Термический КПД паротурбинной установки

Термический КПД-отношение работы, совершенной в прямом обратимом термодинамическом цикле, к теплоте, сообщенной рабочему телу от внешних источников. Паротурбинная установка является основой современных тепловых и атомных электростанций. Рабочим телом в таких установках является пар какой-либо жидкости (водяной пар). Основным циклом в паротурбинной установке является цикл Ренкина.

Рассмотрим цикл Ренкина на насыщенном паре. На рис.7.2,а изображен цикл Ренкина в TS-диаграмме.

Процессы:

3-1 – подвод теплоты от источника к воде q1, состоит из двух процессов: 3-3/ - кипение воды в котле;

3/-1 – испарение воды в пар при постоянном давлении;

1-2 – в турбине пар расширяется адиабатически;

2-2/ - пар конденсируется и отдает тепло q2 охлаждающей воде;

2/-3 – конденсат адиабатически сжимается.

Термический к.п.д. цикла Ренкина определяется по уравнению:

ηt = (q1 – q2)/q1= l / q1. (7.1)

Так как: q1 = h1 – h3; q2 = h2 – h2/,

Полезная работа цикла равна разности работ турбины и насоса:

l = lт – lн,

где: lт = h1 – h2, lн = h3 – h2/.

В основном lт >> lн, тогда считая h3 = h2/, можно записать:

ηt = (h1 – h2)/(h1 – h3). (7.3)

Теоретическуя мощность турбины рассчитывают по формуле:

Nт = (h1 – h2)•D/3600, [Вт] (7.4)

где: D = 3600•m – часовой расход, [кг/ч]

m – секундный расход, [кг/с]

Цикл Ренкина на перегретом паре применяется для увеличения термического к.п.д. цикла ПТУ. Для этого перед турбиной ставят перегреватель, который увеличивает температуру и давление пара. При этом возрастает средняя температура подвода теплоты в цикле. Диаграмма цикла показана на рис.7.2,б Формулы расчета l, ηt, Nт остаются без изменений.

23. Как определить капитальные затраты в строительство тепловых сетей?

При строительстве системы централизованного теплоснабжения (ЦТ) значительные средства затрачиваются на сооружение трубопроводов. Неся большие затраты на прокладку трубопроводов, т.е. буквально «зарывая деньги в землю» мы рассчитываем, что эти системы будут служить нам не менее 40 лет. Следовательно, для теплоснабжающих компаний представляется весьма важным найти правильный подход к выбору трубопроводов требуемого размера. Это поможет не только обеспечить надежность, но и значительно снизить общие издержки на строительство и эксплуатацию системы теплоснабжения.

Существуют разные методы расчета, применяемые при выборе оптимального размера трубопроводов при сооружении магистральных, распределительных сетей и ответвлений. Оценка затрат

При проектировании тепловых сетей ЦТ приходится производить выбор: либо оптимизировать капитальные затраты в процессе строительства, либо сосредоточиться на так называемой экономической оптимизации, когда суммарные издержки минимизируются на протяжении всего жизненного цикла сети. Настоящая статья предусматривает анализ варианта с экономической оптимизацией. При сооружении тепловой сети ЦТ возникает необходимость в инвестициях. Ежегодные затраты, связанные с тепловыми потерями, техническим обслуживанием и ремонтными работами, обслуживанием насосного хозяйства и непосредственно с производством тепловой энергии, окупаются в процессе всего жизненного цикла тепловой сети.

Указанные затраты можно разделить на следующие составляющие:

• Капитальные затраты на участок тепловой сети Ззс

• Капитальные затраты на насосные установки Ззн

• Затраты на тепловые потери Зтп

• Затраты на техническое обслуживание Зто

• Затраты на эксплуатацию насосов Зн

• Издержки производства 3 производство

Капитальные затраты, затраты, связанные с тепловыми потерями, затраты на техническое обслуживание и насосное хозяйство, все это функция, зависящая от компоновки системы трубопроводов, размеров (диаметров) трубопроводов и наличия альтернативных возможностей. Издержки производства помимо всего остального - это функция установленного температурного режима в системе (графика температур).

Для проведения сравнительного анализа затрат в процессе всего жизненного цикла различных вариантов компоновки системы используется метод чистой приведенной (дисконтированной) стоимости (ЧПС). Метод ЧПС заключается в том, что годовые издержки дисконтируются в обратном порядке в процессе сооружения участка тепловой сети. При использовании метода ЧПС должны быть четко обозначены временные границы проведения экономического анализа. Как правило такой промежуток времени составляет 20 или 30 лет.

Величина ЧПС определяется следующим образом:

где «Т»- это временные рамки, а «г» - это процентная ставка.

Капитальные затраты в тепловые сети и издержки, связанные с тепловыми потерями, возрастают с увеличением диаметра трубопровода. Однако, затраты на закупку насосных установок, а также ежегодные издержки на насосное хозяйство могут быть снижены на трубопроводах больших размеров, благодаря снижению гидравлического сопротивления в трубах большего диаметра. Таким образом, основная задача заключается в том, чтобы найти оптимальные размеры тепловой сети, при которых общая чистая дисконтируемая приведенная стоимость (ЧПС) будет минимизирована.

Date: 2015-08-24; view: 3948; Нарушение авторских прав