Контрольные вопросы

1. Покажите, как изображается в Тs-диаграмме энтальпия кипящей воды, сухого насыщенного пара и перегретого пара.

2. Как при помощи таблиц водяного пара можно определить, в каком состоянии находится вода, если известны ее параметры»?

3. Как могут быть вычислены параметры в области влажного пара?

4 . Приведите определения следующих процессов и понятий: парообразование, конденсация, испарение, кипение, влажный и сухой насыщенный пар, перегретый пар.

5. За счет чего происходит изменение в изотермическом процессе водяного пара и как его подсчитать при заданных начальных и конечных параметрах р, , h.

6. Как могут быть графически построены линии постоянной сухости в р-, Тs- и hs-диаграммах?

7. Покажите с помощью Тs-диаграммы, как будет меняться влажность пара в адиабатных процессах сжатия, если в первом случае процесс протекает при значении энтропии меньше критического, а во втором – больше критического.

8. Изобразите на диаграммах р, Тs и hs изохорный и изотермический процессы превращения влажного насыщенного водяного пара в перегретый. Дайте краткие пояснения.

9. Изобразите р-диаграмму для воды и перегретого пара и покажите, как в этой диаграмме изображаются характерные линии. Поясните, на какие области можно разделить р-диаграмму. Какие состояния откладываются на нижней и верхней пограничных кривых? Что такое степень сухости и влажность пара?

2. Принципиальные схемы теплоэнергетических установок

2.1. Схема тепловой электрической станции

Примерно 85 % электрической энергии в нашей стране производится на тепловых электрических станциях, на которых электрическая энергия вырабатывается с использованием химической энергии сжигаемого органического топлива.

Конденсационные электрические станции (КЭС) предназначены только для выработки электрической энергии. Теплоэлектроцентрали (ТЭЦ) вырабатывают как электрическую, так и тепловую энергию. На рис. 2.1 показаны тепловые схемы подобных паротурбинных электрических станций.

Основными тепловыми агрегатами тепловой электрической станции являются паровой котел и паровая турбина. Паровой котел – это устройство для выработки пара с давлением выше атмосферного за счет сжигания топлива.

В тепловой схеме конденсационной электрической станции (рис. 2.1, а) вырабатываемый в котельном агрегате пар поступает в турбину 2, которая приводит в действие генератор 3, вырабатывающий электрический ток. Отработанный пар поступает в конденсатор 5, откуда конденсатным насосом 6 направляется в подогреватель 7 низкого давления и далее в деаэратор 8, где из воды удаляются растворенные в ней газы – О₂, СО₂ и др.

Из деаэратора вода питательным насосом 9 подается в подогреватель 11 высокого давления. Деаэратор 8, подогреватели низкого 7 и высокого 11 давлений обогреваются паром регенеративных отборов от турбины 2. Для восполнения потерь конденсата используется вода, очищенная в установке 10 химической очистки воды.

Тепловая схема теплоэлектроцентрали (рис. 2.1, б) отличается от схемы конденсационной электрической станции наличием отводящих паропроводов к промышленным и тепловым потребителям пара и специальных подогревателей 13 сетевой воды – бойлеров, использующих отборы пара из турбины, насосов 14 сетевой воды, подающих горячую воду потребителям теплоты 12. Подпитка тепловой сети осуществляется с помощью подпиточного насоса 15.

Последовательность получения и использования пара и преобразования одних видов энергии в другие можно проследить на примере электрической станции, работающей на твердом топливе (рис. 2.2).

Рис. 2.1. Упрощенная схема тепловой электрической станции: а – КЭС (конденсационной); б – ТЭЦ (теплоэлектроцентрали); 1 – паровой котел; 2 – турбина; 3 – генератор; 4 – преобразователь электрической энергии; 5 – конденсатор; 6 – конденсатный насос; 7 – подогреватель низкого давления; 8 – деаэратор; 9 – питательный насос; 10 – установка химической очистки воды; 11 – подогреватель высокого давления; 12 – потребители теплоты; 13 – подогреватели сетевой воды (бойлеры); 14 – насос сетевой воды; 15 – подпиточный насос

Рис. 2.2. Электрическая станция, работающая на твердом топливе: 1 – генератор; 2 – турбина; 3 – щит управления; 4 – деаэратор; 5 – бункер сырого топлива (угля); 6  бункер угольной пыли; 7 – сепаратор; 8 – циклон; 9 – паровой котел; 10 – поверхности нагрева котла; 11 – дымовая труба; 12 – дробильное помещение; 13 – резервный склад; 14 – железнодорожные вагоны; 15 – разгрузочный сарай; 16 – конвейеры; 17 – дымососы; 18 – каналы гидрозолоудаления; 19 – золоудалитель; 20 – дутьевой вентилятор; 21 – топка парового котла; 23 – береговая насосная станция; 24 – водоем; 25 – насосы; 26 – подогреватели высокого давления; 27 – питательные насосы; 28 – подогреватели низкого давления; 29 – конденсатные насосы; 30 – конденсаторы; 31 – установка химической очистки воды; 32 – преобразователи (трансформаторы) электроэнергии