Эффективность использования топлива. Потери тепла в парогенераторе. КПД парогенератора по прямому и обратному балансу

Общее количество тепла, которое поступает в топку парогенератора, называется тепло рабочее располагаемое , которое определяется как: . Дополнительное тепло может поступать с подогретым воздухом. Но его, как правило, очень мало, поэтому в расчетах им часто пренебрегают и Q^p_р ≈ Q^p_н.

Если рассматривать тепло располагаемое с точки зрения полезности использования этого тепла и потерь, то мы можем написать тепловой баланс парогенератора в следующем виде:

= Q₁+Q₂+Q₃+Q₄+Q₅+Q_6, где

Q₁ – полезно используемое тепло,

Q₂ – потери с уходящими газами;

Q₃ – потери от химического недожога;

Q₄ – потери от физического недожога;

Q₅ – потери тепла в окружающую среду;

Q₆ – потери при жидком шлакоудалении

Если разделить каждую из величин потерь на , то получим: 1=q₁+ q_j

Из этого теплового баланса можно определить КПД парогенератора, q₁ = η_п/г

Таким образом, КПД парогенератора равно

η_п/г = 100% - q_j (в процентах) или η_п/г = 1 - q_j (относительных единицах).

Определение КПД из обратного баланса: сумма потерь примерно 6-12%, поэтому КПД равно 88-94%.

Прямой баланс.

i’_к – энтальпия воды. Тогда количество тепла, требуемое для нагрева одного килограмма воды (пара) равно (i_пе – i’_к)D₀. Энтальпия воды не будет равна 30 ккал. Учет регенеративного подогрева (i_пе – i_пв) D₀.

Если имеется продувка: от температуры питательной воды до температуры насыщения котла:D₀ (i_пе – i’_пв) + D_пр (i’_кот – i_пв)

Промежуточный перегрев для прямоточного котла:D₀ (i_пе – i’_пв) + D_пп (i_пп^вых – i_пп^вх)

Количество тепла за счет сжигания топлива:D₀ (i_пе – i’_пв) + D_пп (i_пп^вых – i_пп^вх)=B ∙ Q^p_р η_п/г

Классификация паровых турбин. Принцип работы. Основные конструктивные элементы. Особенности теплофикационных турбин

Теплофикационные паровые турбины служат для одновременного получения электрической и тепловой энергии. К теплофикационным паровым турбинам относятся турбины с противодавлением, с регулируемым отбором пара, а также с отбором и противодавлением.

Основное назначение турбины

-вращать вал электрогенератора

-вырабатывать мощность, которая для этого необходима.

Классификация паровых турбин (стандартные установки)

по назначению:

-энергетические (выработка электрической и тепловой энергии);

-Промышленные (обслуживают крупные предприятия).

Вращающаяся часть: рабочее колесо и вал (ротор)

Ступень акт типа– это ступень, в которой все расширение пара и связанное с ним ускорение парового потока происходит только в соплах, а в каналах рабочего колеса происходит преобразование кинетической энергии пара в механическую энергию вращения рабочего колеса, связанного с вращением вала.

Ступень реак типа – ступень, в которой расширение пара и ускорение потока происходит не только в соплах, но и в каналах рабочего колеса, где происходит преобразование кинетической энергии пара в механическую энергию ротора.

Принцип работы:пар, образ в котле под высоким давлением по ступает на лопатки турбины. Она соверш обороты и выр мех энергию, испол генер произв эл эн.

Конденсац турбина:острый пар из кот по паропроводу попадает на раб лопатки партурбины. При расширении кинетич эн превращает в мех эн вращения ротор, кот наход на одном валу с генератором. Отработ пар идет в конденсатор, в кот охдажд до сост воды и потом идет в котел при помощи насоса.

ТЭЦ. Тоже самое только цилиндр. В процессе расширения из цилиндров сред давления произв отбор, в подогрев сетевой воды. Обработ пар из послед ступени идет в конденсатор, далее в трубопровод, в котел при помощи насоса.

6. Цикл Ренкина и его изображение в P-V, T-S, и I,-J – диаграммах. Термический КПД цикла и способы его повышения.

Цикл Ренкина характеризуется последовательностью следующих процессов:

1) Изобарного (р1=const) процесса производства пара в котле

2) Адиабатного расширения пара

3) Изобарного теплоотвода пара от отработавшего пара в конденсаторе с образованием конденсата.

4) Адиабатного процесса подачи конденсата в котел с увеличением давления до первоначального

1. Повышение начального давления пара. в котле от p₁ до p₁’ при сохранении его конечного давления р₂ и максимальной температуры цикла T₁ (рис а). Это приводит к возрастанию средней температуры теплоподвода за счёт повышения температуры насыщения, а следовательно, и η_г цикла Ренкина, в области давлений до 10 Мпа. Увеличение начального давления пара приводит к повышению его влажности в последних ступенях турбины (левое смещение точки 2 к 2_р).

2. Повышение температуры перегрева пара. повышением температуры пара перед турбиной Т₁ до Т’₁ за счёт его перегрева при сохранении нижней температуры в конденсаторе Т₂ . Это приводит к благоприятному для эффективной работы турбины снижению конечной влажности пара (точка 2_т).

Уменьшение конечного давления параот р₂ до р₂ вызывает снижение температуры его конденсации Т₂

3. Применение промежуточного перегрева пара.Повышение влажности пара в турбине при увеличении начального давления можно уменьшить, если применить промежуточный перегрев (рис. г). Для этого после частичного расширения пара в турбине его направляют в специальный пароперегреватель и снова перегревают, обычно до первоначальной температуры Т_1.

4. Применение регенеративного цикла.применить принцип регенерации теплоты внутри цикла. Для этого пар отбирается из промежуточных ступеней турбины и направляется в специальные теплообменники (регенераторы Р₁ и Р₂ (рис. 1 (а),б),в)))). В них пар отдает теплоту питательной воде перед её поступлением в котел.

5. Применение теплофикационного цикла. основные потери теплоты (52-55%) происходят в конденсаторе, где теплота парообразования отработанного пара уносится охлаждающей водой. Чтобы повысить температурный потенциал охлаждающей воды необходимо увеличить температуру отработанного пара, т.е. повысить конечное давление р₂.