Малюнок 19 - Регенеративний цикл з одноступінчастим відбором пари
Параметри циклу, прийнятого в розрахунок:
тиск свіжої пари р 1=5 МПа;
тиск відпрацьованої пари (тиск в ГК) р 2=3,25 кПа
Так як очікується, що для прийнятих значень тиску p 1 і p 2 ККД регенеративного циклу буде вище ККД циклу Ренкіна, але нижче ККД циклу Карно, то визначимо значення ККД циклів Ренкіна і Карно.
Параметри робочого тіла у характерних точках циклу Ренкіна (точки 1,2,3 і 4) складають:
а) точка 1: t 1=ts (р 1)=263,92 0 С; s 1=s? (р 1)=5,9712 кДж/кг · К; i 1=i? (р 1)=2792,8 кДж/кг; х 1=1;
б) точка 2: t 2=ts (р 2)=25,434 0 С;
Для розрахунку значення ентальпії і вологості пара в точці 2 можна записати: i 2=i? 2? (1 - x 2) + i? 2? x 2. Аналогічне вираз можна записати для ентропії в точці 2: s 2=s? 2? (1 - x 2) + s? 2? x 2. Т.к. процес розширення пара в ідеальному циклі Ренкіна відбувається при s=const, то s 2=s 1. Тоді можна записати s 1=s? 2? (1 - x 2) + s? 2? x 2.
Звідси x 2=(s 1 - s? 2)/(s? 2 - s? 2). При тиску р 2
s? 2=0,3731 кДж/кг · К; i? 2=106,577 кДж/кг; s? 2=8,5431 кДж/кг · К; i? 2=2547,65 кДж/кг. Тоді x 2=(5,9712-0,3731)/(8,5491-0,3731)=0,684699; i 2=106,577 · (1-0,684699) + 2547,65 · 0,684699=1777,977 кДж/кг.
в) точка 3: t 3=t 2=25,434 0 С; i 3=i? (р 2)=106,577 кДж/кг;
s 3=s? (р 2)=0,3731 кДж/кг · К; х 3=0;
г) точка 4: t 4=t 1=263,92 0 С; i 4=i? (р 1)=1154,6 кДж/кг;
s 4=s? (р 1)=2,9209 кДж/кг · К; х 4=0.
Тоді ККД циклу Ренкіна
;
ККД циклу Карно
.
Для виявлення оптимального місця відбору пари на регенерацію тепла (в цьому випадку ККД регенеративного циклу буде максимальним) і визначення значення цієї ККД довільно намітимо кілька точок відбору пари з проточної частини турбіни. Для цих точок обчислимо значення ККД циклу, побудуємо графік зміни ККД і визначимо оптимальне місце відбору. При цьому місце відбору пари визначимо по температурі живильної води (вона дорівнює температурі відібраного пара). У перелік розглянутих точок включені також кінцеві точки турбіни: tпв=t3 і tпв=t1 (регенерація відпрацьованим і свіжим паром). У розгляд прийняті точки tпв=25,434 0С (t3), 73 0С, 120 0С, 133 0С, 145 0С, 157 0С, 169 0С, 216 0С, 263,92 0С (t1). Зауважимо, що в районі середньої частини турбіни, де очікується tпвопт, інтер?? ал зміни tпв прийнятий меншим.
Послідовність розрахунку ККД циклу в кожній наміченої до розгляду точки прийнята наступна:
1) - ентальпія живильної води i пв=i? (t пв);
) - ентальпія насиченої пари i? (T пв);
) - ентропія насиченої води s? (T пв);
) - ентропія насиченої пари s? (T пв);
) - ступінь сухості пари у відборі: x від=(s 1 - s? від)/(s? від - s? від);
) - ентальпія пари у відборі: i від=i? від? (1 - x від) + i? від? x від;
) - приріст ентальпії живильної води в водопідігрівачів: D i пв=i пв - i 3;
) - зниження ентальпії пари в турбіні в процесі розширення пара від точки 1 до точки відбору пари: i 1 - i від;
) - зниження ентальпії пари відбору в процесі його конденсації в водопідігрівачів: D i п=i від - i пв;
) - енергетичний коефіцієнт Ар=D i пв (i 1 -i від)/[D i п (i 1 -i 2)];
) - термічний ККД регенеративного циклу:
h t рег=h t р? (1 + Ар)/(1 + Ар? H t р);
) - приріст термічного ККД регенеративного циклу: ht рег - ht р.
Результати розрахунку зведені в таблицю 1.
За даними таблиці побудований графік зміни ККД в залежності від місця відбору пари (див. малюнок 20).
Як і слід було очікувати, при відборах пара на краях турбіни (регенерація свіжим паром та відпрацьованим парою) отримані нульові прирощення ККД, тобто така регенерація марна.
Таблиця 1 - Результати розрахунку ККД регенеративного циклу
Розрахункові велічіниЗначенія розрахункових величин при різних значеннях температури живильної водиt пв=t пв опт t пв, o C25.434731201331451571692162692136.82580 i пв=i? (t пв), кДж/кг106.577305.56350721559.099610.597662.444714.775925.2671154.6575.252 i? (t пв), кДж/кг2547.652631.8932706....
