ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Основной цикл паросиловых установок из "Техническая термодинамика и теплопередача " Преобразование энергии органического или ядерного топлива в механическую с помощью водяного пара осуществляется в паросиловых установках, составляющих базу современной крупной энергетики. Схема простейшей паросиловой установки показана на рис. 7.4, а ее теоретический цикл (цикл Ренкина) изображен на рис. 7.6. [c.117] В конденсаторе посредством охлаждающей воды от пара отнимается удельная теплота парообразования г = w пар переходит при постоянных давлении р и температуре 4 в жидкость с удельной нтальпией h 2 (процесс конденсации 2-3). В дальнейшем цикл повторяется. Такой цикл называется конденсационным циклом Ренкина. [c.118] Таким образом, в отличие от двигателя внутреннего сгорания в паросиловой установке продукты сгорания топлива в цикле непосредственно не участвуют, а являются лишь источником теплоты. Рабочим телом служит пар какой-либо жидкости (главным образом воды). [c.118] Для сжатия пара требуются специальный компрессор и сравнн- ельно большая удельная работа на сжатие, определяемая пло. [c.118] В рассмотренном перед этим цикле Ренкина осуществляется полная конденсация пара с последующим адиабатным сжатием 8-4 конденсата в насосе, что значительно уменьшает удельную работу сжатия, определяемую площадью 34р рф на рис. 7.5, а. Термический к. п. д. этого цикла Ренкина можно рассчитать по формуле (1.70). [c.119] ЧТО С увеличением средних температур цикла Г ср и Ггср термический к. п. д. любого цикла повышается. [c.120] В первом случае (рис. 7.6) повышение Т ср до Т ср обусловливается увеличением температуры кипения (парообразования). Так, увеличение начального давления от 2 до 10 МПа, что соответствует = 212 °С и = 310 °С, при одной и той же температуре перегретого пара il = 500 °С и одном и том же давлении в конденсаторе = 0,004 МПа приводит к повышению от 0,36 до 0,426, т. е. на 16,2 %. [c.120] Отметим, что само увеличение давления никаких преимуществ не дает (с увеличением давления пара повышаются требования к качеству металла, увеличивается его расход и удорожается установка) и если бы повышение можно было бы достичь иным путем (например, заменой водяного пара другим веществом, у которого при тех же давлениях температура кипения выше, чем у воды), то следовало бы отдать предпочтение умеренным начальным давлениям пара. [c.120] Кроме того, неблагоприятным следствием повышения начального давления является увеличение степени влажности пара в конце расширения, т. е. уменьшение степени сухости пара (хг Выделяющиеся в последних ступенях турбины капли влаги вызывают механический износ (эрозию) рабочих лопаток и снижают общий к. п. д. турбины. [c.120] Снижение средней температуры 7гср в процессе отвода теплоты (рис. 7.8) ограничивается температурой окружающей среды, которая практически является теплоприемником в теплосиловых установках. Если исходить из температурных условий окружаюш,ей среды (воздух, вода рек и озер), то низшая температура в цикле может быть 20...30 °С, что соответствует для водяного пара конечно.му давлению = 0,0024...0,0043 МПа. [c.121] Следовательно, работа паросиловой установки связана с поддержанием в конденсаторе паровой турбины относительно глубокого вакуума (97...96 %). С ухудшением вакуума (повышением р ), как следует из рис. 7.8, термический к. п. д. цикла падает. [c.121] Н снижать конечное давление (температуру) пара р . Поскольку увеличить и, за счет уменьшения р невозможно, практически этой цели можно достигнуть только путем увеличения р и 1- . Оптимальные параметры цикла выбираются на основании технико-экономических расчетов при этом учитываются такие факторы, как уменьшение габаритных размеров, металлоемкость, безопасность работы и т. п. [c.121] В отличие от теоретического цикла паросиловой установки, который состоит из обратимых процессов, действительные циклы протекают необратимо. Так, расширение пара в турбине происходит при наличии потерь, связанных главным образом с трением пара о стенки и с другими гидродинамическими явлениями, на преодоление которых затрачивается часть работы расширения. Работа трения превращается в теплоту, повышая удельную энтальпию пара в конечном состоянии от йз до Ягд- Поэтому действительный процесс адиабатного расширения пара в турбине, протекающий необратимо с увеличением энтропии, изображается не прямой 1-2, а условной кривой /-2д (см. рис, 5.7). [c.121] Отношение удельной, полезно использованной теплоты в реальном двигателе к удельной теплоте затраченной в цикле, называется абсолютным внутренним к. п. д. теплового двигателя г]г, т. е. [c.122] Если учесть, что при параметрах пара = 17 МПа, = 550 °С и / 2 = 0,004 МПа, которые сейчас широко используются на тепловых электростанциях, Т1гренкин = 0,46, то, приняв = 0,85, получим Т1, = 0,46 0,85 = 0,39, т. е. только 39 % теплоты, подводимой в цикле, превращаются в полезную работу. [c.122] Вернуться к основной статье