Расчет простого обратимого цикла пту

Для расчета цикла ПТУ первоначально определяются энтальпии рабочего тела в его характерных точках по двум известным параметрам с использованием таблиц и h,s- диаграмм термодинамических свойств воды и водяного пара [13].

Удельная техническая работа сжатия воды в обратимом адиабатном процессе насоса может быть рассчитана исходя из того, что процесс 3-4 как изоэнтропный, так и изохорный (до р_о≤100 бар) :

, (16.1)

при этом для получения работы насоса в килоджоулях на килограмм давления в выражение (16.1) необходимо подставлять в килопаскалях.

Удельная теплота, подведенная в цикле ПТУ к рабочему телу, обозначается как q₁. Она изобарно (р_о=const) подводится в паровом котле к воде и водяному пару (процесс 4-а-в-1) и может быть представлена как сумма теплоты экономайзера q_эк, испарительной поверхности q_исп и пароперегревателя парового котла q_пп. Расчет этих величин выполняется по следующим формулам:

, (16.2)

где q_эк=ct_o’-ct_пв, q_исп=h_o’-ct_o’=r_o, q_пп=h_o-h_o’;

r_o  удельная теплота парообразования при давлении р_о.

Удельная теплота, отведенная в цикле ПТУ от рабочего тела, рассчитывается как разница энтальпий изобарного процесса 2-3:

. (16.3)

Удельная техническая работа паровой турбины определяется как разность энтальпий адиабатного процесса 1-2:

. (16.4)

Удельная работа идеального цикла ПТУ обозначается как _t и может определяться как разность технических работ турбины и насоса или подведенной и отведенной теплоты

. (16.5)

КПД обратимого цикла ПТУ называется термическим. Он обозначается как _t и определяется как

. (16.6)

Поскольку работа насоса несоизмеримо мала по сравнению с работой турбины (изобара р_о практически совпадает с линией х=0 в h,s- диаграмме), то при расчете КПД ПТУ иногда пренебрегают величиной _н. Такой термический КПД (без учета работы насоса) получил название «нетто». Расчетное выражение этого КПД имеет вид

. (16.7)

Удельный расход пара и теплоты относится к показателям тепловой экономичности цикла ПТУ. Эти величины показывают, сколько пара или теплоты данного цикла ПТУ требуется для выработки турбиной единицы работы в кВт∙ч.

Выражение удельного расхода пара в килограммах на киловатт·час имеет вид

. (16.8)

Удельный расход теплоты в килоджоулях на киловатт·час имеет вид

. (16.9)

Расчет необратимого цикла простой пту

Действительный (необратимый) цикл ПТУ в h,s- диаграмме показан на рис.16.4. Необратимость этого цикла характеризуется наличием трения в адиабатных процессах расширения пара в турбине и сжатия воды в насосе.

Необратимость процесса расширения пара в турбине характеризуется внутренним относительным КПД турбины _oi

, (16.10)

необратимость процесса сжатия воды в насосе характеризуется адиабатным коэффициентом насоса _н

. (16.11)

Используя эти коэффициенты, определяют параметры в конце необратимых адиабатных процессов 1-2’ и 3-4’:

; .

Удельная теплота и работа в этом цикле определяются разностью энтальпий соответствующих процессов:

Тепловая экономичность необратимого цикла ПТУ характеризуется внутренним абсолютным КПД

. (16.12)

Внутренний абсолютный КПД ПТУ без учета работы насоса “нетто” определяется как

. (16.13)

Удельные расходы пара и теплоты на выработанный киловатт·час реального цикла ПТУ определяется как

; .