 |
|
Адиабатно расширяется в турбине (ПТ) 1' _ 2' (пунктирная линия). Влажный
пар после турбины поступает в конденсатор (К), где от него при р2 = соnst и
T2 = соnst отводится теплота q2 (процесс 2' _ 3). В отличие от цикла Карно
Здесь пар конденсируется полностью до состояния кипящей жидкости при
Р2. Затем жидкость поступает в насос, где происходит адиабатное сжатие до
Давления р1. Ее объем практически не меняется. В процессе повышения
Давления от р2 до р1 температура жидкости повышается ничтожно мало, на
Диаграмме Т _ s точки 3 и 4 практически совпадают. Но так как температура
Жидкости (в точке 4) на выходе из насоса ниже, чем температура насыщения,
Жидкость перед поступлением в испарительные поверхности котла подогре-
Вают до кипения в специальном теплообменнике _ экономайзере. Это
изобар-ный процесс р1 = соnst (4 _ 5), который протекает при добавочном
Подводе теплоты q'1. Подогрев в экономайзере осуществляется в том же
Котле за счет тепла отходящих продуктов сгорания топлива. За ним следует
5 _ 1' _ процесс парообразования при подводе теплоты q"1 при T1 = соnst
и р1 = соnst. Таким образом, подвод теплоты q1 = q'1+ q"1 происходит при
средней температуре _ ⎟
⎟
⎠
⎞
⎜ ⎜
⎝
⎛ ′ +
Т Т
Меньшей, чем температура в точке 1'. Это
Является причиной того, что и к. п. д. цикла Ренкина оказывается меньшим,
Чем для цикла Карно. Термодинамическую эффективность цикла Ренкина
Можно повысить, если увеличить параметры пара (р1 и Т1) на входе в
Турбину. Повышение только давления р1 не приводит к заметному росту эф-
Фективности цикла, а связанное с этим увеличение влажности пара на выходе
Из турбины может привести к ухудшению условий работы проточной части
Турбины. Значительный эффект достигается при повышении температуры,
Т. е. при перегреве сухого насыщенного пара за котлом до Т1 в специальном
тепло-обменнике-пароперегревателе (ПП) (рис.6.10) при р1 = соnst, где
подводится тепло q"'1
(линия на диаграмме 6 _ 1). Цикл Ренкина на
Перегретом паре имеет площадь 1_2 _ 3 _ 4 _ 5 _ 6 _ 1 больше, чем на на-
Сыщенном паре. Средняя температура подвода тепла также выше. Разность
Энтальпий h1 _ h2 определяющая удельную работу пара в турбине,
Называемая располагаемым теплопадением, будет при этом заметно
Больше, чем h1' _ h2') на насыщен-ном паре. Термический к. п. д. цикла
Ренкина ( R η ) с перегретым паром выражается следующим образом:
'2
1 2
1 4
1 2
η ц
H h
H h
H h
H h
q
l
R −
−
=
−
−
= = . (6.12)
Здесь принято h4 ≈ h3, а энтальпия жидкости в точке 3 равна h3 = h'2, т. е.
Энтальпии кипящей воды при давлении р2.
Современные паротурбинные установки ТЭЦ работают по циклу с
Перегревом пара. При использовании низколегированных сталей для котлов и
турбин перегрев пара находится в пределах 535 _ 565 ｰС при давлении до
9,8 МПа. Переход на температуры 580 _ 650 ｰС требует применения дорого-
Стоящих аустенитных сталей. Давление на выходе из турбины и в конден-
саторе обычно 3 _ 5 кПа, а температура пара 25 _ 35 ｰС. Такие турбины
Называются конденсационными. На ТЭЦ применяют комбинированную
Схему: вырабатывают не только электроэнергию, но и тепло для теплофика-
ции и технологических процессов (рис 6.10). Эффективность теплосиловой