Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Технологическая схема преобразования энергии на ТЭС



Как известно, сегодня основным производителем электрической энергии являются тепловые электрические станции, на которых в России вырабатывается более 60 % электроэнергии. При этом на ТЭС используется органическое топлива: природный и попутный газ, каменный и бурый уголь, мазут и продукты нефтепереработки и другие виды топлива. На паротурбинных электростанциях роторы электрических генераторов приводятся во вращение паровыми турбинами, в которых тепловая энергия пара преобразуется в кинетическую, передаваемую ротору турбины. Таким образом, водяной пар является рабочим телом паротурбинной электростанции. Пар необходимых параметров вырабатывается в котле за счёт теплоты, выделяющейся при сгорании органического топлива.

Необходимо подчеркнуть, что если механическая, электрическая, химическая и другие виды энергии могут полностью превращаться в теплоту, то теплота не может быть полностью превращена в механическую и другие виды энергии, часть её неизбежно должна быть передана холодному источнику.

Преобразование теплоты в механическую работу возможно лишь при наличии разности температур между источником теплоты (горячим источником) и окружающей средой (холодным источником). Рабочее тело (газ или пар) должно совершить между этими источниками круговой процесс (термодинамический цикл), в результате которого оно вновь вернётся в первоначальное состояние.

Такой цикл предложен в середине прошлого века шотландским инженером-физиком У. Ренкиным и называется его именем. Цикл Ренкина в р и v координатах изображён на рисунке 3.1. Здесь р –давление, а v–объем.

Рисунок 3.1. Цикл Ренкина на перегретом паре

 

На тепловых электростанциях для повышения термического КПД цикла Ренкина применяют перегрев пара в специальном элементе котла – пароперегревателе до температуры, превышающей температуру насыщения при данном давлении. Схема установки, в которой реализован этот цикл, показана на рисунке 3.2.

Отработавший пар в конденсаторе полностью конденсируется по изобаре до точки A. Затем вода сжимается адиабатно насосом от давления p2 до p1 и поступает в котёл (точка В), где к ней в изобарном процессе подводится теплота Q1 и вода нагревается до кипения, а затем происходит процесс парообразования и перегрева (точка С). Острый пар поступает далее в турбину, где расширяясь производит полезную работу (точка D).

Рисунок 3.2. Схема тепловой установки, в которой осуществляется цикл

Ренкина на перегретом паре:

1–котел, 2–пароперегреватель, 3–паровая турбина, 4– синхронный генератор,

5– конденсатор, 6–питательный насос.

 

Конденсация пара происходит путем отвода тепла Q2 с циркуляционной водой, в большом количестве пропускаемой через конденсатор. Разность теплоты, полученной от горячего источника Q1, и переданной холодному источнику Q2 определяет полезную работу цикла. Отношение количества теплоты, превращенной в работу, к подведенной теплоте называют термическим КПД цикла ηт

.

Преобразование теплоты в работу неразрывно связано с процессами теплообмена. Теплообмен осуществляется тремя основными способами: теплопроводностью, конвекцией и тепловым излучением.

Теплопроводность представляет собой молекулярный перенос теплоты в телах или между ними. Конвекция происходит в жидкостях и газах. Она состоит в том, что перенос теплоты осуществляется при перемещении объёмов жидкости и газа в пространстве из одной температурной области в другую и сопровождается переносом самой среды.

Тепловое излучение – это процесс распространения теплоты с помощью электромагнитных волн. По природе это явление отлично от теплопроводности и конвекции и связано с двойным превращением энергии – тепловой энергии в лучистую и обратно.

В природе и технике перечисленные выше элементарные процессы теплообмена не обособлены, в чистом виде встречаются редко и обычно происходят совместно.




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.