Решение. Параметры водяного пара перед конденсационной турбиной: p1 = 13 МПа, t1 = 560 °С, а после промежуточного перегрева р3 = 3 МПа

РАСЧЕТ ЦИКЛА И ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ПАРОСИЛОВОЙ УСТАНОВКИ

Параметры водяного пара перед конденсационной турбиной: p ₁ = 13 МПа, t ₁ = 560 °С, а после промежуточного перегрева р ₃ = 3 МПа, t ₃ = 560 ^оС. Давление в конденсаторе р ₄ = 0,004 МПа. Определить подводимое количество теплоты в промежуточном перегревателе, а также термический КПД цикла. Сопоставить полученное значение этого КПД с его аналогом для цикла без промежуточного перегрева. В обоих случаях необходимо учесть работу, затрачиваемую на привод питательного насоса. Изобразить циклы в координатах h - s и T - s.

Промежуточный перегрев пара является одним из способов повышения степени его сухости. Принципиальная схема цикла Ренкина с промежуточным перегревом пара дана на рис. 4.1. В этой схеме предусмотрены две ступени турбины ПТ-I, ПТ-II и две ступени пароперегревателя ПП-I, ПП-II. Пар после первой ступени пароперегревателя ПП-I направляется в первую ступень турбины ПТ-I. Отработавший на лопатках первой ступени турбины пар направляется во вторую ступень пароперегревателя ПП-II, где его температура повышается до начальной температуры T ₁. Затем пар поступает на лопатки второй ступени турбины ПТ-II.

Рис. 4.1.

Цикл Ренкина с промежуточным перегревом пара в Ts - координатах представлен на рис. 4.2. Рассмотрим процессы цикла: 1- а - адиабатное расширение пара на лопатках первой ступени турбины; а - b - промежуточный перегрев пара во второй ступени пароперегревателя; b -1 - адиабатное расширение пара на лопатках второй ступени турбины; 2-3 - конденсация пара в конденсаторе; 3-4 - сжатие воды в конденсатом насосе; 4-5 - подогрев воды до температуры кипения; 5-6 - превращение воды в пар; 6-1 - перегрев пара в пароперегревателе первой ступени.

Рис. 4.2

Если бы не было промежуточного перегрева пара, то процесс адиабатного расширения заканчивался бы в точке 2'. Из диаграммы видно, что промежуточный перегрев позволяет значительно увеличить сухость пара на выходе из турбины (х '₂ < х ₂).

Термический кпд цикла определяется по формуле

где (i ₁ – i _a) и (i _b – i ₂) - адиабатные теплопадения в первой и второй ступенях турбины; (i ₁ – i ₃) – количество теплоты, подведенной в котле и в первой ступени пароперегревателя; (i _b – i _a) – количество теплоты, подведенной во второй ступени пароперегревателя.

Кроме того, применение промежуточного перегрева может повысить кпд, если средняя температура подвода теплоты в дополнительном цикле b 22' ab будет выше, чем средняя температура подвода теплоты в цикле с однократным перегревом.

Построение цикла в T–s и h–s координатах.

Цикл изображенный в T – s и h – s координатах можно увидеть на рис 4.3 и 4.4.

Параметры состояния рабочего тела в характерных точках цикла сводим в таблицу 1:

Таблица 1.

Параметр	Темпера-тура t, ^оС	Давление Р, МПа	Энтальпия i, кДж/кг	Удельный объем v, м^3/кг	Энтропия s, Дж/(кг К)
		13,00		0,02621
		3,00		0,08376
2'		0,004		–
		3,00		0,12211
		0,004		–
		0,004		–
		13,00		–

Подводимое количество теплоты в промежуточном перегревателе:

q _ППII = i ₃ – i ₂ = 3590 – 3041 = 549 кДж/кг.

Термический КПД цикла без промежуточного перегрева пара:

.

Термический КПД цикла с промежуточным перегревом пара:

Дата добавления: 2015-05-09