Примеры решения задач по физике

Цикл ПГУ с высоконапорным парогенератором

В данной схеме ПГУ камера сгорания ГТУ одновременно выполняет функции парового котла (рис. 17.5 и 17.6). Поскольку давление газов в паровом котле намного больше атмосферного (до 10 бар и более), такой котел назвали высоконапорным парогенератором (ВПГ).

 

 

Соотношение расходов газов, выходящих из ГТУ, и водяного пара в ПТУ в данной схеме определяется тепловым балансом ВПГ и ГВП (расход газового рабочего тела принимается равным расходу воздуха):

. (17.12)

Расчет величины удельного расхода газов ГТУ на 1 кг водяного пара ПТУ в соответствии с выражением (17.12) выполняется по уравнению

. (17.13)

Удельная теплота, подведенная к рабочему телу, в ПГУ с НПГ соответствует процессу в ВПГ 2-5 и рассчитывается как

. (17.14)

Остальные расчеты выполняются аналогично расчетам ПГУ с КУ.

Полузависимая ПГУ

Название такой ПГУ характеризует возможность независимой работы ГТУ и ПТУ. Совместная работа ГТУ и ПТУ предполагает использование теплоты уходящих газов ГТУ для нагрева воды ПТУ вместо ее регенеративных подогревателей (рис. 17.7 и 17.8).

 

 

 

Соотношение рабочих тел ГТУ и ПТУ в этой схеме не имеет строго обязательного значения. Необходимым условием ее работоспособности является выполнение теплового баланса газоводяного подогревателя, в котором вода должна нагреваться до состояния насыщения при давлении Р1 и отключенном отборе пара на регенеративный подогреватель ПТУ:

. (17.15)

Нагрев воды в ГВП до такой же температуры, как и в регенеративном подогревателе ПТУ, позволяет отключить регенеративный подогреватель без изменения режима работы парового котла. В такой схеме возможна автономная и совместная работа ГТУ и ПТУ.

Теплота, подведенная к рабочим телам в ПГУ (без учета потерь в паровом котле), определяется как

. (17.16)

Отведенная теплота от рабочих тел ПГУ

. (17.17)

Мощность ПГУ определяется выражением

. (17.18)

КПД ПГУ рассчитывается традиционно:

.

При подключении ГТУ к ПТУ по полузависимой схеме (рис.17.7), в ПТУ возрастает мощность на величину

. (17.19)

Увеличение мощности в ПТУ обусловлено тем, что пар, который ранее использовался для регенеративного подогревателя (D1), в режиме ПГУ вырабатывает электрическую мощность. Поэтому если режим ПГУ рассматривать как режим выработки пиковой мощности, то экономичность выработки пиковой мощности необходимо оценивать пиковым КПД :

. (17.20)

Из выражения (17.20) видно, что пиковый КПД ПГУ больше КПД автономно работающей ГТУ.