Наближений варіант простіше, наочніше і більш зручний у використанні. Для отримання такого наближеного варіанту запишемо умова максимуму ефективності регенеративного підігріву води в дещо іншій формі.
Розкриваючи вираз dF/d (D i пв)=0, ми отримуємо
? D i пв=i 1 - i 3 - D i п (див. вираз (19).
Додамо праворуч вираз i 4 - i 4. Тоді
? D i пв=i 1 - i 3 - D i п + i 4 - i 4 або
? D i пв=(i 4 - i 3) + (i 1 - i 4) - D i п. Звідси
D i пв=0,5? (i 4 - i 3) + 0,5? [(I 1 - i 4) - D i п]. (21)
Позначимо i 1 - i 4=D i і - приріст ентальпії пари в процесі випаровування робочого тіла в Пг. Тоді
D i пв=0,5? (i 4 - i 3) + 0,5? (D i і - D i п). (22)
Зауважимо, що в області вологої пари ізоентальпи проходять майже еквідистантно (малюнок 17).
Малюнок 17 - Положення кривих i =соnst в діаграмі Т - s
урахуванням цього другий доданок в правій частині виразу (22) порівняно невелика, і їм можна знехтувати. Дійсно, якщо прийняти досить широкий діапазон тисків від 0,03 МПа (в районі останніх відборів пари на регенерацію) до 6 МПа (тиск свіжої пари), то величина D i і змінюється в наступних межах:
а) при р=6 МПа, D i і=r=1569,4 кДж/кг;
б) при р=0,03 МПа в ідеальному циклі розширення насиченої пари початкового тиску 6 МПа приводить в точку з вологістю порядку 0,275 ( х =0,725 ). Тоді
D i п=r (p=0,03 МПа)? х =2 336? 0,725=1693,6 кДж/кг.
У цьому випадку максимальне розходження в D i п і D i і складе
[(1693,6 - 1569,4)/1693,6]? 100=7,3%.
Таким чином, для наближеного варіанту умова максимальної ефективності циклу з одним регенеративним відбором буде
D i пв=0,5? (i 4 - i 3). (23)
Фізичний сенс цього виразу можна сформулювати наступним чином. Максимальний ефект одноступінчатого регенеративного підігріву живильної води буде за умови, що підігрів живильної води повинен становити половину нагріву води на економайзерном ділянці циклу в цілому.
Якщо знехтувати деяким непостійністю теплоємності води при її нагріванні, то з виразу (23) випливає, що
t пв - t 3=0,5? (t 4 - t 3).
Введемо поняття ступеня регенерації
s=(i пв - i 3)/(i 4 - i 3) (24)
s - це частка загального нагріву води на економайзерном ділянці, яку складає нагрів живильної води в підігрівачі.
Тоді наближене умова максимальної ефективності одноступінчатого підігріву живильної води можна записати так:
s=0,5. (25)
Термодинамічні дослідження показують, що при цьому виграш економічності циклу від регенерації тепла складе також приблизно 50% від гранично можливого, т.е.
(ht рег - ht)/(ht К - ht) »0,5 (26)
Очевидно, що при регенерації тепла свіжим паром s=1, при регенерації тепла відпрацьованим парою s=0.
Залежність приросту економічності регенеративного циклу від ступеня регенерації в наближеному викладі можна показати графічно (малюнок 18).
Малюнок 18 - Наближена залежність приросту економічності регенеративного циклу від ступеня регенерації при одноступенчатом підігріві живильної води
Нагадаємо, що нехтування розходженням D i і=i 1 - i 4 і D i п=i від - i пв кілька порушує умова максимуму економічності циклу. Тому твердження, що максимум економічності циклу буде мати місце при s=0,5, не зовсім коректно. Однак хід кривої ККД в районі максимуму вельми плавний (див. Малюнок 18), тому відміну ККД від максимального при s=0,5 буде порівняно невеликим. Більше того, з урахуванням плавності кривої ККД рекомендується в реальних установках приймати значення s свідомо лівіше оптимального значення (на 10 ... 15%), так як при цьому істотно зменшуються витрата гріючої пари і розміри водопідігрівача, а втрати максимального ефекту від регенерації незначні.
. 6 Покажемо на деякому конкретному прикладі чисельні значення параметрів регенеративного циклу на насиченому парі з одноступінчастим відбором пари на змішуючий підігрівач. При цьому прийнята ПТУ без проміжної сепарації і проміжного перегріву пари. Такий регенеративний цикл показаний на малюнку 19.
...
