Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Эксергетический анализ ПТУ
|
|
Целью эксергетического анализа любого теплового устройства является:
· расчет составляющих уравнения эксергетического баланса:
 ,
|
где 
– потери эксергии в отдельных узлах устройства, рассчитываемые по формуле
 ;
|
· определение эксергетических КПД узлов и устройства в целом:
 .
|
Эксергетический КПД паротурбинной установки, вырабатывающей электроэнергию, совпадает с электрическим КПД
 .
|
Уравнение эксергетического баланса для ПТУ с циклом Ренкина (рис. 9.13) имеет вид
 .
|
Потери эксергии в узлах паротурбинной установки и эксергетические КПД узлов рассчитываются по формулам
- для парового котла
 ;
|
- для паровой турбины
 ;
|
- для конденсатора
 ;
|
- для электрогенератора
 .
|
Для паротурбинной установки с циклом Ренкина при параметрах пара
 | |||
 | |||
p1 = 100 бар, t1 =530 0С, p2 = 0, 04 бар и коэффициентах полезного действия
расчет составляющих теплового и эксергетического балансов дал результаты, представленные в виде потоков тепла (рис. 9.14) и потоков эксергии (рис. 9.15).
Анализ уравнений теплового и эксергетического балансов дает
 ,
|
но потери эксергии и потери тепла для конкретного узла установки могут существенно различаться, например в паровом котле и конденсаторе. В паровом котле потери тепла составляют 10% (hПК = 0, 9), потери эксергии -57, 7% ( 
= 0, 423). КПД парового котла учитывает, главным образом, потери тепла с уходящими газами. Эксергетический КПД, кроме потерь эксергии с уходящими газами, учитывает дополнительно:
· потери эксергии от необратимости теплообмена между продуктами сгорания топлива, имеющими температуру ~ 20000С и рабочим телом (водой и водяным паром со средней температурой ~ 3500С);
· потери эксергии от необратимости процесса горения;
· потери от присоса атмосферного воздуха и смешения его с горячими газами.
В конденсаторе потери тепла составляют 55, 4%, в то время как потеря эксергии этого низкопотенциального тепла равна всего 3, 6%.
Таким образом, только применение двух методов термодинамического анализа (метода КПД и эксергетического) дает возможность выявить для каждого узла установки количество тепловых потерь и их качество.
Какие существуют возможности для уменьшения потерь в паровом котле? Наибольшие потери эксергии связаны с необратимостью процесса горения и теплообменом между газами и рабочим телом (водой и водяным паром). Первые потери неустранимы, пока есть горение, вторые потери могут быть уменьшены, если уменьшить перепад температур между источником тепла и рабочим телом. Это можно сделать:
· за счет увеличения параметров пара, вырабатываемого в паровом котле;
· за счет регенеративного подогрева конденсата, подаваемого в паровой котел;
· за счет промежуточных перегревов пара в паровом котле;
· за счет применения комбинированных циклов (бинарные ПТУ, парогазовые установки, ПТУ с МГД-генератором).