1. Схема простейшей КЭС и её показатели тепловой экономичности. Способы повышения тепловой экономичности ТЭС.

Способы повышения тепловой экономичности:

1

2. Влияние начальных параметров на тепловую экономичность цикла.

При увеличении t₀ средний температурный уровень подвода теплоты в цикле увеличивается => термический КПД η_t непрерывно возрастает.

Тем-ра перегретого пара t₀ может изменяться при p₀=const, с возрастанием тем-ры перегрева КПД непрерывно повышается. Для насыщенного пара увеличение η_t происходит только до давления пара, равного примерно 16.5 МПа (до t_н ≈350°С). При дальнейшем увеличении параметров насыщенного пара КПД даже падает, это связано с тем, что влияние давления на термич-ий КПД цикла неоднозначно.

Повышение t₀ уменьшает влажность пара на выходе из турбины => снижаются потери в проточной части => улучшаются условия работы лопаток. Влага, содержащаяся в паровом потоке вызывает эрозийный износ лопаток. Влажность пара должна быть не выше 14%.

Максимально допустимое значение t₀ зависит от свойств металлов теплопередающих поверхностей оборудования. Для сталей перлитного класса t₀ ≈ 540°С, для сталей аустенитного класса t₀ ≈ 600-650°С.

С увеличением давления при t₀=const, конечная влажность пара возрастает.

Т.к. увеличение тем-ры t₀ приводит к уменьшению влажности пара ω_к, а повышение дав-я – к её увелич-ю, очевидно, что возможно такое совместное изменение этих величин, при котором конечная влаж-ть пара будет оставаться одной и той же. Начальные дав-е и тем-ра, обеспечивающие одно и то же значение конечной влажности пара, называют сопряженными начальными параметрами.

t₀=540°C

p₀=13-14 МПа

Влияние конечных параметров пара на тепловую экономичность

Заменим цикл Ренкина равноэкономичным циклом Карно:

η_t = 1-T_к/T_0экв.

Индексами «к» и «н» обозначены приращения η_t при соответствующем изменении конечной и начальной тем-р цикла. При одинаковых приращениях и абсолютное знач-е превышает знач-е в / раз.

Т.о. даже небольшое снижение должно оказывать существенное влияние на тепловую эконом-ть устан-ки.

При изменении p_к изменяются потери с выходной скоростью, внутр-й относит-ый КПД последней ступени турбины, расход пара в конден-р и конечная влаж-ть пара => изменение η_i и общей мощн-ти устан-ки.

Сначала с понижением p_к мощность растет, но затем, достигнув максимума, снижается. Это связано с тем, что при некотором давлении в минимальном сечении каналов лопаточной решетки скорость пара принимает критическое значение.

3. Регенеративный подогрев питательной воды на тэс без промежуточного подогрева пара.

Регенерат-ый подогрев пит. воды осуществляется потоками пара, отбираемыми из проточной части турбины. Греющий пар, совершив работу в турбине, конденсируется затем в подогревателях. Теплота, отведенная с этими потоками пара из проточной части турбины, возвращается в котел, как бы регенерируется.

Р егенерат-ый подогрев может повысить КПД установки на 10-12% и поэтому применяется на всех современных станциях. Современные турбоустановки имеют 7-9 регенер-х отборов пара и соответствующее число последовательно включенных подогревателей.

h ₀ и h_пк – энтальпии пара перед турбиной и на входе в конденсатор, кДж/кг; h_к – энтальпия конденсата; h_р – энтальпия пара отбора; α_р, α_к – доля общего расхода пара на турбину, отбираемая в отбор и поступающая в конденсатор соответственно.

Чем больше энергетический коэффициент регенерации А_р (т.е. суммарная рабрта потоков пара, поступающих в отборы, по сравнению с работой конденсационного потока), тем выше эффект от применения регенеративного подогрева. Когда отборы на регенерацию отсутствуют (α_р=0), η_р=η_к. Аналогичный результат будет, если при одном отборе подогрев воды осуществляется свежим паром, так как при этом h₀-h_j=h₀-h₀=0 и значение А_р также равно нулю. Таким образом нет смысла осуществлять подогрев притательной воды свежим паром, так как он не может изменить тепловую экономичность установки.