double arrow

Влияние давления свежего пара на КПД цикла


Пути повышения КПД турбоустановки

Характер зависимости термического КПД от параметров пара в различных точках цикла проще всего установить из рассмотрения цикла в Т, s-диаграмме. При этом для большей наглядности целесообразно заменить цикл Ренкина эквивалентным циклом Карно.

В цикле Ренкина подвод теплоты при нагреве питательной воды до температуры насыщения (линия ab на рис. 1.7) при её испарении (линия bc) и прегреве пара (cd) осуществляется при разных температурах. Отвод же теплоты в конденсаторе в зоне влажного пара в этом цикле, как и в цикле Карно, происходит при постоянной температуре Тк (линия ea¢). Следовательно, чтобы заменить цикл Ренкина эквивалентным циклом Карно, достаточно переменную температуру Т на участке подвода теплоты заменить эквивалентной постоянной температурой Тэ (рис. 1.7), при которой площадь эквивалентного цикла будет равна площади, ограниченной контуром цикла Ренкина, т.е. КПД цикла Ренкина ht будет равен КПД эквивалентного цикла Карно hк :

ht = hк = (TэТк)/Тэ,

откуда

Тэ = Тк/(1 – ht).

Если при неизменных температурах отработавшего Тк и свежего Т0 пара повысить начальное давление пара p0, то вследствие повышения температуры насыщения возрастёт эквивалентная температура подвода теплоты от Тэ до Тэ1 (рис.1.10). Это приведёт к увеличению абсолютного КПД цикла.




Рис. 1.10. Сравнение идеальных циклов с разными начальными давлениями пара в Т, s-диаграмме

Однако по мере увеличения начального давления эквивалентная температура цикла Тэ сначала 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 Тэ и экономичности цикла.

Располагаемый теплоперепад турбины Н0 с ростом р0 увеличивается до тех пор, пока в h, s-диаграмме касательная ab к изотерме t0 = const не станет параллельной участку изобары рк = const (рис. 1.11).

Рис. 1.11. Изменение располагаемого теплоперепада Н0 в зависимости от начального давления р0 при неизменной начальной температуре и конечном давлении рк  

Энтальпия свежего пара h0 при t0 = const с ростом давления р0 понижается.

Повышение начального давления пара р0 при заданной температуре t0 и неизменном конечном давлении рк вызывает увеличение конечной влажности пара, которая приводит к снижению относительного внутреннего КПД турбины hoi, эррозии рабочих лопаток и допускается не более 14 %. Поэтому при повышении начального давления следует повышать также и начальную температуру либо применять промежуточный перегрев пара.







Сейчас читают про: