Article

4.2. Тепловая экономичность паротурбинной установки с регенеративным циклом

В зависимости от числа ступеней эффективность регенерации растет, то есть ηp приближается к ηр макс, одновременно изменяется от 0 до 1 степень регенерации

σ = (hпв — hк)/(h′ — hк). В первом случае пар на регенеративные подогреватели не подается и hпв = hк, во втором случае hпв = h′ , но это достижимо только при подогреве воды смешением со свежим паром, что также означает отсутствие регенеративного подогрева.

Составим тепловой баланс для 1 кг пара в цикле с регенерацией (без учета влияния питательного насоса, поскольку его значимость в балансе невелика). Тепловой баланс сводится к равенству располагаемой теплоты турбины ho — hпв и работы, произведенной в турбине, суммируемой с отводом теплоты в холодном источнике:

         (4.1)

где hпв, ho и hк — энтальпии питательной воды после системы регенерации и пара перед и после турбины соответственно, кДж/кг; αк, αi — расходы пара в конденсатор и в i-й подогреватель в долях от полного расхода на турбину; hi — энтальпия отборного пара, поступающего в i-й подогреватель, кДж/кг; z — общее число регенеративных подогревателей; αк(ho — hк) — работа пара, поступающего в конденсатор, кДж/кг; αi(ho — hi) — работа отборного пара, производимая в турбине, до его отвода в i-й регенеративный подогреватель; αк(hк — h′ к) — отвод теплоты в холодном источнике.

Из (4.1) следует, что абсолютный термический КПД цикла с регенерацией

             (4.2)

Отношение суммарной работы в турбине и всех потоков пара, отводимых в z регенеративных подогревателей, к работе, производимой потоком пара, доходящим до конденсатора, называется энергетическим коэффициентом

             (4.3)

Кроме того, будем иметь в виду, что КПД простейшего конденсационного цикла, то есть в отсутствие регенерации,

             (4.4)

Тогда (4.2) легко может быть приведено к виду, удобному для анализа:

             (4.5)

Из (4.5) видно, что при Аp>0, то есть для регенеративного цикла, КПД всегда выше, чем при отсутствии регенерации Аp = 0. Чем больше Аp, то есть работа в турбине потоков, отводимых в систему регенерации, тем значительнее отличается КПД регенеративного цикла от КПД простого цикла.