Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Термический КПД паротурбинных установок. Учебное пособие

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.08.2026
Размер:
886 Кб
Скачать

∆ ;

1,…,

1,

1,…, ;

(П1.13)

п

пр

.

 

Если температура питательной воды пв не фиксирована и подлежит оптимизации, то добавляется еще одно условие:

пв

пв .

(П1.14)

Для цикла с промежуточной сепарацией и перегревом (см. рис. 5.1) при регенераторах выражение для КПД в обозначениях разд. 5 принимает вид

η

1

 

пер

 

сеп

 

 

,

(П1.15)

пв

 

сеп

пер сеп

 

где сеп – сухость перед сепарацией. В этом соотношении для относительных изменений расхода конденсата в зоне низких , высоких давлений сохраняются зависимости (П1.11) и (П1.12). Соответственно, в рамках принятых приближений выполняются и условия (П1.13) и (П1.14).

41

Приложение 2

ПРИБЛИЖЕННЫЕ ЗНАЧЕНИЯ КПД ДЛЯ ЦИКЛОВ С КОНЕЧНЫМ ЧИСЛОМ РЕГЕНЕРАТОРОВ

Для цикла Ренкина (см. рис. 2.2) с регенераторами термический КПД в соответствии с (2.19) и (2.20)

η

1

 

 

 

,

(П2.1)

 

 

пв

 

где относительное изменение расхода конденсата за счет регенеративных отборов

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(П2.2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

вая, что =

∆ ⁄

 

 

 

 

 

 

при

 

,

 

 

 

 

но

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆ ∆

/

. Откуда, учиты-

 

 

 

пв

при

 

и

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

1

 

 

 

 

 

 

 

(П2.3)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где

 

,

 

 

 

,

 

 

 

,

 

.

пв

.

Приближенно, если

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆ ⁄

 

/2

 

Тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

1

 

 

 

 

 

 

∆ ∆

 

 

 

 

(П2.4)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

42

 

 

… 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Учитывая,

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

,

а

 

∆ const

и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆ const, можно принять

 

 

 

 

 

 

 

 

∆ ∆

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,

(П2.5)

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

̅

 

 

где средние значения

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

⁄2

 

 

 

 

 

∆ ⁄2

 

 

1,

⁄2,

 

 

∆ ⁄2

 

 

 

 

 

 

 

⁄2

 

 

∆ ⁄2

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

̅

 

 

 

 

 

 

 

̅

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

,

 

 

 

 

так что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

∆ ⁄2

 

 

 

̅

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

1

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

,

 

 

 

 

 

 

 

 

где использовано

приближение

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Теперь вместо (П2.5) получим

 

 

′ ⁄

 

 

 

 

пв

1

пв

 

пв

.

(П2.6)

 

 

пв

 

 

 

 

Откуда в соответствии с (П2.1) получаем рекомендуемое приближенное соотношение (2.21) для КПД:

η

1

 

 

пв

1

пв

 

пв

.

(П2.7)

 

 

пв

пв

 

 

 

 

Нетрудно убедиться, что соотношение (П2.7) остается справедливым и для циклов с перегретым паром (см. рис. 3.1) с учетом допущений, обсуждавшихся в разд. 3.

Для циклов с промежуточным перегревом пара (см. рис. 4.1) подобно выражению (П2.2) соотношения (П1.11) и (П1.12) можно привести к виду

 

 

 

пр

 

пр

1

п

 

 

 

 

 

пр

 

 

.

 

 

 

(П2.8)

 

 

пр

 

 

п

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

1

 

 

пв

 

п

 

 

пв

пр

 

 

 

 

 

.

(П2.9)

 

 

пр

 

 

пв

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

 

 

Подстановка (П2.8) и (П2.9) в (П1.10) обеспечивает получение

рекомендуемой зависимости (4.12) для КПД:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

пр

 

1

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

η

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

, (П2.10)

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

 

пв

 

 

п

 

 

пв

пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

пр

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

п

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

пр

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где использованы обозначения разд. 5.

44

Аналогично для циклов с промежуточной сепарацией и перегревом пара (см. рис. 5.1). Подстановка (П2.8) и (П2.9) в (П1.15) с использованием обозначений разд. 5 позволяет получить рекомендуемое соотношение (5.19):

 

 

 

 

1

сеп

 

 

 

сеп

 

сеп

сеп

 

 

 

 

 

 

сеп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η 1

 

 

 

 

 

 

сеп

сеп

 

 

 

 

 

пв

 

сеп

 

 

 

 

пв

сеп

 

 

 

.

(П2.11)

 

 

 

 

 

 

пв

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сеп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пр

 

 

 

 

 

пв

 

сеп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пер сеп

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При значительном числе регенеративных отборов

 

 

 

значе-

ния

 

 

и

 

 

мало отличаются друг от друга. В этом случае

5целесо-

образно оценивать

 

и

 

 

 

 

с малой поправкой, зависящей от

 

. В

 

η

 

 

η

 

 

 

 

 

η

 

η

 

 

 

 

 

η

⁄ η

 

 

 

 

η

 

 

1,

 

 

 

 

 

 

 

 

частности, если

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

η

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(П2.12)

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η

 

 

η

 

 

 

 

 

η

 

η

ε

 

 

 

 

 

 

 

 

(П2.13)

Для циклов

Ренкина и Хирна, исходя из (2.25) и (3.4), разность

 

η

 

 

η

 

 

 

1

 

 

ε

 

η

 

 

 

η .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η

 

 

 

η

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

пв

⁄2

 

 

или,

 

 

приняв,

 

 

 

что

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

,

а

 

 

пв

 

 

пв

 

 

 

получим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

,пв

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

η

 

η

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

пв

 

 

 

 

2

 

пв

пв

 

 

 

.

 

(П2.14)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

приближением (П2.7) для оценки разности:

 

 

Воспользуемся

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45

 

η

η

 

 

пв

 

 

1

пв

 

 

пв

 

1 .

 

 

 

пв

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Откуда, учитывая, что

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

1,

 

 

 

 

 

получим

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η

 

η

 

 

пв

пв

 

 

пв

 

 

.

 

(П2.15)

 

 

 

 

пв

пв

 

 

 

 

 

 

Теперь, исходя

из

 

(П2.14)

и

 

(П2.15)

и принимая, что

 

 

 

 

 

, находим

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ε

 

 

η

 

η

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

(П2.16)

 

 

 

 

η

 

η

 

 

 

2

 

пв

 

.

 

 

 

 

Соответственно, рекомендуемые соотношения для КПД

 

 

 

 

η

 

η

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

(П2.17)

или

 

 

 

2

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η

η

 

1

 

 

 

 

пв

 

η

 

η .

(П2.18)

 

 

 

 

 

 

 

2

пв

 

 

 

 

Если правило равных подогревов используется в полном объе-

 

2

, и

 

пв

 

 

и

пв

⁄ 2

пв

 

ме,

то

 

 

тогда

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η

η

 

 

 

 

η

η

 

 

(П2.19)

или

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

η

η

1

 

 

 

 

1

η

η .

 

(П2.20)

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

46

 

 

 

 

Из последнего соотношения, в случае, если

 

 

1/ 1,

 

 

получается нередко используемая зависимость:

 

 

η

η

 

 

η

η .

 

 

 

(П2.21)

Из вывода (П2.21)

следует

,

1что

это соотношение является

наиболее неточным из приведенных выше (П2.18) и (П2.20). Его использовать целесообразно только в случае выполнения правила равных подогревов и при достаточно большом числе регенераторов. В противном случае возможны погрешности принципиального

характера. Так, при

пв

и

 

1

регенеративный подогрев не

приводит к

 

 

 

 

), в то время как по соот-

 

увеличению КПД (

 

 

 

 

ношению (П2.21)

прирост

КПД составляет половину от макси-

 

 

η

 

η

 

мально возможного:

ηη η η ⁄2.

Соотношения (П2.17), (П2.18) и (П2.20) свободны от подобных недостатков.

Для турбин насыщенного пара цикла Ренкина максимальное значение КПД при → ∞, пв ,

η1 ⁄ .

Максимальный выигрыш от регенерации при этом

 

∆η

η

η

 

 

 

 

 

 

или, при

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

⁄2,

 

 

 

 

∆η

η

η

 

 

 

 

 

 

(П2.22)

 

 

 

 

 

.

 

Исходя из (2.21) при соблюдении правила равных подогревов

47

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

∆ ,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

η

η

 

пв

 

1

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

.

Откуда, учитывая, что

 

 

пв

 

 

пв

 

 

 

пв ⁄2,

 

 

 

 

и

пв

 

 

 

 

1

1,

получим

 

 

 

 

 

 

пв

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

η

η

 

 

 

 

 

 

 

 

⁄ 1

.

 

(П2.23)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сравнивая (П2.22) и (П2.23), находим

η

⁄ η

η

1⁄ 1.

Откуда получается часто рекомендуемое приближенное соотношение:

η η η η 1. (П2.24)

48

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]