Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
1 вопрос )
Цикл Ренкина и его изображение в диаграммах. Термический КПД цикла и способы его повышения.
Теоретический термодинамический цикл паровой машины, состоящий из четырех основный операций:
Пар большого давления и температуры подается в сопловые аппараты турбины, где происходит превращение потенциальной энергии пара в кинетическую энергию потока пара (скорость потока – сверхзвуковая). Кинетическая энергия сверхзвукового потока превращается на лопатках турбины в кинетическую энергию вращения колеса турбины и в работу производства электроэнергии.
Важнейшими с позиции экономической эффективности являются вопросы повышения КПД тепловых электростанций. Теоретический анализ дат, различные способы повышения тепловой эффективности цикла Ренкина.
После турбины пар направляется в конденсатор. Это обычный теплообменник, внутри труб проходит охлаждающая вода, снаружи – водяной пар, который конденсируется, вода становится жидкой, что показано на рис. 1
Принципиальная технологическая схема паросиловой установки.
Эта вода поступает в питательный насос, где происходит увеличение давления до номинальной (проектной) величины. Далее вода с высоким давлением направляется в котельный агрегат (на рис. 1 он обведен штриховой линией). В этом агрегате вода сначала нагревается до температуры кипения от дымовых газов из топки котла, затем поступает в кипятильные трубы, где происходит фазовое превращение вплоть до состояния сухого насыщенного пара (см. т. 5 на рис. 6.3). Наконец, сухой насыщенный пар идет в пароперегреватель, обогреваемый топочными дымовыми газами из топки. Состояние пара на выходе из пароперегревателя характеризуется точкой 1. Так замыкается цикл. Этот цикл паросиловой установки предложил немецкий инженер Ренкин, и потому его и назвали циклом Ренкина.
Цикл Ренкина на тдвух термодинамических диаграммах p – v, T – s
Процесс 1 – 2 – расширение пара в соплах турбины; 2 – 3 – процесс конденсации пара; 3 – 4 – процесс в питательном насосе;4 – 5 – процесс нагрева воды и ее кипение; 5 – 1 – процесс перегрева пара. Заштрихованы те области диаграмм, площадь которых численно равна работе и теплоте за цикл, причем qц = wц.
Из технологической схемы на рис. 1 и диаграммы Т – s на рис. 2 следует, что теплота подводится к рабочему телу в процессах 4 – 5 – 1, у которых ds > 0. И эти процессы характеризуются инвариантом p1 = const. Поэтому подводимая в цикле Ренкина теплота qподв равна: qподв = h1 – h4. Дж. (6.2)
Теплота отводится от рабочего тела в процессе 2 – 3 (ds < 0) и этот процесс тоже p2 = const. Поэтому qотв = h2 – h3. Дж. (1)
Разность между подведенной теплотой и отведенной представляет собой теплоту цикла qц, превращенную в работу wц
wц = qц = (h1 – h4) – (h2 – h3) = (h1 – h2) – (h4 – h3).
Разность энтальпии воды до питательного насоса (точка 3) и после (точка 4) ничтожно мала. В связи с этим: wц = qц = h1 – h2. (2)
Термический коэффициент полезного действия цикла Ренкина (а это отношение «пользы», т.е. wц, к «затратам», т.е qподв) равен: ηt = (h1 – h2)/(h1 – h4). (3)
2 вопрос
Водохранилище. Регулирование речного стока. Цикл регулирования. Краткосрочное и долгосрочное регулирование.
С Водохранилища.
Основным назначением водохранилища ГЭС является трансформация естественного, обычно неравномерного, режима речного стока в режим, необходимый для отдельных отраслей промышленности, сельского хозяйства и в частности энергетики. Кроме того, в некоторых случаях назначение водохранилища является борьба с наводнениями в нижнем бьефе во время половодья. В этих случаях определенное количество воды задерживается в водохранилище, благодаря чему расход воды в нижнем бьефе становится меньше естественных расходов половодья.
Водохранилища создаются путем устранения на реках потерь, плотины, повышающие уровень воды и образование необходимой емкости водоемов.
Рисунок 80.
НПУ – нормальный подпорный уровень.
УМО – уровень мертвого объема. Вода, находящаяся в УМО, не используется.
ФПУ – форсированный подпорный уровень, полезный объем. ФПУ во время половодий и наводнений.
НПУ и УМО – водохранилища.
Vполезн = Vполн – VУМО
Полезный объем используется для регулирования стока. В вводно-энергетических расчетах часто используются различные характеристики водохранилища, т.е. функциональные зависимости между уровнем водохранилища и объемом, топографические характеристики – статические и динамические.
Статическая характеристика водохранилищ или верхнего бьефа включает в себя две кривые – одна является зависимостью отметок уровней водохранилища от объема.
Рисунок 81.
Где F – поверхность.
Уровень нижнего бьефа и расхода воды.
Уравнение водного баланса водохранилища без холостых сбросов.
Wзарег = Wестеств ± V – Wзабор + Wвозвр – Wпотерь
Wзарег – зарегулированный сток(объем воды, который прошел за время t через створ гидроузла, так называемая отдача.)
Wестеств – естественный сток в реке (приток воды в водохранилище за время t, так называемый бытовой приток. )
Wзабор – который забираем
Wвозвр – который возвращаем
Wпотерь – потери (испарение, парообразование).
± V (± ∆V) – использованный объем водохранилища за данный период t. При чем знак «+» - когда срабатывает водохранилище, «-» - когда идет наполнение водохранилища.
Регулирование речного стока.
Регулированием стока называется процесс перераспределения его в водохранилище, естественный или бытовой режим речного стока в подавляющем большинстве отличается крайней неравномерностью. На равнинных реках в периоды весеннего половодья, от 1,5 до 3 месяцев проходит обычно до 70% годового стока. Существенно различается и сам годовой сток в многолетнем разрезе.
Такое распределение стока находится в резком противоречии с режимом его потребления большинством водопотребителей и водопользователей. Водопотребители используют воду как вещество и изымают ее из данного источника. Может быть, конечно, возврат, но уже в другом створе, бассейне, и она будет уже другого качества. Водопользователи используют воду как вещество и возвращают полностью или почти полностью того же качества, что и брали. Например, ГЭС. Степень зарегулируемости стока определяется относительной емкостью водохранилища (коэффициент емкости) есть отношение полезного объема водохранилища к среднему за многолетний период объем годового стока в створе плотины.
β = Vполезн / W0
Суточное регулирование.
Основная задача суточного регулирования заключается в том, чтобы в часы малой нагрузки ГЭС запасти водохранилище избыточный приток, а часы повышенной нагрузки его сработать. Для того чтобы осуществить суточное регулирование объем водохранилища должен быть не менее 0,5 суточного стока расчетного маловодного года.
Годичное регулирование.
Основная задача годового регулирования является сработка водохранилища в маловодный период и наполнение его в многоводный. Для выполнения данной задачи водохранилище должно быть достаточно большим, его объем должен составить порядка от 2 до 20% годового стока.
Многолетнее регулирование.
Цикл регулирования длится несколько лет. Водохранилище наполняется избыточным стоком одного или нескольких многоводных лет и опорожняется в течение ряда маловодных вод. Многолетнее регулирование сводится к увеличению стока маловодных лет. Для выполнения данной функции объем водохранилища должен составлять не менее 50% среднего многолетнего объема годового стока реки.
ГЭС с многолетним регулированием.
Одновременно может пополнять как суточное, так и годичное регулирование. В общем случае ее место в верхней части графика нагрузки. И только в многоводные периоды, а также, чтобы не делать холостые сбросы ГЭС может опускаться в базовую часть графика нагрузки.