Расчет термодинамической эффективности паросиловой установки

 

 

Таблица 4 значений параметров водяного пара на линии насыщения.

                                                                                                                                               

P МПа	Р Бар	t	Т К
Р1 =	35	243	516	2,73	6,12
Ро =	2	120	393	1,53	7,13
Р2 =	1	100	373	1,30	7,36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цикл расширения водяного пара в турбине с повышенной начальной

температурой

 

При понижении начальной температуры пара, поступающего в турбину от Т1 до Т1'  (при прочих равных условиях) тепломеханический коэффициент цикла Ренкина уменьшается. На I –S диаграмме строится процесс расширения водяного пара в турбине с параметрами P1 и t1'. Построение проводятся аналогично описанному ранее в разделе II. При этом  параметры  рабочего тела  вносят в таблицы аналогично таблицам 3 и 4.

С снижении начальной температуры пара тепломеханический коэффициент цикла уменьшается, конечная влажность пара увеличивается. Снижение  начальной температуры пара связаны с ограниченной жаростойкостью металлов.

         Повышение начальной температуры пара в значительной степени компенсирует недостатки, связанные с повышением начального давления. Поэтому наилучшие результаты оказываются при одновременном повышении начальных температур и давления рабочего тела.

 

 

Теоретический располагаемый теплоперепад в турбине.

                                

h = i1- ,      (1)

 

Теоретическое количество подведенной удельной теплоты в основном цикле.

 

q1 = i1-    

 (2)

 

Теоретическое количество отведенной удельной теплоты в основном цикле

 

q2 = i2- ,  

 (3)

 

Теоретическое количество полезной удельной работы  в основном цикле.

 

l = q1- q2 = (i1- i2ˊ)- (i2- i2ˊ) = i1-   ,  

   (4)

 

Тепломеханический коэффициент основного теоретического цикла паросиловой установки, вычисленный через энергобалансовые характеристики (q1, q2, l,3)

 (5)

 

Вычисленные энергобалансовые характеристики заносятся в таблицу 5

Р1 МПа	t1			Р2 МПа	t2					Х2 -	h				%
3,0	350	3120	6,77	0,1	100	2450	6,18	417,47	1,3026	0,90	670	2702,53	2032,53	670	24,79

                                                                                                                                       

По исходным и полученным в расчете данным строим T-S-диаграмму основного цикла паросиловой установки (цикл Ренкина). Линии кипящей жидкости (Х =0) и сухого насыщенного пара (Х =1) наносятся на график по данным, приведенным в таблице.

Таблица 6 значений параметров водяного пара на линии насыщения

                                                                                                                                               

P МПа	Р Бар	t	Т К
Р1 =	30	235	508	2,65	6,19
Ро =	2	120	393	1,53	7,13
Р2 =	1	100	373	1,30	7,36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Цикл расширения водяного пара в турбине при снижении конечного давления ,Мпа

При снижении конечного давления пара P2 (при прочих равных условиях)  тепломеханический коэффициент цикла Ренкина возрастает в связи с одновременным снижением температуры насыщения влажного пара. В I-S и T-S  координатах процесс расширения пара при снижении давления строится аналогично описанию в разделе I. При этом  параметры рабочего тела заносятся в таблицы, аналогично таблицам 5 и 6.

Понижение конечного давления пара P1' приводит к увеличению эффективности энергоиспользования ПСУ.

Теоретический располагаемый теплоперепад в турбине.

                                

h = i1- ,      (1)

 

Теоретическое количество подведенной удельной теплоты в основном цикле.

 

q1 = i1- ,   

 (2)

 

Теоретическое количество отведенной удельной теплоты в основном цикле

 

q2 = i2- ,  

 (3)

 

Теоретическое количество полезной удельной работы  в основном цикле.

 

l = q1- q2 = (i1- i2ˊ)- (i2- i2ˊ) = i1-   ,  

   (4)

 

Тепломеханический коэффициент основного теоретического цикла паросиловой установки, вычисленный через энергобалансовые характеристики (q1, q2, l)

 (5)

 

 

 

 

 

 

Вычисленные энергобалансовые характеристики заносятся в таблицу 7

Р1 МПа	t1			Р2 МПа	t2					Х2 -	h				%
3,0	300	2990	6,57	0,06	88	2300	6,18	359,9	1,1453	0,85	690	2630,1	1940,1	690	26,23

                                                                                                                                      

По исходным и полученным в расчете данным строим T-S-диаграмму основного цикла паросиловой установки (цикл Ренкина). Линии кипящей жидкости (Х =0) и сухого насыщенного пара (Х =1) наносятся на график по данным, приведенным в таблице 2.4

 

Таблица 8 значений параметров водяного пара на линии насыщения.

                                                                                                                        

P МПа	Р Бар	t	Т К
Р1 =	30	235	508	2,65	6,19
Ро =	2	120	393	1,53	7,13
Р2 =	0,6	88	361	1,15	7,53

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сводная таблица результатов расчетов.

 

Таблица 9

 

 

Циклы Ренкина паросиловой установки	p1 мПа	p2 мПа	t1 °С	t2 °С	x2 -	q1 кДж кг	q2 кДж кг	ℓ кДж/ кг*К	ηt %
1-2- основной теоретический цикл	3,0	0,1	300	100	0,87	2572,53	1957,53	615	23,9
3-4- цикл с повышенным давлением  Р1	3,5	0,1	300	100	0,85	2562,53	1917,53	645	25,17
5-6-цикл  с повышенным начальной температурой t1 C	3,0	0,1	350	100	0,90	2702,53	2032,53	670	24,79
7-8- цикл при снижении конечного давления Р2	3,0	0,06	300	88	0,84	2630,1	1940,1	690	26,23