Regenerační ohřívák
Úlohy a pokusy
Úloha 2 - Změna účinnosti cyklu
V kotli výrobní jednotky je generována pára s tlakem 10 MPa a teplotou 530 °C. V parní turbíně pára expanduje až do tlaku 5 kPa, jemuž odpovídá teplota sytosti přibližně 32,5 °C. Spočtěte termodynamickou účinnost cyklu a porovnejte ji s účinností cyklu se zapojeným regeneračním ohřívákem napájecí vody, který ohřívá vodu jdoucí do kotle na teplotu 140 °C. Odběrová pára má tlak 450 kPa a teplotu 148 °C.
Pro výpočet byly odečteny entalpie z h-s diagramu:
ip = 3 450 kJ/kg – entalpie ostré páry s tlakem 10 MPa a teplotou 530 °C
ie = 2 050 kJ/kg – entalpie emisní páry při tlaku 5 kPa (průsečník s expanzní čárou)
io = 2 610 kJ/kg – entalpie odběrové páry při tlaku 450 kPa (průsečník s expanzní čárou)
Entalpie zkondenzované emisní páry je ik = cv . tk = 4,18 . 32,5 = 135,8 kJ/kg
Teplo přivedené do oběhu: qp = ip – ik = 3450 – 135,8 = 3314,2 kJ/kg
Teplo odvedené z oběhu: qo = ie – ik = 2050 – 135,8 = 1914,2 kJ/kg
Užitečná práce oběhu: A = qp - qo = ip – ie = 3450 – 2050 = 1400 kJ/kg
Účinnost ideálního oběhu: η = A / qp = 1400 / 3314,2 = 0,422
Bilanční rovnice ohříváku: mp . io + mv . cv . tvvst = mp . cv . tpk + mv . cv . tvvyst
Poměr průtoku odběrové páry k průtoku kondenzátu: p = mp / mv
Bilanční rovnice ohříváku: p . io + cv . tvvst = p . cv . tpk + cv . tvvyst
Poměr průtoků: p = cv . (tvvyst - tvvst) / (io - cv . tpk) = 4,18 . (140 – 32,5) / (2610 – 4,18 . 148) = 0,225
Teplo přivedené do oběhu: qp = ip – cv . tnv = 3450 – 4,18 . 140 = 2864,8 kJ/kg
Užitečná práce oběhu: A = qp - qo = p . (ip – io) + (1 - p) . (ip – ie)
= 0,225 . (3450 – 2610) + (1 – 0,225) . (3450 – 2050) = 1273,6 kJ/kg
Účinnost ideálního oběhu s ohřívákem: η = A / qp = 1273,6 / 2864,8 = 0,444
Termodynamická účinnost se zavedením regeneračního ohřevu zvýší o 2,2 %.
0
