Материал: Теоретические основы теплотехники 1

126

выхода их из строя. Поэтому в установках с высокими параметрами пара приходится применять так называемый промежуточный перегрев пара, что также ведет к повышению КПД установки (рис. 38).

Рис. 38. Схема паросиловой установки с промежуточным перегревом пара:

1 – парогенератор; 2 – пароперегреватель; 3 – турбина высокого давления (ТВД); 4 – турбина низкого давления (ТНД); 5 – конденсатор; 6 – питательный насос; 7 – промежуточный пароперегреватель; 8 – потребитель

В паросиловой установке с промежуточным перегревом пара, после расширения в турбине высокого давления (3) пар отводится в специальный пароперегреватель (7), где он вторично подогревается при давлении ррп до

гретый пар поступает в турбину низкого давления (4), расширяется в ней до конечного давления р2 и уходит в конденсатор (5) (рис. 39).

Влажность пара после турбины при наличии перегрева пара значитель-

но меньше, чем она была бы без него (x1>x2) (рис. 39). Применение промежу-

точного перегрева в реальных условиях дает повышение КПД приблизитель-

127

но на 4 %. Этот выигрыш получается не только за счет повышения относи-

тельного КПД турбины низкого давления, но и за счет повышения суммар-

ной работы расширения пара по турбине низкого и высокого давлений. Дело

ственно турбин высокого и низкого давлений, больше отрезка 1 – e, характе-

ризующего работу расширения в турбине установки, в которой не применя-

ется промежуточного перегрева пара (рис. 39б).

а б

Рис. 39. Процесс расширения пара в установке с промежуточным перегревом

Циклы холодильных установок

Холодильные установки предназначены для охлаждения тел до темпе-

ратуры ниже температуры окружающей среды. Чтобы осуществить такой процесс, необходимо от тела отвести теплоту и передать ее в окружающую среду за счет работы, подводимой извне.

Холодильные установки широко используются в газовой промышлен-

ности при подготовке газа к транспорту в установках комплексной подготов-

ки газа (УКПГ), для охлаждения газа на компрессорных станциях маги-

129

При работе паровой компрессионной холодильной установки компрес-

сор засасывает из испарителя хладоагент в виде влажного насыщенного или сухого насыщенного пара при давлении выше атмосферного ( p1 pо.с ) и от-

рицательной температуре ( t1 0 ) (точка 1), и адиабатически его сжимает

(1–2) до более высокого давления р2. (рис. 40б). В конце сжатия (2) темпера-

тура хладоагента уже положительна и превышает температуру охлаждающей воды, которая в данной установке играет роль окружающей среды (t2 tо.с. ).

При этих параметрах компрессор подает рабочее тело (перегретый пар) в

конденсатор, где охлаждающая вода отнимает от него теплоту перегрева

(2-3) и парообразования (3–4). Вследствие этого пар при давлении

p2 = idem полностью конденсируется (точка 4). Конденсат проходит через вентиль (рис. 40а), в котором он дросселируется в изоэнтальпийном процессе

(h = idem) до давления p1 (4–5) и поступает в испаритель, где испаряется

(5–1), отбирая теплоту от охлаждаемых тел. Затем рабочее тело вновь посту-

пает в компрессор и цикл повторяется.

В установках большой мощности между холодильной камерой (5) и

испарителем (4) циркулирует рассол, отбирающий от охлаждаемых тел в ка-

мере (5) теплоту q2. Эта теплота в испарителе (4) используется для испарения хладоагента. В установках малой мощности, например в домашних холо-

дильниках, испаритель располагается в самой холодильной камере и, надоб-

ность в рассоле отпадает. В диаграмме Т–s значению отводимого от охлажда-

емых тел количеству теплоты q2 в холодильной камере соответствует пло-

щадь с-5-1-а; работе lц, затрачиваемой в компрессоре на сжатие пара, соот-

ветствует площади цикла 1-2-3-4-5-1. Количество теплоты, передаваемое охлаждаемой воде или атмосферному воздуху (q1= q2+ lц), определяется площадью фигуры с-а-1-2-3-4-5-с.

Термодинамическая эффективность холодильных установок определя-

ется холодильным коэффициентом t . Холодильный коэффициент определя-