gőzerőmű
A gőz erőművek mint munkafolyadékkal használ pár különböző folyadékok (víz, higany, és m. P.), de a legtöbb a vízgőz.
A kazán a gőz erőmű (1), mivel a hőbevitel Q1. Az égés által termelt üzemanyag kemencében, gőz képződik állandó nyomás p1 (ábra. 33). A túlhevítő (2), tovább hevítjük, és bemegy egy állam túlhevített gőz. A túlhevítő gőz belép a gőz motor (3) (például, gőzturbina), ahol a teljesen vagy részlegesen expandált egy p1 nyomás megszerezni hasznos munkát L1. Fáradt gőzt a irányul a hűtő-kondenzátor (4), azzal jellemezve, hogy teljesen vagy részlegesen kondenzáljuk állandó nyomás p2. A gőz kondenzáció megy végbe hőcsere a gőz és a töltött hűtőfolyadék áramlik keresztül hűtő-kondenzátor (4).
Ábra. 33. A rendszer a legegyszerűbb gőzerőmű
Rankine ciklusú áll a izobár (4-1), ahol a külső hőt a fűtés, az adiabatikus (1-2) gőz expanzió a gőzturbina, a izobár (2-3) a hő eltávolítását hűtő-kondenzátor és isochore (3-4) nyomás alá a víz a szivattyú. Vonal (4-a) megfelel a folyamat a izobár növekvő folyadék hőmérséklete a szivattyú után, hogy a forráspont p1 nyomás. Plot (a-b) felel meg, az átalakítás a forrásban lévő folyadék a száraz telített gőz, és része (b-1) - eljárás, hőszolgáltató a túlhevítő átalakítására száraz telített gőzt túlhevített.
Ábra. 34. A Rankine ciklus koordináták p-V (a), és a T-s (b)
Munkát végzett az gőzturbina egyenlő entalpiakülönbség előtt és után gőzturbina
A munkát fordítottunk összenyomjuk a víz a szivattyú, határozza is a különbség entalpiája munkaközeg (4) és (3).
A koordináták p-v határozza meg a terület a munkahelyi e-3-4-f (ábra. 34a). Ez a munka nagyon kicsi, mint a munka a turbina.
Hasznos munkát ciklus megegyezik a turbina mínusz a munkát a meghajtóba szivattyú Wn
A konkrét hőmennyiség q1. Összefoglalva a kazán és a túlhevítő, akkor határozzuk meg a termodinamika első főtétele (munka nem történt), mint a különbség a entalpiákat a munkaközeg során hőszolgáltatás
ahol H4 - entalpiája a forró víz bevezetését a gőzkazán egy p2 nyomás lényegében egyenlő nagyságú a entalpiája forró vizet a (3) pontban,
azaz h4 @ h3.
Arányainak összehasonlításával meg lehet határozni a termikus hatásfoka Rankine ciklusú arányként hasznos munkát kapott a ciklusban, hogy a hőmennyiség Összegzés
Egy másik fontos jellemzője a gőz erőmű - specifikus gőzfogyasztást d. ami azt jelzi, hogy a gőzmennyiséget előállításához szükséges 1 kWh energiát (J 3600), és a mért.
Konkrét gőzfogyasztással egy Rankine ciklus
Konkrét gőzfogyasztást határozza meg az aggregátumok mérete: minél magasabb, annál nagyobb szükség gőz előállítására hogy azonos teljesítmény.
Hogyan lehet javítani a hatékonyságot a gőz erőművek
A termikus hatásfoka Rankine ciklus még a növényekben nagy gőz paraméterei nem haladja meg a 50% -ot. A tényleges telepítés, mert a belső veszteség a motor hatásfokát érték még kisebb.
Kétféle módon lehet növelni a hatékonyságot a gőz erőművek: fokozott gőzt paramétereket a turbina bemeneti és összetettsége rendszerek gőz erőművek.
1 - gőzfejlesztő; 2 - túlhevítő; 3 - egy gőzturbinát;
4 - kondenzátor; 5 - tápszivattyú; 6 - Hőfogyasztó
Az első irány növekedést okoz hő csepp során gőzt expanziós a turbina (h1 - h2), és ennek következtében, hogy a növekedés a konkrét munka ciklus és a hatékonyság. Ebben a hő csepp turbina h1 h2 tovább növelhető azáltal, hogy csökkenti a nyomást a kondenzátor telepítés, azaz csökkentve a nyomás p2. Fokozott hatékonyság gőz erőművek így kapcsolódik az oldatot számos nehéz technikai problémák, különösen a nagy hőálló anyagok gyártásához turbina.
Felhasználási hatékonysága a gőz erőmű jelentős mértékben javítható alkalmazásával fáradt gőz hő fűtésre, meleg víz, szárítás anyagok, és így tovább. D. E célból, a hűtővíz melegítjük a kondenzátor (4) (35.) Nem bocsát ki a tartályba, és a átszivattyúzzuk fűtőberendezések hőfogyasztó (6). Az ilyen létesítmények, az állomás generál mechanikai energia formájában L1 hasznos munkát a turbina tengely (3) és a Qt.p hő fűtésre. Az ilyen állomások nevezzük kombinált hő (CHP). Kombinált hő- és villamos energia - az egyik fő módszerei hatékonyságának növelése termikus berendezések.
Hatékonyságának növelése a gőz erőmű szemben a Rankine ciklus alkalmazásával kell elérni az úgynevezett regeneratív ciklus
(Ábra. 36). Ebben a rendszerben, a tápvíz belépő a kazán (1) gőzzel fűthető, részben kivonják a turbina (3). E rendszer keretében, a keletkezett gőzt a kazán (1) és a túlhevített egy túlhevítő (2) van irányítva a turbina (3), ahol ez egy kiterjesztése a nyomás a kondenzátor (4). Azonban, néhány közülük után a gőzt a turbina és irányítható egy regeneratív előmelegítő (6) ahol az felmelegíti tápvíz kondenzáció útján, táplált a szivattyú (5), hogy a kazán (1).
ahol - a gőz frakcióból kivonják a turbina és szállított a regenerátor.
Ábra. 37. diagramja adiabatikus tágulása a gőz egy turbina a közbenső kiválasztását (a) és a változó mennyiségű gőzt (b)
Az egyenlet azt mutatja, hogy a használata a regeneráció hő csökkenéséhez vezet a konkrét munka tágulási képest egy Rankine ciklusú azonos pár paraméterek. Ugyanakkor a számítások azt mutatják, hogy a munka a regeneratív ciklus csökken lassabban hőfogyasztás regenerálására a gőz jelenlétében, így a hatásfok gőzerőmű egy regeneratív fűtés a fenti eredmény a hatékonysága a normál ciklus.
Használjon egy pár magas és ultra-nagy nyomást annak érdekében, hogy növelje a hatékonyságot a növények belefut komoly nehézség: a nedvesség utolsó szakaszában a turbina olyan nagy lesz, hogy jelentősen csökkenti a hatékonyságot a turbina lapátok eróziót okoz, okozhat a megjelenése a hiba. Ezért, a berendezések nagy gőzzel paraméterek szükséges alkalmazni egy úgynevezett közbenső túlhevítését a gőz, ami szintén vezet nagyobb hatékonyságot a telepítés (ábra. 38).
Ábra. 38. Az áramkör a gőz erőmű közbenső túlhevítő:
1 - gőzfejlesztő; 2 - túlhevítő; 3 - nagynyomású turbina (HPT); 4 - az alacsony nyomású turbina (LPT); 5 - kondenzátor; 6 - tápszivattyú; 7 - utánmelegítőt; 8 - a fogyasztó
A gőz erőmű közbenső túlhevítését gőz expanziója után a nagynyomású turbina (3) páros hozzárendelt speciális túlhevítő (7), ahol azt másodlagosan nyomás alatt melegítünk hőmérséklet PPN. amely tipikusan valamivel alacsonyabb, mint a T1 hőmérséklet. A túlhevített gőz belép az alacsony nyomású turbina (4), kiterjesztve azt a végső nyomás p2, és elhagyja a kondenzátor (5) (ábra. 39).
Utáni nedvességtartalom gőzturbina jelenlétében túlhevített gőzzel lényegesen kisebb, mint lett volna nélküle (x1> x2) (ábra. 39). Alkalmazás utánmelegítőre valós körülmények között ad okot a hatékonyság mintegy 4% -kal. Ez a nyereség kapunk nemcsak növeli a relatív hatékonyságát kisnyomású turbina, hanem növeli a munkavégzés teljes gőzzel hűtőturbina alacsony és magas nyomás. Az a tény, hogy az összeg a szegmensek és. működését jellemző, illetve a magas és alacsony nyomású turbinák, hosszabb intervallumot 1 - e. jellemzi a munkáját expanziós egy turbinában telepítés, amely nem alkalmazható közbenső túlhevítő (ábra. 39b).
Ábra. 39. A folyamat a gőz terjeszkedés a növény közbenső túlhevítő