Дослiдження способiв пiдвищення ефективності паросилових циклiв (стр. 2 из 3)
h`=137.8 кДж/кг h``=2561 кДж/кг
x2 =(s-s`)/(s``-s`)=(6,126-0,47)/(8,4-0,47)=0,713
h2=x2h``+(1-x2)h`=0,713*2561+(1-0,713)*138=1867 кДж/кг
Характеристики циклу Ренкіна з підвищеними початковими параметрами пари.
1. Питомий теплопідвід:
q1 = h1-h4 = 2953 – 142,9 = 2810,1 кДж/кг.
2. Питомий тепловідвід:
q2 = h2t – h4 = 1867 – 142,9 = 1729,2 кДж/кг.
3. Питома робота, що отримується в турбіні:
lt = h1 - h2t = 2953 – 1867 = 1080,9 кДж/кг.
4. Характеристика ефективності циклу Ренкіна, тепломеханічний коефіцієнт ТМК:
ht = lt/q1 = 1080,9/2810,1 = 0,385
5. ТМК еквівалентного циклу Карно:
T1m = q1 / (s1 - s3) = 2810,1/ (6,126 – 0.47 ) = 496,83 K.
T2m= q2 / (s1 - s3)= 305,72 K.
=1- (T2m/T1m) = 1- (305,72/496,83) = 0.3856. Витрата пари на турбіну:
Д=N/(h1-h2t) = 1000*103/(2963 - 1867) = 920 кг/с.
7. Питома витрата пари:
dt=Д/N = 1/(h1-h2t) = 1/(2953 - 1867) = 0,000921 кг/кДж.
8. Витрата палива:
В = Д(h1 - h3)/Q
= 947*(2953 – 138)/(16*103)=162 кг/с.9. Питома витрата палива:
bt=B/N=162/(1000*103)=0,000162 кг/кДж.
10. Витрата охолоджуючої води:
W=Д(h2t - h3)/( h6 – h5)= 920*(1867 – 138)/(117-33) = 19000 кг/с.
11. Кратність охолоджування:
n = W/Д =20241/947 = 20,63
Підвищуємо тиск ще на 10 бар
Таблиця 5
| Номерточки на схемі | Р, Бар | t, 0C | h, кДж/кг | s, кДж/(кг.К) | Стан робочого тіла |
| 1 | 80 | 330 | 2918 | 6,017 | ПП |
| 2 | 0,05 | 32,88 | 1833,0 | 6,017 | ВНП х2=0,699 |
| 3 | 0,05 | 32,88 | 137,8 | 0,47 | х3=0 |
| 4 | 80 | 32,61 | 143,9 | 0,47 | вода |
| 5 | 2 | 8 | 33,8 | 0,12 | вода |
| 6 | 2 | 28 | 117,6 | 0,4 | вода |
При Р2=0,05 Бар s`=0,47 кДж/(кг К) s``=8,4 кДж/(кг К)
h`=137.8 кДж/кг h``=2561 кДж/кг
x2 =(s-s`)/(s``-s`)=(6,017-0,47)/(8,4-0,47)=0,699
h2=x2h``+(1-x2)h`=0,699*2561+(1-0,699)*138=1833 кДж/кг
Характеристики циклу Ренкіна з підвищеними початковими параметрами пари.
1. Питомий теплопідвід:
q1 = h1-h4 = 2918 – 143,9 = 2774,1 кДж/кг.
2. Питомий тепловідвід:
q2 = h2t – h4 = 1833 – 143,9 = 1695,2 кДж/кг.
3. Питома робота, що отримується в турбіні:
lt = h1 - h2t = 2918 – 1833 = 1078,9 кДж/кг.
4. Характеристика ефективності циклу Ренкіна, тепломеханічний коефіцієнт ТМК:
ht = lt/q1 = 1078,9/2774,1 = 0,389
5. ТМК еквівалентного циклу Карно:
T1m = q1 / (s1 - s3) = 2774,1 / (6,017 – 0.47 ) = 500 K.
T2m= q2 / (s1 - s3)= 305 K.
=1- (T2m/T1m) = 1- (305/500) = 0.3896. Витрата пари на турбіну:
Д=N/(h1-h2t) = 1000*103/(2918 - 1833) = 921 кг/с.
7. Питома витрата пари:
dt=Д/N = 1/(h1-h2t) = 1/(2918 - 1833) = 0,000922 кг/кДж.
8. Витрата палива:
В = Д(h1 - h3)/Q
= 947*(2918 – 138)/(16*103)=160 кг/с.9. Питома витрата палива:
bt=B/N=162/(1000*103)=0,00016 кг/кДж.
10. Витрата охолоджуючої води:
W=Д(h2t - h3)/( h6 – h5)= 920*(1833 – 138)/(117-33) = 18644 кг/с.
11. Кратність охолоджування:
теплоенергетичний установка пар тиск
n = W/Д =20241/947 = 20,22
| НомерТочки | Р, Бар | t, 0C | h, кДж/кг | s, кДж/(кг.К) | Стан робочого тіла |
| 1 | 50 | 330 | 3015 | 6,36 | ПП |
| c | 10 | 180 | 2676 | 6,36 | ВНП хс=0,949 |
| d | 10 | 330 | 3116 | 7,23 | ПП |
| 2ПП | 0,05 | 32,88 | 2206 | 7,23 | ВНП х2пп=0,853 |
| 3,4 | 0,05 | 32,88 | 141 | 0,47 | Х3=0 |
При Рс=1000 кПа
Точка с s`=2,138 кДж/(кг.К) s``=6,585 кДж/(кг.К)
h`=762,7 кДж/кг h``=2777 кДж/кг
xc=(sc-s`)/(s``-s`) = (6,36 – 2,138)/(6,585 – 2,138) = 0,95
hc=xch``+(1-xc)h`=0,95*2777 + (1 -0,95)*762,7 = 2676 кДж/кг
При Pпп=5 кПа
Точка 2пп s`=0,47 кДж/(кг К) s``=8,4 кДж/(кг.К)
h`=138 кДж/кг h``=2561 кДж/кг
x2пп=(s2пп-s`)/(s``-s`)=(7,23 – 0,47)/(8,4 – 0,47) = 0,85
h2пп=x2ппh``+(1-x2пп)h`=0,85*2561 + (1 – 0,85)*138 = 2206 кДж/кг
Характеристики циклу Ренкіна з проміжним перегрівом пари
1. Питомий зовнішній теплопідвід:
q1 = (h1 - h4) + (hd - hc) = (3015 – 141) + (3116 - 2676) = 3314 кДж/кг .
2. Питомий зовнішній тепловідвід:
q2 = h2пп – h = 2206 – 141 = 2065 кДж/кг .
3.Корисна робота в циклі:
lт t = q1 – q2 = 3314 – 2065 = 1249 кДж/кг .
4.Питома робота пари в турбіні:
lт = (h1 – hc) + (hd – h2пп) = (3015 - 2676) + (3116 – 2206) = 1249 кДж/кг.
5. ТМК:
ht = lt/q1 = 1249/3314 =0,376
6.ТМК еквівалентного циклу Карно:
T′1m = q1/(s2пп – s3) = 3314/(7,23 – 0,47) = 490 K
T′2m= q2/( s2пп – s3) = 2065/(7,23 – 0,47) = 305 K
=1 - (T′2m/T′1m)=1 – 305/490 = 0,3767. Витрата пари на турбіну:
Д=N/(h1-h2пп) = 1000*103/(3015 - 2206) = 1236 кг/с.
8. Питома витрата пари:
dt=Д/N = 1/(h1-h2пп) = 1/(3015 - 2206) = 0,00123 кг/кДж.
9. Витрата палива:
В = bt*N = 0.000166*1000000 = 166 кг/с.
10. Питома витрата палива:
bt=1/Q
*ht =1/(16000*0,376) =0,000166 кг/кДж.11. Витрата охолоджуючої води:
W=Д(h2пп - h3)/( h6 – h5)= 1236*(2206 – 138)/(117-33) = 30430 кг/с.
12. Кратність охолоджування:
n = W/Д =30430/1236 = 24,61
Гранична регенерація
Регенерація – це метод зменшення безповоротності процесу з використанням повторних енергоресурсів. Гранично регенеративним циклом Ренкіна називається гіпотетичний цикл, в якому робоче тіло H2O входить в парогенератор в стані насиченої рідини при початковому тиску Р1. Вода гріється до температури кипіння при даному тиску в результаті внутрішнього тепловідводу на інших ділянках циклу.
На рис 6 зображений гранично-регенеративний цикл Ренкіна ( при lН=0 ).
Рис.6. Цикл ПСУ з граничною регенерацією
Процеси в циклі ПСУ з граничною регенераціею
3-а - внутрішній теплопідвід;
а-1 - зовнішній теплопідвід;
1-с - ізоентропне здійснення роботи в ЦВТ;
с-d - внутрішнє відведення тепла, рівне внутрішньому теплопідводу в процесі 3-а;
d-3 - ізобарно-ізотермічне зовнішнє відведення тепла.
Рис. 7. Теоретична схема ПСУ з граничною регенерацією .
Таблиця 7
Властивості водяної пари в перехідних точках циклу з граничною регенерацією пари
| НомерТочки | Р, Бар | t, 0C | h, кДж/кг | s, кДж/(кг.К) | Стан робочого тіла |
| 1 | 50 | 330 | 3015 | 6,36 | ПП |
| а | 50 | 264 | 1155 | 2,921 | НЖXa= 0 |
| d | 0,05 | 32,88 | 1188 | 3.909 | ВНПxd = 0,433 |
| 3,4 | 0,05 | 32,88 | 141 | 0,47 | Х3=0 |
sd = s1 - sa + s3= 6.36 - 2.921 + 0.47 = 3.909 (кДж/(кг.К))
xd= (sd – s’) / (s’’ – s’) = (3.909 – 0.476)/(8.394 – 0.476) = 0.433
hd = xdh’’ + (1 – xd)h’ = 0.433*2561 + (1 – 0.433)*17.8 = 1188 (кДж/кг)
Характеристики циклу Ренкіна з граничною регенерацією пари.
1. Питомий зовнішній теплопідвід:
q1 = h1 - h4 = 1860 кДж/кг .
2. Питомий зовнішній тепловідвід:
q2 = hd – h3 = 1047 кДж/кг .
3.Корисна робота в циклі:
lт t = q1 – q2 = 813 кДж/кг .
4. ТМК:
ht = lt/q1 = 0.437 > hисх (hисх = 0,374)
5.ТМК еквівалентного циклу Карно:
T1m = q1/(sd – s3) = 1860/(3.909 – 0,47) = 540 K
T2m= q2/( sd – s3) = 1047/(3.909 – 0,47) = 305 K
=1 - (T2m/T1m)=1 – 305/540 = 0,4357. Витрата пари на турбіну:
Д=N/lTt = 1000*103/813 = 1230 кг/с.
8. Питома витрата пари:
dt=Д/N = 1230/1000*103 = 0,00123 кг/кДж.
9. Витрата палива:
В = 1/Q
*ht = 1/16000*0,435= 143 кг/с.10. Питома витрата палива:
bt=B/N=220/(1000*103)=0,00014 кг/кДж.
11. Витрата охолоджуючої води:
W=Д(hd - h3)/( h6 – h5)= 1230*(1188 – 147)/(117-33) = 15243 кг/с.
12. Кратність охолоджування:
n = W/Д =15243/1230 = 12.4
Часткова регенерація
На практиці використовується підігрівання поживної води при кінцевому числі регенеративних підігрівачів поверхневого або змішуючого типу. На малюнку зображена схема ПСУ з п'ятьма підігрівачами змішуючого типу.
 | ||
 | ||
Температурний натиск та розподіл температур