Студопедия

Главная страница Случайная страница

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Влияние начального давления и температуры пара на КПД цикла Ренкина.






 

Параметры пара существенно влияют на КПД цикла паротурбинной установки. Так, термический КПД цикла при изменении начальных давления (от 10 МПа до 23, 5 МПа) и температуры (от 500 до 565°С), а также давления в конденсаторе (от 4 до 6 кПа) может изменяться от 0, 43 до 0, 48. Рассмотрим, как влияют начальные параметры (температура t0 и давление p0) пара, наличие промежуточного перегрева пара и его температуры tпп, а также давление конденсаторе рк на термический КПД [3].

Начальное давление пара. Повышение начального давления пара р0 связано с увеличением температуры его насыщения, т. е. уровня, при котором происходит передача теплоты в котле. Как известно, наиболее совершенным термодинамическим циклом является цикл Карно, КПД которого

η к = 1- Тк0, где Т0 и Тк - температуры подвода и отвода теплоты. Для любого цикла, например цикла Ренкина, можно определить эквивалентную температуру подвода теплоты Тэ=(Т0)к, которая обеспечила бы соответствующий термический КПД η t

. ( 1.20 )

На рис. 1.1, б была показана эта эквивалентная температура Тэ.

Для сравнения на рис. 1.5(а), изображены в T, s -диаграмме два идеальных цикла ПТУ при начальных давлениях пара р0 и р01 .

 

 

Рис.1.5. Сравнение T, s -диаграмм циклов ПТУ с разными начальными темпера­турами (а), давлениями (б), с промежуточным перегревом (в) и разными давлениями в конденсаторе (г).

 

В цикле 1—2—3'—4'—5'—1 с повышенным начальным давлением p01> p0 подвод теплоты происходит на более высоком температурном уровне, т. е. Tэ1> Tэ. Следовательно, этот цикл более экономичен, чем цикл 1—2—34—5—1.

Необходимо отметить, что увеличение начального давления пара при той же температуре приводит к росту влажности в кон­це процесса расширения, что при прочих равных условиях отри­цательно влияет на надежность турбины (увеличивается эрозия металла) и снижает ее относительный внутренний КПД.

Однако по мере увеличения начального давления пара экви­валентная температура Tэ сначала возрастает, а затем начинает постепенно уменьшаться. Таким образом, существует оптималь­ное по эквивалентной температуре Tэ начальное давление пара. Причем, чем выше эта температура, тем выше давление, при ко­тором получают максимальный термический КПД.

Начальная температура пара. Повышение начальной темпе­ратуры tо пара существенно увеличивает экономичность ПТУ. Если сравнить два цикла, различающиеся только начальными температурами пара (рис. 1.5, б), то КПД первого цикла 1—2—3— 4'—5'—1 с более высокой температурой Т01 будет выше КПД вто­рого цикла 1—2—3—4—5—1 с меньшей температурой То. При прочих равных условиях начальная температура Tэ1 подвода теплоты в первом цикле выше начальной температуры Тэ подво­да теплоты во втором цикле.

Трудности, которые возникают при повышении температуры, связаны с тем, что стали, применяемые в современном энергомашиностроении, теряют прочность при высоких температурах, так как резко падают пределы их текучести и прочности, а также снижается предел длительной прочности. Последнее обстоятельство приводит к необходимости ограничивать срок службы деталей или применять дорогие жаростойкие высоколегированные стали.

Кроме того, увеличение температуры tо в реальных турбинах уменьшает влажность в конце процесса расширения пара. Это повышает надежность и срок службы турбины вследствие менее интенсивной эрозии металла, а также несколько увеличивает ее относительный внутренний КПД.


 

 


Поделиться с друзьями:

mylektsii.su - Мои Лекции - 2015-2024 год. (0.006 сек.)Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав Пожаловаться на материал