- •Предмет и метод термодинамики. Термодинамика, как теоретическая основа теплоэнергетики и теплотехники
- •Основные понятия и определения термодинамики. Параметры состояния.
- •Основные законы идеальных газов. Уравнения состояния идеальных газов.
- •Газовые смеси
- •Теплоемкость газов и газовых смесей, их определение.
- •Первый закон термодинамики и его математические выражения
- •Энтропия как функция состояния и её смысл.
- •Второй закон термодинамики и его математические выражения.
- •Исследования изохорного процесса идеальных газов.
- •Исследование изобарного процесса идеальных газов.
- •Исследование адиабатного процесса идеальных газов
- •Исследования изотермического процесса идеальных газов.
- •Исследования политропного процесса идеальных газов
- •Эксергия, её свойства и физический смысл
- •Дифференциальные уравнения внутренней энергии и энтальпии
- •Дифференциальные уравнения энтропии и теплоемкости
- •Потенциальные функции
- •Уравнения состояния реальных газов
- •Уравнение Ван-дер-Ваальса и его анализ. Критическое состояние вещества
- •Пары, общие понятия и определения. Процесс парообразования.
- •Дифференциальное соотношение Клапейрона-Клаузуиса. Применение
- •Паровые процессы и их расчет Циклы пту. Общая характеристика. Цикл Ренкина и его анализ.
- •Влияния начальных и конечных параметров пара на эффективность пту
- •Цикл пту с промежуточным перегревом пара
- •Циклы теплофикационных паротурбинных установок
- •Циклы холодильных машин и тепловых насосов
- •Циклы ядерных энергетических установок
- •Циклы бинарных энергетических установок
- •Эксергия, её свойства и физический смысл
- •Циклы ядерных энергетических установок
Цикл пту с промежуточным перегревом пара
С ущность промежуточного перегрева заключается в сообщении дополнительного тепла пару, отводимому из одной ступени турбины и возвращаемого после повышения его температуры в следующую ступень. Это позволяет снизить конечную влажность пара и повысить экономичность установки. Промежуточный, или вторичный, перегрев пара может быть однократным и двукратным, ведутся исследования трехкратного.
Пар после расширения в первых ступенях турбины (1-а) при постоянном давлении направляется в промежуточный пароперегреватель 6, где температура повышается до t2. После перегрева пар поступает в следующие ступени турбины, где расширяется до конечного давления в конденсаторе p2.(d-2). Из графика видно, что используемый в турбине тепловой перепад увеличивается, а степень влажности пара уменьшается. Применение перегрева позволяет увеличить кпд на 4%.
Экономичность цикла зависит от тепловой схемы и способа промежуточного перегрева. Наибольшее распространение получил перегрев в газовом пароперегревателе. Промежуточный пароперегреватель расположен обычно в котле за основным.
Цикл ПТУ с регенеративным подогревом питательной воды
Д ля повышения термического кпд применяется регенерация тепла. Если в паросиловой осуществляется цикл Ренкина без перегрева пара, то в случае осуществления полной регенерации термический кпд такого цикла будет равен термическому коэффициенту цикла Карно. В реальных паросиловых циклах регенерация осуществляется с помощью регенеративных поверхностных и смешивающих теплообменников, в каждый из которых поступает пар из промежуточных ступеней турбины. Пар конденсируется в регенеративных теплообменниках РСП1 и РСП2 нагревая питательную воду, поступающую в котел. Конденсат греющего пара также поступает котел и смешивается с основным потоком питательной воды. При применении не поверхностных, а смешивающих регенеративных подогревателей требуется несколько насосов, поскольку повышение давления воды должно быть ступенчатым, давление воды, поступающей в смешивающий подогреватель, должно быть равно давлению пара, отбираемого из турбины в этот подогреватель. В данной схеме число насосов на единицу больше числа отборов.
Термический кпд цикла, при n ступенях подогрева. Как показывает анализ, при увеличении числа ступеней приводит к повышению термического кпд. Однако каждая последующая ступень вносит все меньший вклад. В мощных современных паротурбинных установках число ступеней регенерации достигает 10. Вопрос о выборе точек отбора из турбины в регенераторы является предметом специального анализа.
Циклы теплофикационных паротурбинных установок
В процессе выработки электроэнергии на теплоэлектростанциях большое кол-во тепла передается холодному источнику, таким образом бесполезно теряется. В комбинированном цикле давление пара на выходе из отбора турбины выше и его температура так же выше, что необходимо для удовлетворения тепловых потребителей. При этом полезная работа цикла уменьшается, однако теплота отработавшего пара полезно используется. При этом выигрыш значительно больше.
322131–удельная теплота, используемая для тепловых нужд.
633161– теплота, замещающая нагрев жидкости в котле на участке 6-3.
12345–Полезная удельная работа
322’3’–уменьшение полезной удельной работы вследствие повышения давления пара на выходе из турбины.
Коэффициент теплоиспользования, или степень использования теплоты в теоретическом цикле равен 1.
n=(l+q2) /( i1-i2’)=1(первая скобка подводимая удельная теплота). В действительных установках кпд 0,8 из-за потерь в котле, механических потерь, потерь в электрическом генераторе, а также из-за расходов энергии на самообслуживание установки.
Для характеристики работы полученной в теплофикационном цикле служит термический кпд n=l/q1=(i1-i2)/( i1-i2’).