Показать сравнительным расчетом целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого давления на примере

Показать сравнительным расчетом целесообразность применения пара высоких начальных параметров и низкого давления на примере паросиловой установки, работающей по циклу Ренкина, определив работу, получаемую в турбине, термический КПД цикла и удельный расход пара для двух различных значений начальных и конечных параметров пара. Определить конечное значение степени сухости х2 (при давлении р2). Параметры пара: р1 = 8 МПа, t1 = 460°C, р1 = 4 МПа Исходные данные: для сравнительного анализа зададимся одним давлением в конденсаторе рк = 5 кПа, относительным внутренним и электромеханическим КПД турбины ηоi =0,86 и ηэм = 0,95.

КПД цикла Ренкина определяется по формуле:
η= Lт -Lнq1
где Lт = (h1-hк_пар)* ηоi – работа пара в турбине,
Lн – работа сжатия воды в насосе,
q1 – подведенное тепло к рабочему телу
По таблице свойств воды и водяного пара или по h-s диаграмме (я использовал для этого программу watersteampro) находим энтальпию перегретого пара при давлении пара р1 = 8 МПа и температуре t1 = 460°C в точки
h1= 3299 кДж/кг
S1= 6,59 кДж/(кг*К)
По таблице свойств воды и водяного пара или по h-s диаграмме находим энтальпию и степень сухости влажного пара на выходе из турбины по давлению в конденсаторе и энтропии для процесса адиабатического расширения и точки 1 до рк = 5 кПа.
hк= 2009 кДж/кг
x=0,77
Располагаемый теплоперепад равен
Ha = h1- hк=3299-2009=1290 кДж/кг
Действительный теплоперепад или работа пара в турбине для реального процесса определяется по формуле:
Lт= Hд = Ha * ηоi =(3299-2009)* 0,86=1109,4 кДж/кг
Уточняем параметры пара для реального процесса
hк = h1- Hд=3299-1109,4=2189,6 кДж/кг
По таблице свойств воды и водяного пара или по h-s диаграмме находим степень сухости влажного пара для реального процесса по энтальпии и давлению пара
x=0,85
Работа сжатия воды в насосе можно определить по формуле
Lн=v*(р1- рк) = 0,001*(8000000- 5000)/1000 =7,99 кДж/кг
где v=0,001 м3/кг – удельный объем воды.
Определяем температуру и энтальпию воды после конденсатора по давлению в конденсаторе
tк=32,88 °С
h/к= tк*сp=32,88*4,19=138 кДж/кг
Определяем количество теплоты подведенной к рабочему телу
q1 =h1- h/к= 3299- 138 =3161 кДж/кг
Тогда КПД цикла Ренкина равен
η= Lт -Lнq1 =1109,4-7,993161*100%=34,84 %
Удельный расход пара равен
d= 3600Lт *ηэм =36001109,4*0,95=3,42кгкВт*ч
По таблице свойств воды и водяного пара или по h-s диаграмме (я использовал для этого программу watersteampro) находим энтальпию и энтропию перегретого пара при давлении пара р1 = 4 МПа и температуре t1 = 460°C
h1= 3354 кДж/кг
S1= 6,97 кДж/(кг*К)
По таблице свойств воды и водяного пара или по h-s диаграмме находим энтальпию влажного пара на выходе из турбины по давлению в конденсаторе и энтропии для процесса адиабатического расширения и точки 1 до рк = 5 кПа