Определить термический КПД установки при отсутствии вторичного перегрева, удельные расходы пара и теплоты и влияние введения вторичного перегрева на термический КПД цикла

Решение. Паротурбинная установка работает по циклу Ренкина. Процессы изображаем в h – s диаграмме и по ней находим параметры в узловых точках.

Точку 1 находим на пересечении

р₁=11 МПа=110 бар, t₁=500 ⁰С – пар перегретый. Находим энтальпию – h₁=3361,6 кДж/кг.

Точку 2 находим на пересечении

р₂=4 кПа=0,04 бар и s₂=s₁, так как 1-2 адиабатное пара в турбине s=const. Находим энтальпию насыщенного пара – h₂=1980 кДж/кг.

По табл.3 приложения 2 при давлении р₂ = 4 кПа=0,004 МПа, находим энтальпию кипящей жидкости:

h′₂ = 121,41 кДж/кг.

Подведенная в цикле теплота в паровом котле

q = h₁ – h′₂ = 3361,6 - 121,41=3240,19 кДж/кг.

Работа 1 кг пара в цилиндре высокого давления

ℓ_1-2 = h₁ - h₂ = 3361,6 – 1980 = 1381,6 кДж/кг.

Термический КПД установки при отсутствии вторичного перегрева:

h_t= = =0,426.

Удельный расход пара, потребляемого турбиной

d_o= 2,6 кг/(кВт×ч).

Удельный расход теплоты, сообщенной пару в котельной

q=d_o×(h₁ - h′₂) = 2,6×(3361,6 - 121,41) = 8424,5 кДж/(кВт×ч).

Работа 1 кг пара в цилиндре высокого давления (до вторичного перегрева)

ℓ_1-3 = h₁ – h₃ = 3361,6 – 3000 = 361,6 кДж/кг.

Энтальпию в т. 3 находим на пересечении s₃=s₁ и р=30 бар –

h₃=3000 кДж/кг.

Работа 1 кг пара в цилиндре низкого давления (после вторичного перегрева)

ℓ_4-5 = h₄ – h₅ = 3460 – 2180=1280 кДж/кг.

Энтальпию в т. 4 находим на пересечении р¢=3 МПа=30 бар и

t¢= t₁=500 ⁰С – h₄=3460 кДж/кг.

Энтальпию в т. 5 находим на пересечении. s₅=s₄ и р₂=0,04 бар –

h₅=1280 кДж/кг.

Суммарная работа 1 кг пара

ℓ_ц = (h₁ – h₃) + (h₄ – h₅) =361,6+1280=1641,6 кДж/кг.

Теплота, подведенная при вторичном перегреве

q_3-4 = h₄ – h₃ = 3460 - 3000=460 кДж/кг.

Количество теплоты, подведенной в цикле

q_3-4 =(h₁ – h′₂) + (h₄ – h₃) = 3240,19+460=3700,19 кДж/кг.

Термический КПД цикла с вторичным перегревом:

h_t= =0,444.

Улучшение от введения вторичного перегрева

%

Задача 2. Пар аммиака при температуре t₁ = -10 ^oC поступает в компрессор, где адиабатно сжимается до давления, при котором его температура t₂ = 20 ^oC а степень сухости х = 1. Из компрессора аммиак поступает в конденсатор, где при постоянном давлении обращается в жидкость (х=0), после чего в расширительном цилиндре он адиабатно расширяется до температуры t₄ = t₁ = -10 ^oC. Определить холодильный коэффициент и работу сжатия в компрессоре на 1 кг хладагента.

Поиск по сайту: