Исследование влияния последовательности использования типов регенеративных подогревателей на эффективность ПТУ

Исследуем поставленный вопрос, решив задачу с измененной последовательностью расположения регенеративных подогревателей. Пусть сначала питательная воды подогревается в смесительном подогревателе, а затем — в поверхностном. Такой ПТУ соответствуют принципиальная схема и термодинамический цикл, изображенные на рис.4.6.

По сравнению с предыдущим вариантом ПТУ изменились положения и суть точек 14,15 и 16. Кроме того, изменились не только положение подогревателей, но и значения отбираемых долей пара α_п и α_см.

В точке 14 значение энтальпии определяется из условия s₁₄ = s'(p₃ =р_к = =0,05 бар) = 0,4762 кДж/(кг·К), р₁₄ =  = 10 бар. Интерполируя на изобаре 10 бар по энтропии s₁₄ = 0,4762 кДж/(кг·К), получим

,

.

В точке 15 энтальпия определяется из условия: s₁₅= s₁₃ = s'(  = 10 бар) = =2,1382 кДж/(кг·К), р₁₅ = р₁ = 80 бар. Интерполируя на изобаре 80 бар по энтропии 2,1382 кДж/(кг·К), найдём

,

.

В точке 16 значение h₁₆ определяется из условия р₁₆ = р₁= 80 бар, t₁₆= t₁₂= =t_s (30 бар) = 233,84°С. Интерполируя на изобаре по температуре, получим

Значение α_п рассчитывается из теплового баланса поверхностного регенеративного подогревателя (второго по ходу питательной воды)

тогда                      

Значение α_см рассчитывается из теплового баланса смесительного подогревателя (первого)

,

отсюда

где h₁₃ = h'(p = 10 бар) = 762,6 кДж/кг,

 h_12' = h₁₂ = 1008,4 кДж/кг (процесс 12-12' — дросселирование).

Термический КПД цикла ПТУ с промежуточным перегревом пара и двумя регенеративными подогревателями (первым смесительным и вторым поверхностным) рассчитывается по формуле

где

,

где v₁₃  = v'(  = 10 бар) = 0,0011274 м³/кг.

Итак, КПД цикла ПТУ с двумя регенеративными подогревателями питательной воды, первым из которых является смесительный, на 2,07% меньше, чем КПД цикла этой же ПТУ для случая, когда первым подогревателем является поверхностный, и даже на 0,83% меньше чем при одном поверхностном подогревателе. Это объясняется тем, что при первом поверхностном подогревателе регенеративный подвод теплоты начинается с температуры 80°С, а при первом смесительном — с температуры 32,9°С. По указанной причине возрастают доли пара, отбираемого на регенеративный подогрев воды (с 0,1562 до 0,1711 на первой ступени подогрева и с 0,1046 до 0,1170 на второй ступени). Сумма долей отбираемого пара увеличивается с 0,2608 до 0,2851, то есть на 9,32%, в связи с чем уменьшается работа цикла.