История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Топ:
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Комплексной системы оценки состояния охраны труда на производственном объекте (КСОТ-П): Цели и задачи Комплексной системы оценки состояния охраны труда и определению факторов рисков по охране труда...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Наиболее распространенные виды рака: Раковая опухоль — это самостоятельное новообразование, которое может возникнуть и от повышенного давления...
Дисциплины:
2022-07-03 | 54 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Как известно из термодинамики раздельная выработка тепловой и электрической энергии осуществляется с помощью паросиловых уста- новок (ПСУ). На рис. 2.1.1 приведена условная схема ПСУ и теоретиче- ский цикл Ренкина в диаграмме pv.
Пар из парового котла ПК поступает в пароперегреватель ПП, от- куда он направляется в турбину Т и далее в конденсатор К. В конденса- торе с помощью охлаждающей воды, подаваемой циркуляционным на- сосом ЦН, от пара отводится тепло, и он конденсируется. Образовав- шийся конденсат питательным насосом ПН подается в котел, и цикл по- вторяется вновь.
Рис. 2.1.1. Условная схема и теоретический цикл ПСУ
Этот же цикл в диаграмме Ts показан на рис. 2.1.2.
Точка 3 характеризует состояние воды на выходе из конденсатора. Кривая 3-4 изображает нагревание воды в паровом котле. Точка 4 соот- ветствует температуре кипящей воды при давлении р 1 в котле. Площадь, лежащая под кривой 3-4, измеряет количество тепла, подведенного к воде при ее нагреве до точки кипения. Прямая 4-5 изображает процесс парообразования в паровом котле. Точка 5 соответствует состоянию су- хого насыщенного пара. Площадь 4-5-8-7-4 соответствует теплоте паро- образования r. Кривая 5-1 изображает процесс перегрева пара в паропе- регревателе, а точка 1 состояние перегретого пара после пароперегре-
вателя. Площадь 5-1-9-8-5, лежащая под кривой 5-1, соответствует теп- лоте перегрева.
Рис. 2.1.2. Цикл ПСУ в диаграмме Ts
Для получения 1 кг пара в котле затрачивается h 1 h 2 ' единиц тепла
(площадь 3-4-5-1-9-6-3).
Прямая 1-2 изображает адиабатное расширение пара в турбине.
Точка 2 соответствует состоянию отработавшего пара при давлении р 2. Прямая 2-3 изображает процесс конденсации пара, причем площадь 2-3- 6-9-2, лежащая под прямой 2-3, соответствует количеству тепла, отни- маемого от 1 кг пара в конденсаторе, т. е. площадь 2-3-6-9-2 = h 2 h 2 '.
|
Таким образом, количество тепла, подведенного к 1 кг пара в этом цикле, равно h 1 h 2 '.
Количество же тепла, отведенного от 1 кг пара, равно h 2 h 2 ' сле- довательно, количество тепла, затраченного на производство работы и отнесенного к 1 кг пара, составляет h 1 h 2 =l 0 и изображается площадью 3-4-5-1-2-3.
Термический КПД цикла Ренкина есть отношение полезно исполь- зованного тепла ко всему затраченному, т. е.:
h t = h 1 - h 2,
h 1 - h 2¢
(2.1.1)
где h 1 и h 2 начальное и конечное значения энтальпии пара в адиабат- ном процессе расширения его в турбине;
h 2 ' энтальпия кипящей жидкости (конденсата) при давлении р 2.
Величины, входящие в формулу (2.1.1), могут быть определены при помощи диаграммы hs. Для перегретого пара начальное состояние находится в пересечении изобары р 1 и изотермы t 1 (рис. 2.1.3): для
влажного в пересечении изобары р 1 и линии сухости x 1; для сухого на- сыщенного в пересечении изобары р 1 и верхней пограничной кривой.
Рис. 2.1.3. Процесс в hs диаграмме
Проектируя точку 1, изображающую начальное состояние пара, на ось ординат, находим энтальпию пара h 1, а проведя из нее адиабату расширения (прямую, параллельную оси ординат) до конечной изобары, получаем точку 2, характеризующую состояние отработавшего пара. По этой точке находим энтальпию пара в конечном состоянии h 2. Отрезок 1-2 в определенном масштабе дает значение величины h 1 h 2.
Энтальпию конденсата h 2 ' находят по температуре t Н, соответст- вующей конечному давлению р 2. Для этого по изобаре р 2 надо поднять- ся до верхней пограничной кривой.
По значению изотермы, проходящей через точку пересечения изо- бары р 2 с верхней пограничной кривой, получим t 2 ≈ h 2 '. Более точно значение h 2 ' определяют по таблицам насыщенного пара.
Подробное исследование термического КПД цикла Ренкина при изменении параметров начального и конечного состояния рабочего тела приводит к выводу, что термический КПД этого цикла повышается с увеличением начального давления и начальной температуры и с умень- шением давления р 2 в конденсаторе.
|
Удельный расход пара и тепла при осуществлении идеального цик- ла Ренкина определяется следующим образом:
d 0 =
3600
h 1 - h 2
= 3600,кг/(кВт ×ч),
h 0
(2.1.2)
если значения h взяты в кДж/кг;
d 0 =
860
h 1 - h 2
= 860,кг/(кВт ×ч),
h 0
(2.1.3)
если значения h взяты в ккал/кг.
Величину h 0 =h 1 h 2 называют располагаемым теплоперепадом.
Так как на 1 кг пара в цикле Ренкина расходуется тепла h 1 h 2 ′, то удельный расход тепла на 1 кВт·ч:
q = d 0 × (h 1 - h 2¢ ),кДж/к(Вт ч× и)ли ккал/кВт(ч. ×) (2.1.4)
Формулы (2.1.1)(2.1.4) определяют термический КПД и удельные расходы пара и тепла в идеальном цикле паросиловой установки. Дей- ствительный цикл сопровождается неизбежными потерями, вследствие чего удельные расходы пара и тепла увеличиваются. Так, в паровой тур- бине процесс расширения, пара сопровождается потерями, связанными главным образом с трением.
Работа трения превращается в тепло, повышающее энтальпию пара в конечном состоянии. Поэтому в действительном процессе, протекаю- щем необратимо, а, следовательно, с увеличением энтропии, кривая процесса отклонится вправо (рис. 2.1.4).
Рис. 2.1.4. Процесс в hs диаграмме
Конечное состояние пара изобразится уже не точкой 2, лежащей на пересечении адиабаты 1-2 и изобары р 2, а точкой, лежащей на той же изобаре, но расположенной правее. Условно действительный процесс расширения изображают линией 1-2 д.
Очевидно, полезная работа в действительном цикле (внутренняя работа):
l h 1
h 2= iд
- (2.1.5)
будет меньше работы (l 0) идеального цикла.
Отношение
l 1 h 1
h 2 д
= h0 i
(2.1.6)
l 0 h 1 - h 2
называют относительным внутренним КПД. Этот коэффициент харак- теризует степень совершенства действительного процесса в сравнении с идеальным.
Абсолютный внутренний КПД представляет собой отношение по- лезно использованного тепла в действительном процессе к затраченно- му теплу:
h0 = h 1 - h 2 д.
h 1 - h 2¢
Из сопоставления формул (2.1.1), (2.1.6) и (2.1.7) получаем
h i = h t × h0 i.
Из формулы (2.1.6) получаем:
|
(2.1.7)
(2.1.8)
h 2 дi
h 1 - (h 1 - h 2 )h0
= h 1 - h 0 × h0 i.
(2.1.9)
Это уравнение позволяет по заданному η0 i найти точку 2д.
Для этого нужно (рис. 2.1.6) из начальной точки 1 провести адиаба- ту 1-2, затем от точки 2 отложить вверх отрезок 2-А и через точку А провести горизонталь. Пересечение ее с конечной изобарой р 2 даст точ- ку 2д.
Внутренняя работа, произведенная турбиной, не может быть пол- ностью использована. Часть ее расходуется на механические потери в трущихся частях двигателя. Поэтому работа, полученная на валу турби- ны, или эффективная работа le меньше внутренней работы li.
Отношение
le hм
li
есть механический КПД турбины.
(2.1.10)
Так как преобразование механической энергии в электрическую связано с потерями в генераторе, то вводят еще понятие КПД генерато- ра:
hг = l э,
lе
(2.1.11)
где l э работа 1 кг пара, превращенная в электрическую энергию.
Для оценки экономичности ПСУ в целом необходимо еще знать КПД котельной установки η к.у. , представляющий собой отношение по- лезно использованного тепла топлива к теплоте сгорания топлива, а так же КПД паропровода η п, учитывающий потери, обусловленные тепло- обменом паpa с окружающей средой.
Таким образом, экономический КПД электростанции:
hст =ηк.у.п×0ηм
× ηг t × η
i × η
× η.
(2.1.12)
Для повышения КПД можно применять схемы с регенерацией теп- лоты.
|
|
Общие условия выбора системы дренажа: Система дренажа выбирается в зависимости от характера защищаемого...
Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!