ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Влияние параметров пара на КПД идеального цикла из "Турбины тепловых и атомных электрических станций Издание 2 " Характер зависимости термического КПД от параметров пара в различных точках цикла проще всего установить из рассмотрения цикла в Т, 5-диаграмме. При этом для большей наглядности целесообразно заменить цикл Ренкина эквивалентным циклом Карно. [c.17] Влияние давления свежего пара. Если при неизменных температурах отработавшего и свежего Tq пара повысить начальное давление пара Pq, то вследствие повышения температуры насыщения возрастет эквивалентная температура подвода теплоты от Гд до Tgj (рис. 1.9). Согласно формуле (1.18) это приведет к увеличению абсолютного КПД цикла. [c.18] Однако по мере увеличения начального давления эквивалентная температура цикла вначале возрастает, затем вследствие увеличения доли подводимой теплоты, затрачиваемой на нагрев воды до температуры насыщения, этот рост замедляется, и дальнейшее повышение давления приводит уже к снижению Tj и экономичности цикла. [c.18] Располагаемый теплоперепад турбины Hq, т.е. числитель в формуле (1.3), с ростом р увеличивается до тех пор, пока в h, -диаграмме касательная аЬ V. изотерме = onst не станет параллельной участку изобары р = onst (рис. 1.10). При дальнейшем повышении Pq теплоперепад начинает уменьшаться (рис. 1.11). [c.18] Как видно из /г, -диаграммы (см. рис. 1.10), энтальпия свежего пара Aq при = onst с ростом давления Pq понижается. Этим и объясняется тот факт, что максимум КПД Т], достигается при более высоком давлении пара р , чем максимум теплоперепада Яд. [c.18] Влияние температуры пара. Влияние начальной температуры пара на термический КПД цикла легко выясняется при помощи Т, j-диаграммы. Повышение начальной температуры от Tq до Tq, (рис. 1.12) приводит к возрастанию средней температуры подвода теплоты от Гд до Tji при неизменной температуре отвода ее и к соответствующему увеличению КПД цикла. В этом особенно легко убедиться, если рассматривать повышение температуры как присоединение дополнительного цикла 2i/i/ 2 2 к исходному циклу lab dll. Поскольку в исходном цикле средняя температура подвода теплоты Гд ниже, чем в присоединенном, а температура отвода теплоты в обоих циклах одинакова, термический КПД присоединенного цикла выше, чем первоначального. Следовательно, эквивалентная температура и термический КПД нового цикла, состоящего из исходного и присоединенного циклов, будут выше, чем исходного. [c.19] При дальнейшем повышении начальной температуры процесс расширения может закончиться выше пограничной кривой, т.е. в области перегретого пара. В этом случае несколько увеличится средняя температура отвода теплоты. Однако, поскольку изобары в области перегретого пара веерообразно расходятся вправо и вверх, средняя температура подвода теплоты увеличится сильнее, чем средняя температура отвода ее, и поэтому термический КПД цикла возрастет. [c.19] Таким образом, повышение начальной температуры пара всегда приводит к увеличению абсолютного КПД цикла. Нетрудно убедиться с помощью /г, 5-диаграммы в том, что повышение начальной температуры перегретого пара всегда сопровождается также возрастанием располагаемого теплоперепада (рис. 1.13). [c.19] Перегрев пара до 545 °С широко используется в современной теплоэнергетике для повышения КПД. Дальнейшее повышение температуры перегрева в основном сдерживалось возможностями металлургии и было связано с заметным удорожанием электростанции, поскольку оно требует применения дорогостоящих жаропрочных сталей для пароперегревателей, паропроводов и деталей головной части турбины. Однако в настоящее время осуществляется переход к перегреву пара до 600 °С. [c.20] Влияние конечного давления. Уменьшение давления отработавшего пара при неизменных начальных параметрах р и Гр вызывает понижение температуры конденсации пара, а значит, и температуры отвода теплоты. Понижение же средней температуры подвода теплоты при этом настолько мало, что им можно пренебречь. Поэтому уменьшение конечного давления всегда приводит к увеличению средней температурной разности подвода и отвода теплоты, располагаемого теплоперепада и термического КПД цикла. [c.20] Увеличение располагаемого теплоперепада при понижении конечного давления ясно можно видеть также из /г, 5-диаграммы. [c.20] Теоретический предел понижения давления в цикле определяется температурой насыщения при конечном давлении р , которая должна быть не ниже температуры окружающей среды. В противном случае будет невозможна передача теплоты, выделяющейся при конденсации пара, окружающей среде. Практически же для более или менее интенсивного теплообмена между конденсирующимся паром, отдающим теплоту, и охлаждающей водой, воспринимающей эту теплоту, должна существовать конечная разность температур. [c.20] Температура охлаждающей воды зависит от типа водоснабжения и климатических условий. При прямоточном водоснабжении принимается равной 10—12 °С, при оборотном водоснабжении ,3 =20. .. 25 °С. [c.20] После подстановки значений / д, Д/, в (1.20) находят температуру насыщения, по которой затем с помощью таблиц водяного пара определяют давление в конденсаторе. [c.21] В современных крупных паровых турбинах давление в конденсаторе составляет = 3,5. .. 4 кПа, что соответствует температуре насыщения 26—29 °С. [c.21] Вернуться к основной статье