63.Влияние начального давления пара перед турбиной на кпд тэс. Is-диаграмма. Выражение для расчета кпд. Обоснование используемого значения.

Начальное давление пара влияет на к.п.д. электростанции и в первую очередь, через термический к.п.д. цикла паротурбинной установки, который при определении к.п.д. электростанции имеет минимальное значение (η_t = 0,42…0,46):

(11)

Д ля определения термического к.п.д. можно использовать iS – диаграмму водяного пара:

где:

Н_ад – адиабатное тепло падение пара (для идеального цикла);

q_подв – количество теплоты, подведенной к циклу;

i₁, i₂ – энтальпия пара соответственно до и после турбины;

i₂' – энтальпия конденсата отработавшего в турбине пара (i₂' = c_pt₂).

Результаты расчета по формуле (12) дают следующие значения к.п.д.:

Здесь 3,4…23,5 МПа стандартные давления пара, принятые для паротурбинных электростанций. Из результатов расчета следует, что с увеличением начального давления пара, значение к.п.д. возрастает.

64.Влияние начальной температуры пара перед турбиной на кпд тэс. Is-диаграмма. Обоснование используемого значения.

При повышении начального давления пара возрастает влажность пара на выходе из турбины, что иллюстрируется графиками на iS – диаграмме

(см. рисунок).

Наличие влажности пара увеличивает потери от трения, снижает внутренний относительный к.п.д. и вызывает капельную эрозию лопаток и других элементов проточной части турбины, что приводит к их разрушению.

Поэтому для снижения влажности пара следует вместе с увеличением давления пара увеличить и его температуру.

Но увеличение температура пара ограничивается термостойкостью стали, из которой изготавливается пароперегреватель, трубопроводы, элементы турбины.

Поэтому на современном этапе с экономической точки зрения целесообразно применение стали перлитного класса с рабочей температурой tр ≤ 540°С (565°С).

Стали мартенсито-ферритного и аустенитного класса приводят к резкому увеличению стоимости оборудования.

Следует также отметить влияние начальной температуры пара на термический к.п.д. цикла паротурбинной установки. Увеличение температуры пара приводит к увеличению термического к.п.д.:

Таким образом, увеличение температуры пара приводит к снижению влажности пара на выходе из турбины и увеличению термического к.п.д.

При этом значение начальной температуры ограничивается по экономическим соображениям применением перлитных марок стали.

Поэтому для промышленных ТЭС высокого давления обычно принимают:

Р=13 МПа, Т=545^оС

65.Снижение давления отработавшего пара в конденсаторе . Тs-диаграмма процесса. Обоснование используемого значения.

Снижение давления отработавшего пара Р2.

Конечные параметры пара представляют собой: давление (Р2), температуру (t) и степень сухости пара (xк) на выходе пара из турбины или на входе в конденсатор.

Допустимая степень сухости пара изменяется в пределах х доп ≥ 87…92%, а допустимая влажность, соответственно, у доп ≤ 8…13% (см. рисунок).

Для увеличения к.п.д. следует добиваться минимальных значений давлений пара на выходе из турбины.

Например, снижение давления в конденсаторе на 1кПа обеспечивает увеличение к.п.д. для турбин высокого давления на 0,5%, а среднего – на 1%.

Отрицательное влияние снижения давления отработавшего пара.

- при снижении конечного давления резко увеличиваются объемы пара, например, при снижении давления от 4 до 2 кПа объем пара возрастает в 2 раза, что приводит к увеличению хвостовой части турбины, конденсатной установки, увеличиваются потери энергии на выходе пара из турбины на трение о развитые поверхности лопастей рабочего колеса и направляющего аппарата, т.е. в целом приводит к росту затрат и снижению к.п.д. турбины;

- для создания вакуума при низких давлениях пара необходимо использовать воду, охлаждающую конденсатор, с температурой, не соответствующей техническим и климатическим условиям, т.е. вода сама нуждается в дополнительном охлаждении, что неэкономично;

- увеличивается удельный расход воды на охлаждение конденсатора, что приводит к дополнительному расходу электроэнергии на привод циркуляционных насосов. Оптимальные характеристики, связанные с конечными параметрами пара: давление пара Р2 = 3,5…5 кПа; температура пара t2 = 27…33°С;