2.4 Изменение кпд цикла
Рассчитаем, как изменится КПД цикла,
если процессы в турбине и нагнетателе
считать необратимыми, изоэнтропными.
Принимая внутренний относительный КПД
турбины и нагнетателя
Внутренний КПД турбины и насоса можно найти по формуле:
(1)
(2)
Найдем энтальпию в точке 2д:
(3)
Теперь найдем степень сухости
из
уравнения:
(4)
отсюда
Найдем другие параметры в точке
:
(5)
(6)
и
.
Теперь найдем энтальпию в точке 4д:
(7)
отсюда:
,
(8)
Параметры
,
и
находим из таблицы 3 путем линейной
интерполяции:
t,
|
υ,
|
S,
|
i, |
30 |
0,001 |
0,433 |
136 |
32,4 |
0,001 |
0,451 |
143 |
40 |
0,001 |
0,458 |
177 |
,
,
.
Найдем внутренний абсолютный КПД цикла:
(9)
Необходимо чтобы внутренний абсолютный
КПД был меньше, чем термический:
.
В нашем случае 41,2%<44,9%, следовательно,
условие выполняется.
Циклы пту с промежуточным перегревом пара
Задача решается методом последовательных
приближений. Задаемся температурой
в первом приближении:
Найдем среднюю температуру подвода теплоты в основном цикле:
(1)
Принимаем эту температуру равной :
Положение точки «в» на адиабате 1-2
известно, точка «в» находится на
пересечении изоэнтропы и
.
По таблице №3 найдем все остальные
параметры точки «в»:
,
.
Параметры точки «а»:
,
,
,
Найдем параметры точки 2«а» по таблице
№2:
,
,
,
,
,
,
.
Вычислим термический КПД с промперегревом:
(2)
Цикл пту с регенерацией
Предусмотрен один подогреватель
смесительного типа с отбором пара из
турбины. Упрощенно считаем процесс
подогрева питательной воды совпадающим
с кривой насыщения и
.
Этой температуре соответствует давление
в нерегулируемом регенеративном отборе
пара из турбины. Из уравнения теплового
баланса подогревателя вычислим долю
отбора пара на регенеративный подогрев
α.
Необходимо рассчитать все процессы цикла с регенерацией и КПД цикла, убедившись в его преимуществе. Построить все три диаграммы цикла с регенерацией (p,V, t,S и i,S).
Рассмотрим регенеративный подогреватель смесительного типа с отбором пара из турбины.
Рис.3 ПТУ с системой регенерации теплоты.
Питательная вода проходит внутри трубок регенеративного теплообменника, а снаружи трубок в объем регенератора подается пар отбора турбины. Теплоносители не смешиваются, теплообмен происходит через стенки теплообменника.
В регенераторе смесительного типа потоки теплоносителя воды смешиваются, пар отбора турбины конденсируются, выделяется теплота фазового перехода. В регенераторе питательная вода подогревается до состояния насыщения при давлении в отборе. Будем упрощенно считать процесс подогрева по левой пограничной кривой, точки 3 и 4 объединяем.
Найдем температуру питательной воды:
(1)
-
находится на левой пограничной кривой,
поэтому температуре
соответствует давление отбора
,
принимаемое по таблице №1.
Найдем остальные параметры для точки
отбора по таблице №2:
,
,
,
.
Найдем долю отбора пара из уравнения теплового баланса:
(2)
Рассчитаем подведенную теплоту в цикле
с регенерацией и тепловую нагрузку:
,
где
расход пара, т.е теплоту рассчитываем
в общем виде.
(3)
Вычислим удельную работу турбины в расчете на 1кг острого пара:
(4)
Найдем значение термического КПД с регенерацией:
(5)
(6)
Вывод: термический КПД с регенерацией
должен быть больше, чем тот же термический
КПД цикла без регенерации. Убеждаемся
в этом
(41,2%<47%).
