1.Цикл паротурбинной установки, термический КПД, работа цикла.

1.Паровой котел предназначен для преобрзования тепловой энергии продуктов сгорания топлива в тепловую энергию пара

2.Подвод топлива

3.Подвод воздуха

4.Подвод питательнйо воды

5.Отвод пароа

11.Отвод газов

6.Паровая турбина предназначена для преобразования тепловой энергии пара в мех. Энергию вращения ротора

7.конденсатор

8.конденсатный насос

9.теплый ящик – является емкостью запаса пиаттельнйо воды

10.питательный насос

Пар выходящий из парового котла может быть перегретым, а может быть и насыщенным. С целью повышения экологичности используют установки с перегретым паром.

1-2 адиабатный процесс расширения пара в турбине

2-3 изобарический процесс конденсации пара с отводом теплоты

3-3^/ процесс повышения давления в насосах

3^/-4 изобарический процесс нагрева воды в котле до состояния кипения с подводом теплоты

4-5 изобарический процесс кипения и парообразовния с подводом теплоты

5-1 изобарический процесс перегрева пара к котле с подводом теплоты

2 .Влияние начального давления пара на эффективный КПД ПТУ.

Замечание: Всязи с тем, что принято i₃¹ = i₃

На предыдущих диаграммах процессы 3-3¹-4 заменяем одним процессом 3-4 считают изобарическим.

Ƞ_e(↑) = β_a(-) * ƞ_t(↑) * ƞ_k(-) * ƞ_T(↓) * e(↑) * ƞ_TP(↑)

КПД турбины при повышении начального давления учитывается по причине слияния лопаток ТВД и увеличения числа ступеней в облаке влажного пара ТНД.

С повышением начального давления давления увеличивается эффективность регенеративного процесса питательной воды.

О кружной прирост КПД при повышении начального давления до 10мПА, дальнейшее увеличние давления дает не значительный прирост КПД. В связи с этим в судовых ПТУ не повышают начальное давление бьолее 10мПА

3.Влияние начальной температуры пара на эффективный кпд пту.

4.Влияние давления в конденсаторе на эффективный кпд пту.

П ри проэктировании ПТУ начальные температуры выбираются по стандартам, т.к они являются сопряженными. Такой подход обеспечивает максимальный прирост КПД

5.Цикл паротурбинной установки с промежуточным перегревом пара, термический кпд, работа цикла.

1 -2¹ адиабатный процесс расширения пара в турбине высокого давления

2¹-1¹ изобарический процесс промежуточного перегрева пара

1¹-2 адиабатический прьцесс расширения пара в турбине низкого давления

Ƞ_t=1 - ; q₂ = i₂ – i³; q₁ = i₁ – i₃ + -

Ƞ_t = 1 -

L – полезная работа цикла

L = q₁ – q₂ = i₁ – i₂ + i_1/ - i_2/

С введением промежуточного перегрева пара увеличивается и полезная работа цикла и количество подведенной теплоты. Для анализа влияния перегрева пара на термический КПД необходимо оценить средний температурный уровень подвода теплоты. 2^/-1^/ находится в области выскоих температур цикла в результате чего повышается среднйи температурный уровень подвода теплоты по циклу и термический КПД

6.Схемы промежуточного перегрева пара, их сравнение.

Используют 3 схемы промежуточного перегрва пара:1.Газовый

2.Паровой

3.Спромышленым теплоносителем.

в ПТУ с газовым промежуточным перегревом пара в состав парового котла 1 вводиться дополнительный промежуточный пароперегреватель 2 в котором пар подогревается газом образовывается при сжигании топлива. В этом случае тьурбоагрегат разбивают на два блока:1.ТВД-3

2.ТНД-4

После ТВД весь пар возвращается в паровой котле, где повышается его температура при неизменном давлении и перегретый пар возвращается в ТНД.

Паровой перегрев

В данной схеме промежуточный перегрев пара осуществляется свежим паром из котла при температуре Т₁. Для того что бы тепловой поток шел от греющего пара к нагревателю доджен быть перепадл температур. В результате этого Т_пп<Т₁ . данная схема ниже в эффективности с предыдущей

5-подвод греющего пара к промышленному перегревателю

6-отвод конденсата в теплый ящик

В этйо схеме появляется дополнительный контур с теплоносителем, который движется насосом 8. В кач-ве теплоносителя можно использовать:воздух под давлением, лешкосплавные металы, расплавленные соли металлов

7.Влияние промежуточного перегрева пара на эффективный КПД ПТУ.

Промежуточный перегрев пара применяют при давлении папа больше 130бар с целью повышения степени сухости в конце процесса расширения. Применение промежуточного перегрева пара дает увеличение средней термодинамической температуры подвода теплоты за счет высокотемпературного процесса подвода теплоты в промежуточном пароперегревателе и в конечном итоге увеличение эффективного КПД цикла в среднем на 2-3%.

Эфективный КПД – отношение работы отданной потребителю к количеству теплоты, подведенной к установке. Эффективный КПД учитывает потери с необратимостью теплоты, от механических и электрических процессов, потери теплоты в паропроводах, электрические потери.

β-коэф. Общесудовых затрат

ƞ_к-КПД парового котла

L-полезная работа

Ƞ_t-КПД турбины

8.Процессы расширения пара в паровой турбине с промежуточным перегревом (si – диаграмма).