг водяного пара и соответствующего количества газа, приходящегося на 1 кг воды.

В цикле газотурбинной установки подводится теплота, равная площади 1-б-д-5, и получается полезная работа l_Ц.Г., равная площади 1-2-3-4-5. В цикле паротурбинной установки при его раздельном осуществлении количество подведенной теплоты равно площади 6-е-в-8-9-10, а полезная работа l_ц.п. — площади 6-7-8-9-10. Теплота отработавших в турбине газов, равная площади 2-б-д-4, при раздельном осуществлении обоих циклов выбрасывается в атмосферу. В парогазовом цикле теплота, выделяющаяся при охлаждении газов по линии 2-3 и равная площади 2-б-а-З, не выбрасывается в атмосферу, а используется на подогрев питательной воды по линии 8-9 в подогревателе П. Теплота, затрачиваемая на образование пара в котле, уменьшается на количество, равное заштрихованной площадке 9-г-в-8, а эффективность комбинированного цикла увеличивается, поскольку суммарная полезная работа обоих циклов l_ц.г + l_ц.п одинакова при совместном и раздельном их осуществлении.

В различных технологических схемах возможны другие варианты парогазовых установок, позволяющих использовать теплоту, выделяющуюся в технологическом процессе для получения механической энергии, чаще всего потребляемой в этих же схемах, на привод компрессоров, насосов и т. д.

30. 31.Что такое эксергия рабочего тела, потока и тепла? Расчет эксергии теплоты и потока рабочего тела.

Эксергией Q₁ отбираемой от горячего источника с температурой Т₁, называется максимальная полезная работа, которая может быть получена за счет этой теплоты при условии, что холодным источником является окружающая среда с температурой То

Эксергия тепла - (работоспособность теплоты) Q₁ отбираемой от горячего источника с температурой Т₁ называют максимально полезной работой, которая может быть полчена за счёт этой теплоту при условии, что холодным источником является окружающая среда с температурой Т₀. Ясно, что максимально полезная работа L_maх теплоты Q₁ представляют собой работу равновесного цикла Карно, осуществляемого в дипозоне температур Т₁-Т₀

,

где

Таким образом, эксэргия теплоты Q₁ L_maх= Q₁(l- T₀/T₁), т.е. работоспособность теплоты

тем больше, чем отношения То/Т₁, при T_q=T_i она равна 0.

Эксергия потока

Величина l^макс_тех есть максимальная удельная техническая работа, которую может совершить рабочее тело в потоке в процессе равновесного перехода из состояния р_1, Т₁в котором энтропия равна s₁, а энтальпия h₁, в состояние р_о, Т_о с энтропией s_o и энтальпией h₀. Она называется максимальной работоспособностью или эксергией потока рабочего тела и обозначается буквой е.

Эксергия потока рабочего тела.. Определим возможный равновесный путь рабочего тела в потоке из начального состояния 1 с давлением P1 и температурой Т1 в конечное состояние 0 с давлением Ро и температурой То окружающей среды(рис).

Так как рассматриваемая система содержкт только один источник теплоты (окружающую среду с неизменной температурой То)то равновесный процесс нужно представить-себе либо при отсутствии теплообмена между потоком и средой (адиабатическое расширение или сжатие), либо при наличии теплообмена между потоком и средой, но обязательно с температурой То (изотермическое расширение или сжатие). Во всех остальных процессах неизбежно будет иметь место теплообмен между рабочим телом и средой при конечной разности температур и равновесный переход станет невозможным. Это значит, что единственным возможным путём перехода к равновесию с окружающей средой является адиабатное расширение до Р2 То последующее изотермическое расширение (или сжатие, если точка окажется правее точки 0.), до Ро, То В последнем процессе рабочее тело отнимает от среды теплоту qo=To(So-S2) на рис. (выше) она изображена заштрихованной площадкой. Так как.1-2 адиабата, то S2=S1, тогда qo=To(So-S1). Согласно уравнению первого закона термодинамики для потока в случае когда S2=S1 и q_внеш⁼ q_о (поскольку процессы равновесий), q⁼ h₀-h₁+l _{макс. техн}.

Подставим выражение в предыдущую формулу, получим е=1 _{макс техн}= h₁-ho-T_O(S₁-S₀),

Эксергия e=hi=ho - To (Si-So) зависит от параметров как рабочего тела h1 S1так и

окружающей среды Ро, То. однако если параметры окружающей среды заданы То =293К,

Ро=100 кПа, то энергию можно рассмотреть просто как функцию состояния рабочего

тела. Понятие энергия полезно при анализе степени термодинамического совершенства

тепловых аппаратов.

Для количественной оценки степени термодинамического совершенства, теплового

совершенства, теплового двигателя используется эксергический КПД, который имеет вид

Дата добавления: 2015-04-24