17.3. Влияние основных параметров на кпд цикла Ренкина

Исследование термического КПД цикла Ренкина при различных начальных и конечных состояниях пара позволяет сделать вывод, что с увеличением начального давления и начальной температуры пара и понижением конечного давления в конденсаторе КПД ПТУ растет.

17.3.1. Влияние начального давления пара

При увеличении начального давления пара и одном и том же конечном давлении в конденсаторе термический КПД паротурбинной установки значительно увеличивается, а удельный расход пара уменьшается. Увеличение давления с до связано с повышением температуры насыщенного пара, т.е. с повышением средней температуры подвода теплоты, это наглядно представлено на – диаграмме (рис. 83). Возрастание средней температуры подвода и отвода теплоты в конденсаторе при приводит к увеличению КПД цикла.

Рисунок 83 – Влияние начального давления пара в –диаграмме.

Следовательно, не начальное давление является причиной увеличения КПД паросиловой установки, а увеличение средней температуры подвода теплоты.

Из – диаграммы (рис. .84) можно установить, что с увеличением начального давления пара увеличивается адиабатное теплопадение , но повышается конечная влажность пара и капли воды разрушают лопатки последних ступеней турбины. Конечная влажность пара свыше не допускается.

На рис. 85 приведен график зависимости термического КПД от начального давления для цикла Ренкина при и .

Рисунок 84 – Влияние начального давления пара в – диаграмме.

η_t

_{Рисунок} 85 – График зависимости от для цикла Ренкина при и _.

17.3.2. Влияние начальной температуры пара

При повышении начальной температуры пара происходит увеличение термического КПД паротурбинной установки, так как увеличивается среднеинтегральная температура подвода теплоты и при этом растет адиабатное теплопадение (рис. 86).

Увеличение будет более значительным, если с увеличением температуры возрастает и начальное давление пара, но уменьшается удельный расход пара.

Например, при начальном давлении и повышении температуры с до КПД цикла увеличивается с до . Если же одновременно увеличивается и давление, например до при тех же условиях, то КПД цикла возрастает с до .

Рисунок 86 – Влияние начальной температуры пара.

На рис. 87 приведен зависимость термического КПД обратимого цикла Ренкина от начального давления для различных значений .

η_t

_{Рисунок} 87 – График зависимости от для цикла Ренкина при различных значениях .

На рис. 88 приведен график зависимости от , в котором начальное давление пара , а давление пара в конденсаторе .

В настоящее время основными параметрами пара, используемого на электростанциях, являются и . Имеются установки с параметрами пара и начальной температурой до . Дальнейшее повышение начальных параметров пара ограничивается свойствами существующих конструкционных материалов: при высоких давлениях и температурах прочностные характеристики перлитных сталей ухудшаются и их заменяют значительно более дорогими аустенитными сталями. Хотя при этом за счет повышения и величина термического КПД несколько возрастает, но увеличиваются и капитальные затраты.

η_t

Рисунок 88 – График зависимости от , при и .