ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Требования к рабочему веществу паросиловых установок из "Техническая термодинамика " В паросиловой установке лишь незначительная доля (30—40%) тепла, выделяющегося при сгорании топлива, преобразуется в полезную работу. Наибольшая часть тепла передается воде, охлаждающей конденсатор при температурах, незначительно превышающих (на 10—15° С) атмосферную, и поэтому бесполезно теряется. [c.456] С другой стороны, для бытовых и технологических нужд наряду с электроэнергией требуется тепло сравнительно невысоких температур (80—100°С). Источником этого тепла может служить пар после расширения его в турбине или охлаждающая конденсатор вода при условии, что давление, до которого производится расширение пара в турбине (всего количества G или только некоторой доли его), будет повышено. В этом случае тепло сжигаемого топлива будет использоваться для получения как полезной работы, так и требующегося тепла низкой температуры. [c.456] Одновременная выработка в одной и той же паросиловой установке электрической энергии и тепла низкой температуры является значительно более выгодной по сравнению с раздельной выработкой электрической энергии и тепла. [c.456] Комбинированная выработка на тепловых электрических станциях электрической энергии и тепла для технологических и бытовых нужд (за счет отбора и использования отработавшего пара) на базе централизованного теплоснабжения называется теплофикацией. Теплофикация является одним из важнейших методов экономии топлива в народном хозяйстве. Осуществление в широких масштабах теплофикации является выдающимся достижением советской энергетики. [c.456] На рис. 14-42 приведена принципиальная схема простейшей теплофикационной установки с противодавлением, состоящей из котла 1 с пароперегревателем 2, турбины 3 с находящимся с ней на одном валу генератором электрического тока 4, потребителя тепла 5 и насоса 6. [c.456] На рис. 14-43 изображен теоретический цикл этой теплофикационной установки в координатах 7—s. [c.456] Термический к. п. д. цикла, как известно, определяется отношением средних температур подвода и отвода тепла в цикле с увеличением этого отношения термический к. п. д. возрастает, с уменьшением убывает. [c.457] В паросиловых установках, работающих на водяном паре, нанниз-шая возможная температура цикла составляет около 25° С дальнейшее снижение температуры технически трудно осуществимо из-за весьма малых давлений насыщения, соответствующих таким температурам. [c.457] При работе установки в средних широтах и особенно в летних условиях эта температура лишь немногим превосходит наинизшую возможную температуру — температуру окружающей среды. Однако в зимних условиях или в северных областях температура окружающей среды бывает значительно ниже, вследствие чего термический к. п. д. установки мог бы быть повышен за счет понижения температуры отвода тепла в цикле, что, однако, практически невозможно из-за свойств воды. [c.457] Таким образом, свойства рабочего тела (в рассматриваемом случае воды) ограничивают возможное повышение термического к. п. д. цикла, за счет понижения средней температуры отвода тепла. [c.457] Термический к. п. д. паросилового цикла можно было бы также повысить путем перегрева пара до возможно более высокой температуры это, однако, ограничивается прочностью металлов при высоких температурах и давлениях. [c.457] Но и при указанных ограничениях максимальной температуры в цикле имеются пути для дальнейшего повышения термического к. п. д. цикла за счет повышения средней температуры подвода тепла в цикле. [c.457] Таким образом, даже при очень высоком давлении, когда вся установка будет крайне громоздкой и дорогостоящей, водяной пар не позволяет наилучшим образом использовать температурный предел, который уже освоен благодаря достижениям металлургии. [c.458] Из сказанного ясно, что принципиально возможно, применив в паросиловой установке более подходящее рабочее вещество, получить больший термический к. п. д., чем тот, который достигается в различных, даже наиболее совершенных пароводяных циклах. [c.458] С термодинамической точки зрения наилучшее рабочее вещество должно обладать следующим основным свойством его критическая температура должна быть значительно выше предельных температур, применяемых в настоящее время в паросиловых установках. В этом случае мог бы быть осуществлен цикл без перегрева пара с изотермическим подводом тепла на значительном участке (кроме процесса подогрева жидкости), в котором средняя температура подвода тепла имеет наибольшее значение. [c.458] Помимо этого основного требования, диктуемого термодинамическими соображениями, к рабочему веществу в паросиловых установках предъявляется еще ряд требований, вытекающих из технических, тех-нико-экономических и эксплуатационных условий. [c.458] Технические требования касаются также влажности пара в конце адиабатического расширения, которая не должна превышать определенного предела. Очевидно, что величина влажности в конце процесса расширения определяется видом верхней (правой) пограничной кривой. [c.459] Ранее было сказано, что вблизи критической точки k все вещества имеют отрицательную теплоемкость с . При более низких температурах эта теплоемкость может иметь как положительное, так и отрицательное значение. Вид верхней пограничной кривой для различных значений с . изображен ниже на Т—5 диаграммах (рис. 14-45, 14-46 и 14-47). [c.459] Если с 0 (рис. 14-45), то при адиабатическом расширении может образоваться перегретый пар. Вследствие этого появится нежелательный участок 2 2 , на котором тепло будет отводиться при более высокой температуре, чем наинизшая температура цикла. [c.459] Если с 0 и велико по абсолютной величине (рис. 14-47), то пар Б конце расширения окажется чересчур влажным. Наиболее выгодный вид верхней пограничной кривой с учетом отклонения реального процесса расширения от адиабаты вправо соответствует небольшому отрицательному значению с (рис. 14-46). При этом, с одной стороны, влажность в конце расширения невелика, а с другой стороны, весь процесс отвода тепла происходит в области влажного пара. [c.459] Вернуться к основной статье