Теплофикационные циклы паросиловых установок.

Для того чтобы иметь возможность использовать теплоту, отдаваемую конденсирующимся паром, нужно увеличить давление в конденсаторе, т.е. увеличить температуру, при которой конденсируется этот пар. Повышение нижней температуры цикла приведет к некоторому уменьшению термического КПД и, следовательно, к уменьшению выработки электроэнергии при тех же, что и раньше, затратах топлива. Поэтому с точки зрения экономичности собственно цикла такая операция является невыгодной. Однако возможность получения больших количеств теплоты для технологических и бытовых нужд за счет некоторого сокращения выработки электроэнергии оказывается весьма выгодной (избавляет от необходимости сооружать специальные отопительные котельные, как правило, небольшие, имеющие сравнительно невысокий КПД и поэтому требующие повышенного расхода топлива, а также нерационально использующие теплоту высокого температурного потенциала при сжигании топлива для нагрева низкотемпературного рабочего тела, что невыгодно из-за уменьшения работоспособности системы).

Комбинированную выработку на электростанциях электроэнергии и теплоты называют теплофикацией, а турбины, применяемые на таких электростанциях, — теплофикационными.

Тепловые электростанции, осуществляющие комбинированную выработку электроэнергии и теплоты, называют теплоэлектроцентралями (ТЭЦ) в отличие от чисто конденсационных электростанций (КЭС), производящих только электроэнергию.

Цикл теплофикационной паросиловой установки изображен в Т, s-диаграмме на рис. 11.37. В этой диаграмме работа цикла, как обычно, изображается площадью 1-2-3-5-4-6-1, а площадь А-3-2-В-А представляет собой теплоту q2, отданную внешнему потребителю.

 Для характеристики экономичности работы ТЭЦ применяется так называемый коэффициент использования теплоты K, определяемый как отношение суммы полезной работы, произведенной в цикле, lэ и теплоты q2, отданной внешнему потребителю, к количеству теплоты q1, выделившейся при сгорании топлива:

Значение K тем ближе к единице, чем совершеннее установка, т.е. чем меньше потери теплоты в котлоагрегате и паропроводе, механические потери в турбине, механическиe и электрические потери в электрогенераторе.

14. Цикл термоэлектрической установки.

Эффект, существо которого состоит в следующем: в электрической цепи, составленной из двух разнородных проводников, возникает разность электрических потенциалов, если точки спаев этих двух проводников помещены в среды с разными температурами (рис. 12.1). Эта разность потенциалов носит название термоэлектродвижущей силы (термоЭДС); электрическую цепь, в которой возникает термоЭДС, называют термоэлектрической цепью, а материалы, из которых составлена термоэлектрическая цепь, — термоэлектродами.

При этом разность потенциалов оказывается пропорциональной разности температур спаев термоэлектрической цепи:       

                                 (12.1)

или в дифференциальной форме

                                 

                                 (12.1а)

где Е — термоЭДС; α — коэффициент пропорциональности.

При этом количество теплоты Q, поглощаемой или выделяющейся в спае, оказывается пропорциональным силе тока I:

Q = ΠI, где П - коэффициент Пельтье                                                                                                                 Q = αTI

ТермоЭДС, возникающая в цепи, в соответствии с уравнением (12.2) равна ΔE = α(Т1 – Т2) , где Т1 и Т2 — температуры спаев, Т1 > Т2. Если эта цепь замкнута на какое-либо внешнее сопротивление, то в цепи течет ток I. При этом в соответствии с уравнением (12.5) горячий спай поглощает из горячего источника теплоту:

 

а холодный спай выделяет и передает холодному источнику теплоту

 

Количество теплоты Q1, отбираемой из горячего источника, равно:

 

                                                            работа, отдаваемая внешнему потребителю

КПД термоэлектрогенератора.

 

Возможно, некоторое недоумение может вызвать то обстоятельство, что в данном случае при рассмотрении теплосилового цикла мы не обращаемся к Т, s-диаграмме и даже не упоминаем о том, из каких процессов, совершаемых рабочим телом, состоит этот цикл. Более того, не ясно, что является рабочим телом термоэлектрогенератора. Поэтому поводу следует заметить, что термоэлектрический генератор, так же как и рассматриваемый в следующем параграфе термоэлектронный преобразователь, занимает особое место среди тепловых машин. Дело в том, что «рабочим телом» термоэлектрического генератора является движущийся по термоэлектрической цепи поток электронов (электронный газ). С его помощью и осуществляется преобразование в электроэнергию части теплоты, отбираемой из горячего источника.

1234567Следующая ⇒

Поделиться: