Принципиальная схема ТЭС с одним дополнительным перегревом пара.




Парогенератор включает два пароперегревателя различного давления водяного пара. Основной имеет большее давление, чем дополнительный.

 

 

 

Диаграмму Т-S:

 

 

 

 

Рассмотрим основные процессы:

(1-в) – расширение пара в первом цилиндре (ЦВД – цилиндр высокого давления). Процесс идеальный изоэнтропный.

 

lтехнЦВД = i1-iв

Положение точки В является неопределенным. рв< р1.

(в-а)- процесс подогрева пара в дополнительном пароперегревателе (процесс, близкий к изобарному).

 

qв-а = q1доб= ia – iв = Сра –Тв)

рав, но в действительности рв > ра на величину Δр (потери сопротивления в паропроводе и дополнительном пароперегравателе).

(а-2) - процесс расширения пара и получения технической работы в ЦНД.

lтехнЦНД =i а – i2

lтехнт = (i1 – iв)+ (iа –i2)

(2-3) – конденсация пара в конденсаторе с отводом теплоты.

 

q 2-3 = q2осн +q2дейс = i2 –i3

(3-4)- повышение давления в питательном насосе (изоэнтропный процесс).

l3-4 = lтехнн = i4 –i3

(4-5-6-1): 4-5 – подогрев в водяном экономайзере;

5- 6 – испарение в системе экрана котла;

6-1 – перегрев в основном пароперегревателе.

 

q4-5-6-1 = q1осн = i1 – i4

Добавочный цикл должен повышать термический КПД, но степень этого повышения зависит от положения точки В. Качественно можно рассмотреть диаграммы с различным положением точки В. Вывод, следующий из качественного рассмотрения, следующий: должно быть оптимальное положение точки В с оптимальной температурой начала вторичного перегрева.

Запишем термический КПД цикла с дополнительным перегревом пара:

ηt= lц/q1 =(lтехт – lтехн)/ (q1осн+ q1доб)=

= (i1- iв + ia – i2 –i4 +i3)/(ia-iв+i2 – i3)

Начертим i-S диаграмму:

 

 

Для процесса с одним перегревом построим р-υ диаграмму.

 

 

 

Последовательность расчета оптимального положения точки В- точка начала дополнительного перегрева.

 

ηtв)= 1 – (q2/q1) = 1- [(q2осн +q2доп(Tв)) / (q1осн+q1допв))] =

 

= 1-[(i2B – i3) +(i2-i2B)]/ [(i1-i4)+(ia-iB)] =

 

=1 - [(i2B – i3) +T2Cp*ln(Ta/TB)] / [(i1-i4)+Cp(Ta-TB)];

di =Cp* dT

Совместим первый и второй законы термодинамики:

 

di= T*dS =Cp*dT → dS = Cp* (dT/T) → ΔS= Sa- SB = Cp* ln(Ta/TB)

Найдем частную производную от КПД по Тв:

 

ηt/в) = - [T2*Cp*(1/TB)*q1 – q2 *(-Cp)]/q12 =0

В этом уравнении TB =TBопт. Решаем задачу на оптимизацию.

 

(T1*T2)/Tвопт – q 2 =0

q2/q1 = T2/ T вопт

 

ηt =1- (Т21)

Главный вывод оптимизации: температура начала добавочного перегрева T вопт равна средней температуре подвода теплоты в цикле с добавочным перегревом.

 

T вопт = Т1 (*)

В уравнении со (*) обе температуры неизвестны. Такое уравнение решается методом последовательных приближений.

 

1) Находим среднюю температуру подвода теплоты в основном цикле.

Т1осн = q1осн / (S1 –S4) = (i1 – i4)/(S1 –S4)

2) Принимаем в первом приближении

 

Т1вопт1осн + (2 …3)

3) Рассчитаем Т1:

Т1 =[ (i1 – i4) + (i а– i в)]/ (Sа – S4)

4) Сравниваем Твопт и Т1

Если разница между ними не велика, тогда задача решена. Если разница существенна,то делаем второе приближение.

 

Дополнительный цикл с перегревом дает ряд положительных эффектов:

1) увеличивается термический КПД ТЭС;

2) в реальных процессах увеличивается так называемый внутренний относительный КПД турбины за счет снижения влажности пара в конце процесса расширения. А это в целом повышает реальный КПД цикла – внутренний абсолютный КПД цикла.

3) Повышается надежность работы последних ступеней турбины с длинными лопатками, работающими в области влажного пара.

Отрицательные эффекты:

1) усложнение схемы: добавочная поверхность в котле, два цилиндра турбины;

2) увеличиваются капитальные и эксплуатационные задачи.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-06-11 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: