Раздел двенадцатый циклы паросиловых установок

Для всех паросиловых установок теоретическим циклом является цикл Рэнкина. В координатах рυи Тsцикл Рэнкина изображен на рис. 60 и 61. Обычно при изображении цикла в координатахTsпринимают, что изобары жидкости сливаются с нижней пограничной кривой, т. е. точки З и 4 на рис. 61 совпадают.

Термический к. п. д. цикла Рэнкина определяется по формуле

где i₁иi₂— начальное и конечное значение энтальпии в адиабатном процессе расширения пара в цилиндре машины (или турбины), аi₂^/— энтальпия жидкости при температуре кипения, соответствующей противодавлению р₂(давлению в конденсаторе). Если в котел подается вода с температуройt_пв, отличной отt_s2, то в формулу вместоi^/₂подставляется значениеi_пв, соответствующее температуреt_пв.

Работа, получаемая от 1 кг пара, совершающего цикл Рэнкина,

равна

Процесс расширения пара в теоретическом цикле Рэнкина принимается происходящим по обратимой адиабате. Наличие потерь, свойственных действительному процессу, приводит к тому, что процесс расширения происходит необратимо. На рис. 62 показано на диаграмме isотклонение действительного процесса от теоретического: расширение заканчивается не в точке 2, а в точке 2д, лежащей на той же изобаре р₂. В связи с этим 1 кг пара производит работу меньшую, чемl, а именно:

Работу l_iназывают внутренней (или индикаторной).

Отношение

называется относительным внутренним к. п. д. машины (или турбины).

Отсюда по известному значению Υ_10iможно определить значение

энтальпии в конце действительного процесса расширения

Абсолютный внутренний к. п. д. машины (турбины)

Относительный эффективный к. п. д. машины (или турбины)

абсолютный эффективный к. п. д. машины (или турбины)

где η_мех— механический к. п. д. машины (или турбины).

Расход пара на 1 и. л. с.-ч. и на 1 э. л. с.-ч. определяется по формулам

Экономический к. п. д. паросиловой установки

где η_к- к. п. д. котельной установки.

Расход топлива в кг на 1 э. л. с.-ч. определяется по формуле

где ккал/кг — теплота сгорания топлива.

Регенеративный цикл

Одним из способов повышения термического к. п. д. паросиловых установок является введение подогрева питательной воды за счет тепла пара, отбираемого из парового двигателя. Такой подогрев питательной воды называется регенеративным, а соответствующий цикл - регенеративным циклом.

На рис. 63 и 64 показаны две наиболее простые схемы паросиловых установок, работающих по регенеративному циклу с двумя отборами пара. В первой схеме конденсат из подогревателей (А и В на рис. 63) направляется по отдельным трубопроводам в сборный бак, куда также поступает конденсат из главного конденсатора. По второй схеме (рис. 64) конденсат из подогревателя А поступает в паровое пространство подогревателя В, а затем в сборный бак.

Работа, произведенная 1 кг пара в регенеративном цикле,

равна

где g₁иg₂- относительные количества пара, отбираемые от

машины (турбины) в местах первого и второго отбора;

1- g₁ -g₂=g- относительное количество пара после последнего отбора;

i_aиi_b— энтальпия пара отборов.

Количество извне подведенного тепла в цикле с регенеративным

подогревом воды

Термический к. п. д. цикла

При расчете регенеративного цикла обычно задаются давления отборов (p_aиp_b), а подлежит определению количество отбираемого пара. С помощью диаграммыis(рис. 65) легко определяются энтальпииi_aиi_b, а по таблицам паров - значенияит. е. величина энтальпии воды при температурах кипения, соответствующих давлениям р_aи р_b. Этих данных достаточно, чтобы для каждого подогревателя и сборного бака составить тепловые балансы.

При этом предполагается, что проходящая через теплообменник вода нагревается так, что энтальпия воды на выходе из теплообменника равна энтальпии конденсата, покидающего рассматриваемый водоподогреватель. После решения системы составленных уравнений определяются все необходимые величины.