7.5.1. Методика расчета обратимого цикла пту с вторичным перегревом пара

Определение теплоты, подведенной в цикле ПТУ

Теплота подводится к рабочему телу в паровом котле при Р_о=const процесс 6-1 и при Р_вп=const процесс 2-3 во вторичном пароперегревателе (рис.7.19). Она определяется как разница энтальпий в этих процессах

q₁=h_o-ct_пв+h_вп”-h_ВП’. (7.28)

Теплота, отведенная из цикла ПТУ

Удельная теплота, отведенная в цикле ПТУ от рабочего тела q₂, рассчитывается как разница энтальпий изобарного (Р_к=const) процесса 4-5:

q₂=h_к-ct_к’. (7.29)

Техническая работа расширения пара в турбине

Удельная техническая работа паровой турбины l_т определяется как сумма работ ЧВД и ЧНД турбины и рассчитывается в виде разницы энтальпий адиабатных процессов 1-2 и 3-4:

l_т=l_т^чвд+l_т^чнд=h_o-h_ВП’+h_вп”-h_к. (7.30)

Техническая работа сжатия воды в насосе

Удельная техническая работа сжатия воды в насосе l_н определяется аналогично простому циклу ПТУ как разницей энтальпий или как произведение объема воды на разницу давлений в изоэнтропно-ихорном процессе 5-6:

l_н=ct_пв-ct_к’=v_к’(P_o-P_к)0,001(P_o-P_к)

Работа идеального цикла ПТУ

Удельная работа идеального цикла ПТУ l_t традиционно определяется как разница технических работ турбины и насоса или как разница подведенной и отведенной теплоты

l_t=l_т-l_н=q₁-q₂.

Термический КПД цикла ПТУ

Термический КПД обратимого цикла ПТУ _t определяется по стандартной формуле КПД любого цикла:

.

Термический КПД ПТУ без учета работы насоса «нетто» рассчитывается как

. (7.31)

Удельные расход пара и теплоты

Удельный расход пара в расчете на киловаттчас произведенной турбиной работы определяется выражением

. (7.32)

Удельный расход теплоты в килоджоулях на киловаттчас для обратимого цикла ПТУ имеет вид

. (7.32)

7.5.2. Методика расчета необратимого цикла пту с вторичным перегревом пара

Д ействительный (необратимый) цикл ПТУ с вторичным перегревом пара в T,s- и h,s- диаграммах показан на рис.7.22 и 7.23. Необратимость этого цикла характеризуется наличием трения в адиабатных процессах расширения пара в турбине 1-2’, 3-4’ и сжатия воды в насосе 5-6’. В результате необратимости эти адиабатные процессы смещаются в сторону увеличения энтропии.

Параметры в конце необратимых адиабатных процессов индексированы буквой “i”. Так, h_впi’ – энтальпия пара на выходе из ЧВД турбины, h_кi – энтальпия пара на выходе из ЧНД турбины, ct_пвi – энтальпия воды на выходе из насоса.

Необратимость процессов расширения пара в турбине характеризуются внутренними относительными КПД турбины – _oi^чвд и _oi^чнд. Эти КПД определяются экспериментально и представляют отношение действительных работ ЧВД и ЧНД турбины к соответствующим теоретическим работам:

; (7.33)

. (7.34)

Процесс сжатия воды в насосе аналогичен процессу в простом цикле ПТУ, его необратимость характеризуется адиабатным коэффициентом насоса _н:

.

Используя внутренние относительный КПД турбины и адиабатный коэффициент насоса, определяем параметры в конце необратимых адиабатных процессов 1-2’, 3-4’ и 5-6’:

;

;

.

Удельная теплота, подведенная в цикл ПТУ, рассчитывается в виде суммы разности энтальпий изобарных процессов 6’-1 и 2’-3:

q_1i=h_o-ct_пвi+h_вп”-h_впi’. (7.35)

Удельная теплота, отведенная из цикла ПТУ, рассчитывается как разность энтальпий изобарного процесса 4’-5:

q_2i=h_кi-ct_к’.

Удельная техническая работа турбины определяется как сумма

l_тi=l_тi^чвд+l_тi^чнд=h_o-h_впi’+h_вп”-h_кi=_oi^чвд(h_o- h_вп’)+_oi^чнд (h_вп”- h_к). (7.36)

Удельная техническая работа насоса определяется так, как и в простом цикле ПТУ:

l_нi=ct_пвi-ct_к’=l_н/_н.

Удельная работа цикла ПТУ определяется разностью работ турбины и насоса или подведенной и отведенной теплоты:

l_i= l_тi- l_нi= q_1i- q_2i .

Тепловая экономичность необратимого цикла ПТУ характеризуется внутренним абсолютным КПД

.

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

. (7.37)

Выражение (7.37) не равно произведению термического КПД на внутренний относительный КПД, так как внутренние относительные КПД ЧВД и ЧНД турбины, как правило, разные.

Удельный расход пара на выработанный киловаттчас в реальнм цикле ПТУ определяется выражением

.

Удельный расход теплоты на выработанный киловаттчас в реальном цикле ПТУ определяется выражением

.

При известных значениях КПД механического _м, характеризующего потери на трение в подшипниках турбины, и электрического генератора _г, характеризующего потери в обмотках статора и ротора генератора, определяются следующие показатели экономичности цикла ПТУ.

• Электрический КПД этого цикла ПТУ определяется как

^э = _i_м_г . (7.38)

В выражении (7.38) термический и внутренний относительный КПД использовать нельзя.

• Удельный расход пара на выработанный киловаттчас электрической работы ПТУ (как и в простом цикле) определяется выражением

.

• Удельный расход теплоты на выработанный киловаттчас электрической работы ПТУ определяется так же, как и в простой ПТУ:

.

Соотношение электрической мощности ПТУ – W^э и расхода пара на турбину D определяется выражением

W^э=Dl_тi_м_г. (7.39)