Способы повышения экономичности паротурбинных установок

,       и       , .     (1.96)

1.12.2.Способы повышения экономичности паротурбинных установок

Для повышения экономичности цикла Ренкина необходимо увеличивать среднюю температуру подвода теплоты в цикле. Из выражения (1.85) следует, что η_t^p увеличивается с ростом h₀ и снижением h_кt, чему соответствует повышение начальных параметров пара p₀ и t₀ и уменьшение конечного давления p_к. Эти три способа повышения экономичности цикла не требуют изменений в схеме паротурбинной установки. Однако их применение возможно в определенных диапазонах изменения параметров пара. Рассмотрим влияние параметров пара на термический кпд цикла h_t^p и относительный внутренний кпд турбины h_оi. При этом в каждом случае меняется только один параметр, другие остаются неизменными.

Т0=const      р0=const pкII < pкI < pк   хкtII < хкtI< хкt

          1.12.2.1.Снижение давления отработавшего пара р_к

Сравним  три цикла Ренкина с разными значениями давления пара в конденсаторе р_к , p_к^I и p_к^II (рис.1.34). Поскольку в области влажного пара изотермы совпадают с изобарами, то чем ниже р_к, тем ниже температуры пара в конденсаторе t_к. Это ведет к уменьшению потерь тепла в конденсаторе (площадь под кривой процесса кt-к' отвода теплоты в конденсаторе на рис.1.34 уменьшается при снижении p_к), а значит, к росту термического кпд h_t^p.

Рис.1.34. Цикл Ренкина при различных давлениях пара в конденсаторе

Одновременно увеличивается доля теплоты, превращенной в полезную работу цикла (площадь, ограниченная кривой цикла  0-кt-к’-0).

На рис.1.35 показана зависимость термического кпд цикла Ренкина от конечных параметров в цикле.

С другой стороны, с понижением давления за турбиной увеличивается влажность пара в конце процесса расширения в турбине (на рис.1.34) показано уменьшение степени сухости х_кt), что приводит к увеличению потерь энергии в турбине и снижению её относительного внутреннего кпд h_оi . Кроме того, высокая влажность приводит к  интенсивному эрозионному износу деталей последних ступеней турбины. Допустимая влажность составляет 12-14%.

Рис.1.35. Зависимость термического кпд цикла Ренкина от конечного давления

Давление за турбиной, равное давлению пара в конденсаторе, определяется температурой охлаждающей воды. Среднегодовая температура охлаждающей воды на входе в конденсатор составляет приблизительно 10-15°С. Из конденсатора она выходит нагретой до 20-25°С. Пар может конденсироваться только в том случае, если обеспечен отвод выделяющейся при конденсации теплоты, а для этого нужно, чтобы температура пара в конденсаторе t_к была больше температуры охлаждающей воды хотя бы на 5-10°С. Поэтому температура насыщенного пара t_к составляет обычно