Для оцінки ефективності паросилових установок з термодинамічної точки зору обмежимося розглядом ідеального термодинамічної циклу Ренкіна, в якій передбачається, що всі елементи установки працюють ідеально, т. Е. Без втрат теплоти.
На рис. 1 в координатах Т, s показаний ідеальний цикл паросилова установки, що отримав назву цикл Ренкіна. Точка 3 відповідає стану води при виході із змішувача конденсатів. Так як конденсат має температуру насичення, що відповідає тиску пара в деаератори, то точка 3 лежить на нижній прикордонної кривої. Процес стиснення води в насосі через несжимаемости рідини і незмінності температури можна вважати ізохорним і ізотермічним. У координатах Т, s точки 3 і 4 практично збігаються, бо температура і ентропія води в результаті стиснення в насосі залишаються незмінними.
Далі по лінії 4-5 проходить ізобарний процес підігріву води до кипіння.
По лінії 6-1 - процес перегріву пара до потрібної температури. Процес 4-5-6-1 здійснюється в котлоагрегате. Перегріта пара, стан якого характеризується точкою 1, надходить в турбіну, де адіабатно розширюється. Пар характеризується точкою 2.Затем пар конденсується по лінії 2-3 і цикл повторюється знову.
Мал. 1 Ідеальний цикл Ренкіна
Таким чином формула для знаходження циклу Ренкіна набуде вигляду:
Побудова теплофикационного циклу
Побудова циклу теплофікації проводять по T-s діаграмі (рис. 2). Лінію х = 0 (повна конденсація пара) до критичної точки К і лінію х = 1 (насичена водяна пара) будують по табличних даних залежно ентропії води і насиченої пари від температури. Лінію 1-2-3, що характеризує процес охолодження пари в турбіні, будують за значеннями температури і ентропії перегрітої пари в відборах (див. Табл. 1). З точки 3 (пар в конденсаторі) проводять ізотерму ТК до перетину з лінією х = 0 - отримують точку 4 (конденсат в конденсаторі). Потім проводять ізотерму від лінііх = 0 (точка 6) до лінії х = 1 (точка 7). Отримана таким чином лінія 6 - 7 відображає процес випаровування води в парогенераторі. Проводячи ізотерму Т3 і з'єднуючи точки 8 і 2, отримують лінію 2-8-5, що характеризує процес охолодження і конденсації пари в мережевому підігрівачі. Поєднуючи точки 7 і 1, отримують лінію 1-2-3-4-5-6-7-1 - теплофікаційний цикл.
Мал. 2. Побудова циклу теплофікації.
Мережевий підігрівач
Призначення мережевого підігрівача полягає в нагріванні заданого коли-пра мережної води до заданої температури. За параметрами теплоносіїв мережеві підігрівачі працюють в істотно більш складних умовах, ніж конденсатори. Зате об'ємні витрати теплоносіїв, що надходять в підігрівачі, істотно менше і, як результат, їх габарити значно менше, ніж конденсаторів.
Розрахунок мережевого підігрівача проводиться за спрощеною методикою і зводиться до визначення теплообмінної поверхні. Температуру теплоносія, що надходить від споживача тепла приймаємо 40 0 С. Температуру теплоносія, що направляється споживачу тепла приймаємо 80 0 С. За заданим температур теплоносіїв на вході і виході апарату розраховується середній логарифмічний температурний напір. Коефіцієнт теплопередачі можна прийняти за довідковими даними. Середній логарифмічний температурний напір розраховується за формулою:
Витрата мережевого теплоносія визначається за формулою:
Розрахунок теплообмінної поверхні мережевого підігрівача здійснюється за формулою:
За отриманими даними підбирається апарат, відповідний за характеристиками.