Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Цикл Ренкина с промежуточным перегревом пара
С целью существенного повышения температурного КПД цикла Ренкина за счет увеличения начального давления Р1 при сохранении степени сухости влажного насыщенного пара не менее Х2= 0,86…0,88 в современных паровых тепловых установках используется промежуточный перегрев пара. Как правило, используется цикл с двукратным (вторичным) перегревом пара. На рисунке 1.23 приведена принципиальная схема установки, работающей по циклу Ренкина с вторичным перегревом пара, а на рисунках 1.24-1.26 – этот цикл в диаграммах P-V, T-S, i-S. Рис. 1.23 Схема паровой теплосиловой установки, работающей по циклу Ренкина с вторичным перегревом пара, где КА – котлоагрегат ПК – паровой котел Э – экономайзер ПП1 – первая ступень пароперегревателя ПП2 – вторая ступень пароперегревателя ПТ1 – первая ступень паровой турбины ПТ2 – вторая ступень паровой турбины ЭГ – электрогенератор К – конденсатор ЦН – циркуляционный насос ПН – питательный насос Рис. 1.24 Цикл Ренкина с вторичным перегревом пара на диаграмме P-V Рис. 1.25 Цикл Ренкина с вторичным перегревом пара на диаграмме T-S Рис. 1.26 Цикл Ренкина с вторичным перегревом пара на диаграмме i-S
Из первой ступени пароперегревателя ПП1 перегретый пар с параметрами P1 и T1 поступает в первую ступень паровой турбины ПТ1, где расширяется до некоторого промежуточного давления Ра(Ра > Р2) и температуры Та(Та > Т2) в адиабатном процессе 1-а. В зависимости от начальных параметров (Р1 и Т1) и величины промежуточного давления Ра,точка «а» может находиться как в области влажного насыщения пара (Рис.1.24-1.26), включая сухой насыщенный пар, так и в области перегретого пара. Отработавший на лопатках первой ступени турбины ПТ1 пар поступает во вторую ступень пароперегревателя ПП2, где при Ра =const снова перегревается до температуры Т1 (процесс a-b). Из второй ступени пароперегревателя ПП2 перегретый пар с параметрами Ра и Т1 подается на лопатки второй ступени турбины ПТ2, где расширяется до давления Р2 и температуры Т2 = Тн2 (процесс b-2). Далее цикл ничем не отличается от обычного цикла Ренкина: конденсация пара в конденсаторе К (процесс 2-3), адиабатное сжатие жидкости в питательном (конденсационном) насосе (процесс 3-4), подогрев жидкости в экономайзере Э при Р1=const до температуры кипения Тн1 в первой ступени пароперегревателя ПП1.
Если бы вторичный перегрев отсутствовал, то процесс адиабатного расширения пара в турбине заканчивался бы в точке 2’, где степень сухости влажного насыщенного пара Х2’< Х2. Из рис. 1.24-1.26 следует, что вторичный перегрев пара значительно увеличивает степень сухости насыщенного пара на выходе из второй ступени турбины ПТ2 и увеличивает работу цикла Ац. В соответствии с формулой (1.10) Ац =Атурб – Анас = Атурб1 + Атурб2 – Анас, где АТ1, АТ2 – работа первой (ПТ1) и второй (ПТ2) ступеней паровой турбины
В соответствии с формулами (1.9) и (1.7) Атурб1 = i1 - ia Атурб2 = ib - i2 Анас = i4 - i3 Тогда
Обозначим: h01 = (i1 – ia) – адиабатный теплоперепад в первой ступени ПТ1 турбины h02 = (ib - i2 ) - адиабатный теплоперепад во второй ступени ПТ2 турбины
С учетом этого (1.22) приобретает вид
(1.23)
Если бы вторичный перегрев отсутствовал, то адиабатный теплоперепад турбины в соответствии с рис. 1.26 определялся бы как h0 = i1 – i2’ Т.к. h0 < (h01 + h02), а величина Анас = i4 – i3 одинакова, то работа цикла со вторичны перегревом будет больше, чем в обычном цикле Ренкина. Количество теплоты, подводимой к 1 кг рабочего тела в котле ПК и первой степени пароперегревателя ПП1 при P1 = const в процессах 4-5-6-1: q11= i1 – i4 Количество теплоты, подведенной к 1 кг рабочего тела на второй ступени пароперегревателя ПП2 при Pa = const в процессе a-b: q12= ib – ia Тогда суммарный теплоподвод в цикле Ренкина с вторичным перегревом пара равен q1= q11 – q12
(1.24)
(1.25)
Если пренебречь работой питательного насоса, то есть положить , то приближенно можно записать:
(1.26)
(1.27)
(1.29)
или
(1.30) (Величину i3 в некоторых справочниках обозначают ik – «энтальпия конденсата»)
Термический КПД цикла Ренкина с вторичным перегревом пара будет больше цикла Ренкина с однократным перегревом, если средняя температура теплоотвода в дополнительном цикле (1-2-2’-a-b) будет больше, чем в основном цикле (1-2’-3-4-5-6-1). Давление Pa, при котором производится вторичный перегрев, следует выбирать так, чтобы термический КПД дополнительного цикла
(1.31) был больше основного цикла
(1.32)
Здесь
(1.33)-работа в дополнительном цикле
(1.34)-работа в основном цикле (Проверка: Ац = Ац осн + Ац доп; подстановка в эту формулу (1.33) и (1.34) дает формулу (1.22))
(1.35)
(1.36)
1.2. 9 Регенерация теплоты. Обобщенный (регенеративный) цикл Карно.
Как известно, обратимый цикл Карно состоит из двух изотерм и двух адиабат и в заданном диапазоне температур Т1-Т2 невозможно получить термический КПД, превышающий КПД обратимого цикла Карно: Однако, есть циклы, по своей конфигурации отличающиеся от обратимого цикла Карно, но при некоторых дополнительных условиях имеющие термический КПД, равный КПД обратимого цикла Карно. К таким циклам относится регенеративный обратимый цикл, состоящий из двух изотерм и двух любых произвольных эквидистантных кривых, называемый обобщенным (регенеративным) циклом Карно (рис.1.27). В диаграммах T-S эквидистантные кривые – это семейство кривых, имеющих при одинаковой температуре равные угловые коэффициенты. Регенерация теплоты – это перенос теплоты с одних участков цикла на другие. Циклы, в которых применяется регенерация теплоты, называются регенеративными циклами. Так в цикле, представленном на рис. 1.27, происходит перенос теплоты с участка 1-2 на участок 3-4. Рис.1.27 Обобщенный регенеративный цикл Карно. Процесс 4-1 – изотермическое расширение рабочего тела с подводом теплоты q4-1 от нагревателя с температурой Т1. Процесс 1-2 – политропное сжатие с отводом теплоты q1-2 от рабочего тела. Процесс 2-3 – изотермическое сжатие рабочего тела при температуре холодильника Т2 с отводом теплоты q2-3. Процесс 3-4 – политропное расширение рабочего тела с подводом теплоты q3-4. В качестве теплоотдатчиков при этом используются теплообменники, которые применялись в процессе 1-2. Так как кривые 1-2 и 3-4 эквидистантны, то . Таким образом, сколько теплоты рабочее тело отдает в процессе 1-2, столько же принимает в процессе 3-4. В данном случае происходит перенос теплоты , поэтому цикл на рис. 1.27 является регенеративным.
Работа цикла 1-2-3-4 равна (1.37) Как известно, (1.38) и , где q1 – результирующая подведенная теплота; q2 – результирующая отведенная теплота. Из сравнения формул (1.37) и (1.38) следует, что в регенеративном цикле 1-2-3-4 q1 = q4-1, а q2=q2-3. Тогда
где Тогда В силу эквидистантности кривых 3-4 и 1-2 = , при этом
Таким образом, обратимый цикл, состоящий из двух изотерм и двух эквидистантных политроп, имеет такой КПД, что и у обратимого цикла Карно, и поэтому называется обобщенным (регенеративным) циклом Карно.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2021-04-12; просмотров: 374; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.140.242.165 (0.041 с.) |