Бинарные циклы

Возможность повышения начальной температуры рабочего тела дает возможность повысить η_t турбинной установки.

Поэтому применяют циклы ГТУ на высокой стороне и ПТУ на низкой.

Если в бинарном цикле большая часть мощности создается за счет ПТУ – цикл называется парогазовым, в обратном случае – газопаровым.

Принципиальная схема парогазовой установки и ее ts-диаграмма

ПД – привод компрессора;

К – компрессор;

КС – камера сгорания;

ВПГ – высоконапорный парогенератор;

ГТ – газовая турбина;

ПТ – паровая турбина;

ГПВ – газовый подогрев. воды;

Н – насос;

Кп – компенсатор;

ТБ – топливный бак;

ТН – топливный насос.

1,2,3,4, - газовая часть цикла; 5,6,7 – паровая часть цикла.

Получение водяного пара (5-6) происходит за счет выхлопа из ГТ (4-1). Это происходит в ВПГ, топка работает под тем давлением, которое требуется для работы ГТ, т.е. КС как бы охлаждается. Из ГТ газы идут на подогрев воды, идущей в парогенератор. Этот цикл имеет преимущество, как перед ПТУ, так и ГТУ.

Преимущества парогазовой установки:

1. Высокая начальная температура рабочего тела 750 ºС против 580 ºС за счет охлаждения газовой турбины паром.

2. Более низкая конечная температура рабочего тела: 25 ºС против 150 ºС в газовом цикле.

3. Подогрев регенеративной воды происходит отработанными газами, т.е. η_t достигает до 50 %.

4. Экономия топлива 8-12 %.

5. Снижение металлоемкости в 1,5‑2 раза.

6. Снижение удельной стоимости оборудования.

7. Уменьшение объема здания ТЭЦ до 60 %.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие вы знаете циклы ГТУ?

2. Дайте сравнительную оценку термического к.п.д. ГТУ с подводом тепла при V = const и P= const.

3. В чем преимущества и недостатки циклов ГТУ в сравнении с циклами ДВС?

4. Что понимают под бинарными циклами?

5. В чем отличие парогазовой установки от газопаровой?

Тема: ЦИКЛЫ ХОЛОДИЛЬНЫХ УСТАНОВОК

[ 1, с. 293-309; 3, с. 178-183; 8, с. 136-146; 11, с. 38-47]

1. Принципиальная схема и цикл паровой компрессионной холодильной установки.

2. Холодопроизводительность.

3. Принцип работы тепловых насосов и отопительный коэффициент.

Холодильники – машины для получения холода, осуществляющие 2 цикла:

1. Обратный цикл, в результате которого тепло отводится от тела с низкой температурой к телу с более высокой температурой.

2. Прямой цикл(компенсирующий), результате которого тепло передается от тела с высокой температурой к телу с низкой температурой.

Холод получают:

1. Компрессионными холодильными машинами (затрачивается механическая работа).

2. Абсорбционными и пароэжекторными установками (затрачивается тепло).

Рабочее тело, переносящее тепло от менее нагретого к более нагретому телу, называется хладоагентом.

Холодильные машины делятся:

1. Воздушные (хладоагент воздух);

2. Паровые (хладоагент вещество с низко температурой кипения – NH₃, CO₂, фреоны).

В машинах, где получают холод до –10 ºС, применяют фреон-12 CF₂Cl₂ –

дифтордихлорэтан.

Температура кипения CF₂Cl₂ при:

P = 0,064 МПа – 40 ºС;

P = 0,1 МПа – 30 ºС;

P = 0,15 МПа – 20 ºС;

P = 0,31 МПа – 10 ºС;

t_кр = 112,4 ºС

Р_кр = 4,115 Мпа (4,1 МПа);

t_{затверд.} – 155 ºС.

В компрессоре влажный пар сжимается и получается перегретый (сухой насыщенный пар, степень перегрева 130-140 ºС). Затем пар поступает в конденсатор, где тепло отдается охлаждающей среде и температура его становится равной температуре насыщенного, т.е. образуется кипящая жидкость, поступающая к дросселю, пройдя через который она превращается во влажный пар с  x = 0,1÷0,2 при этом t и Р падает, затем пар поступает в испаритель, где при этих же t и Р он расширяется, забирая тепло холодильной камеры.