критический пар

[VADR]

Это у вас котёл к катапульте авианосца? Или струёй пара с таким давлением режут металл?

Я нисколько не сомневаюсь, что существуют и такие давления, и задачи измерения мизерных перепадов на их фоне.

Вообще-то не просто существуют. Это самое обычное явление. Для котлов с рабочим давлением по пару 4 МПа, давление питательной воды нужно порядка 6-6.5 МПа, после ПЭНов - 7-7.5 МПа. Какой диапазон у датчиков должен быть? И эти котлы относятся к категории среднего давления, и сейчас от таких стараются отказаться в пользу тех, у которых рабочее давление 11-14 МПа и выше.

[Универсал]

Ну не знаю. У нас в обслуживании несколько десятков паровых котлов, пар используется в технологии - фармацевтика, пищепром, но нет ни одного, где рабочее давление превышало бы 1 МПа. А есть и 0,07 МПа.
Так что для нас такие давления совсем не обычное явление.
Но вопрос-то собственно не в том. А в принципиальной разнице в цене датчиков давления и датчиков дифференциального давления. Вот что в них такого уникального, объясняющее десятикратную разницу в цене?

[Barsik]

Ну не знаю. У нас в обслуживании несколько десятков паровых котлов, пар используется в технологии - фармацевтика, пищепром, но нет ни одного, где рабочее давление превышало бы 1 МПа. А есть и 0,07 МПа.

В большой энергетике популярны параметры пара 560/240 или около того. Вот к примеру http://www.utz.ru/cgi-bin/catalog/viewp ... &section=1. Это сверхкритический пар. А на закате СССР экспериментировали даже с суперсверхкритическим (емнип 610/320)

[hell_boy]

В большой энергетике популярны параметры пара 560/240 или около того

После этого уже не пар, а что-то вроде плазмы. Плотность этой субстанции достигает предела и уже не увеличивается. С энергетической точки зрения - КПД турбины достигнет максимума.

Отправлено спустя 1 минуту 25 секунд:

Есть у нас пром.панель круче чем iPAD. Картинка не хуже чем у ретины, мультитач и мультизум как на iPAD, при этом прочная и сертифицированная, с кодесисом на борту. Реально классная штука, красивая и мощная. Угадайте, сколько штук продано в России?

Наверное, слабо рекламируете?

[petr2off]

После этого уже не пар, а что-то вроде плазмы. Плотность этой субстанции достигает предела и уже не увеличивается. С энергетической точки зрения - КПД турбины достигнет максимума.

Какая плазма !!! Вы про что ?
Предельное КПД тепловой машины определяется формулой КАРНО (Живший между прочем во времена французской революции, он сейчас наверно в гробу перевернулся) Суть этой формулы - предельный КПД есть (Tн-Тх)/Тн, где Тн - температура нагревателя, Тх - температура холодильника. Повышение КПД тепловой машины сводится либо к повышению нагревателя (540 это предел для паровой турбины, обусловленный фазовыми переходами стали лопаток), у Газовой турбины - он Выше. Поэтому сейчас так популярны ПГУ, они позволяют повысить Тн , более 1000 градусов. Или понижении Тх (как вариант - применение комбинированного цикла, взамен кондиционного (когда мы убираем поток от холодильника). Не надо легенд, читайте термодинамику.

[hell_boy]

Какая плазма !!! Вы про что ?

Сверхкритическая фаза это называется.


Сейчас все паровые турбины большой мощности используют цикл Ренкина

[petr2off]

И что из этого следует ?
Формула Карно действует для любой тепловой машины. Термодинамику цикл Ренкина ни как не отменяет. Он ее составная часть.
Пар сверкритических параметров, это пар. Ни в коем случае не плазма.
Плазма, на всякий случай напомню - это особое состояние вещества (наряду с твердым, жидким и газообразном), основная ее характеристика - срыв электронов, т.е. разрушение атомов. Плазма это ионная каша.
Далее - насчет всех турбин большой мощности - не совсем верно. Например все атомные реакторы большой мощности (см ВВР-1000) работаю на докритических параметрах. Там температура пара даже 400 градусов не достигает, а давление 18Мпа. И это первичный контур. А в турбину идет пар еще более низких параметров. А турбина - как правило 500Мвт - 2 штуки на блок ставят.
К.п.д. турбины (предельное) определяется формулой Карно. Была например в СССР экспериментальная турбина на 600 градусов, заметьте, повышали не давление (от него предельное КПД напрямую не зависит) а температуру. Несколько лет работала, потом разобрали. Пришли у выводу - что путь тупиковый, кпд возросло (в соответствии с формулой Карно) но эксплуатировать было дорого и проблемно.

[hell_boy]

Формула Карно действует для любой тепловой машины.

Формула Карно — теорема геометрии треугольника
Еще раз: термодинамические циклы Карно и Ренкина - это описания разных процессов преобразования тепловой энергии в механическую. Цикл Карно никогда не применяли в реальных тепловых машинах.
Кстати, в середине прошлого века в США увлекались турбинами на парах ртути, КПД которых до сих пор остается недостижимым для пароводяных турбин.

[petr2off]

Формула Карно и цикл Карно это не одно и тоже. Сама работа Карно, основывалась на ложных предпосылках, но вывод был сделан правильный. Циклы (а их довольно много есть, мне например запомнился цикл Отто) это, как справедливо замечено, различные способы преобразования энергии. Но фундаментальная работа Карно говорит о следующем. У тепловой машины есть температура нагревателя и температура холодильника. Процессы могут быть разные, и параметры в точках могут быть разные. Но предельное КПД определяется формулой Карно,т.е. чем больше разница между этими 2-мя температурами, тем больший КПД возможен.
Существенно более высокий КПД Парогазовых установок этим и определяется, Исходная температура весьма велика.

[Jackson]

Кстати, в середине прошлого века в США увлекались турбинами на парах ртути, КПД которых до сих пор остается недостижимым для пароводяных турбин.

Только эксплуатировать их настолько опасно, что поувлекались и плюнули на них в итоге.

[hell_boy]

Есть еще цикл Капицы. http://www.rusphysics.ru/novinki/599/ некоторые утверждения спорные, но в целом - просто интересно.

[Barsik]

Газовой турбины - он Выше. Поэтому сейчас так популярны ПГУ, они позволяют повысить Тн , более 1000 градусов.

Это не совсем так. Точнее, совсем не так. Общий КПД энергоблока ТЭЦ с учетом выработки тепловой энергии может быть чрезвычайно высоким (больше 93%), и уж точно выше чем у парогазового цикла без выработки тепловой энергии. Парогазовый цикл решает другую задачу - позволяет получить больше электрической энергии из одинакового количества топлива, и меньше тепловой.

Только эксплуатировать их настолько опасно, что поувлекались и плюнули на них в итоге.

Это в России по причине общей технологической отсталости. Нашел первую попавшуюся цифру - в мире в 2013 году было 165 суперсверхкритических энергоблоков https://www.powerengineeringint.com/art ... nking.html

[VADR]

Это в России по причине общей технологической отсталости. Нашел первую попавшуюся цифру - в мире в 2013 году было 165 суперсверхкритических энергоблоков

Вообще говоря, там речь шла "немного" о другом:

Кстати, в середине прошлого века в США увлекались турбинами на парах ртути, КПД которых до сих пор остается недостижимым для пароводяных турбин.

[petr2off]

Это не совсем так. Точнее, совсем не так. Общий КПД энергоблока ТЭЦ с учетом выработки тепловой энергии может быть

Боюсь вы очень крупно ошибаетесь. Сравнивать нужно сопоставимые вещи. КПД ПГУ выше кпд чисто паровой турбины, при условии одинаковой выработке электрической и тепловой энергии. Кто Вам сказал, чо ПГУ вырабатывают только электрическую энергию ? Cкажем в последнем нашем проекте САКской ТЭЦ, ПГУ вырабатывает и электрическую и тепловую энергию, причем распределение по электрическим мощностям составляет 1:2, т.е. паровая составляющая генерирует в 2 раза больше электричества чем газовая.
Применяют ПГУ по следующим причинам:
1) КПД ПГУ при равной выработке тепловой и электрической энергии выше.
2) Котел утилизатор, используемый в ПГУ дешевле
3) Маневренные характеристики блока ПГУ выше.

[Barsik]

Боюсь вы очень крупно ошибаетесь.

Как бывший сотрудник одного российского энергетического НИИ, я раньше был в курсе общей тенденции развития в большой энергетике. В то время, когда на Западе ПГУ уже строили, тут это считалось бесперспективным. По нескольким причинам:
- ПГУ в общем сложнее и дороже
- энергетическое газовые турбины были с весьма низким (по нынешним меркам) КПД и надежностью так себе
- получить сравнимый КПД блока можно было путем перехода на суперсверхкритические параметры пара

Собственно по этой причине в России нет приличной газовой турбины сегодня. ГТ-110, на которую купили лицензию у николаевских - это конвертированная в энергетическую корабельная турбина, которая не очень подходит для ПГУ (температура газов на выхлопе - емнип 570 градусов). ГТЭ-150, в доводке которой я участвовал, всех достала (200 часов ресурс камер сгорания) и в конце концов была порезана в металлолом.

А так в общем не возражаю против вышеперечисленного, за исключением пункта 1. Потому как общий КПД блока зависит от того, насколько низкопотенциальное тепло можно отдавать потребителю. Если сравнивать блоки с одинаковыми параметрами тепла, то и общий КПД блока должен быть одинаковым. Только в случае с ПГУ тепла будет меньше.

Вообще говоря, там речь шла "немного" о другом:

Была у нас такая штука в конторе. Правда это был стенд для изучения возможности утилизации геотермального тепла. Небольшой, ртути там тонн 5 было. В центре Питера, недалеко от Лавры

[petr2off]

Я вообще то говоря по образованию теплоэнергетик. Давайте не будем смешивать 2 разные вещи. КПД теплового цикла и режимы работы турбины конденсационный и теплофикационный.

Поэтому сейчас так популярны ПГУ, они позволяют повысить Тн , более 1000 градусов. Или понижении Тх (как вариант - применение комбинированного цикла, взамен кондиционного (когда мы убираем поток от холодильника).

Это цитата из моего сообщения Выше. Давайте ее по полочкам разложу:
1) Предельный КПД любой тепловой машины определяется формулой КАРНО. (Тн-Тх)/Тн.
2) Повысить КПД тепловой машины можно:
А) Повышением Тн (ПГУ - это шаг в этом направлении)
Б) Понижением Тх ( здесь возможности более ограниченные, но опять же ПГУ - фактически снижают Тх путем перевода его в Тн паровой турбины)
С) Использованием комбинированной выработки, когда мы низко потенциальное тепло перебрасываем на потребителя тепла. Хочу заметить, что в режиме комбинированной выработки могут работать как паровые турбины, так и ПГУ. Это следует из того, что ПГУ это газовая турбина + паровая турбина.

Ну и в заключении, скажем мне требуется блок, который выдает 150Мвт электрической энергии и 30 Мвт тепловой. Такой блок можно реализовать с помощью классической теплофикационной турбины и с помощью ПГУ. Так вот, КПД у ПГУ будет выше. Т.е. топлива сжигать нужно будет меньше. Именно потому, что Тн у ПГУ выше.

[Barsik]

Это цитата из моего сообщения Выше.

Собственно вот это мне и непонятно

1) Предельный КПД любой тепловой машины определяется формулой КАРНО. (Тн-Тх)/Тн.

Все так, но имхо в данном случае нельзя подставлять в формулу параметры от разных частей установки. Потому как на графике это будут две разные фигуры, не связанные между собой. Объединять их в одну некорректно (это про ПГУ).

Ну и в заключении, скажем мне требуется блок, который выдает 150Мвт электрической энергии и 30 Мвт тепловой.

При таком соотношении скорее всего ПГУ выгоднее, если тепло - это сетевая вода 70/130 а не пар 440 градусов и 40 атм к примеру.

[petr2off]

Ну да, бинарный цикл имеем, но для его оценки (предельной) вполне можно и за один посчитать. Конечно, формула Карно определяет предельный КПД и цикл Карно он под эту формулу заточен. Т.е. все другие циклы будут хуже. Но в теплоэнергетике тонкости зачастую имеют определяющий эффект. Например, Вы упомянули сумасшедший КПД теплофикационного режима, а между прочим, реальный кпд комбинированной выработки сравнялся с вариантом конденсационная турбина + локальная котельная в 60 - годах. И сейчас (с реальным состоянием наших тепловых сетей, с появившимися малыми котельными) стремительно идем в прошлое...

[hell_boy]

Была у нас такая штука в конторе. Правда это был стенд для изучения возможности утилизации геотермального тепла. Небольшой, ртути там тонн 5 было. В центре Питера, недалеко от Лавры

И-ии, жду продолжения. В Питере много странных мест: как то раз стояли с местным коллегой на трамвайной остановке, вдруг тротуарная плитка резко подпрыгивает и возвращается на место, примерно как 6 баллов по шкале Рихтера. Коллега успокаивает: подземный полигон ГАУ для испытаний, все нормально, такое здесь иногда случается, испытания идут полным ходом, ничего страшного.
В НИИАП (НИИ Азотной Промышленности) была установка по исследованиям свойств плазмы. Там действительно можно было разбрать на ионы составляющие воздуха, воды и метана, получать из этого ценные химпродукты и энергию 25 МВт на тонну продуктов. Была еще проработка теории сероводородной энергетики, где энергия запасалась в виде серной кислоты. Электролиз серной кислоты в отличие от электролиза воды энергетически выгоден. Только для получения заметного экономического эффекта надо было строить атомный реактор внутри химзавода.

[VADR]

В Питере много странных мест: как то раз стояли с местным коллегой на трамвайной остановке, вдруг тротуарная плитка резко подпрыгивает и возвращается на место, примерно как 6 баллов по шкале Рихтера.

Ну, это всё из области высоких материй. Я как-то в давние времена (лет так 20 назад), когда ещё работал оператором котельной (водогрейной в том числе) проводил гидравлические испытания городского контура. Обычная ежегодная процедура. В общем, в процессе работы у меня всего-то стрелка манометра резко упала с 9 атмосфер на 3, а сменщика своего чуть не прибил нечаянно. Он как раз на работу шёл, когда на его пути недалеко от котельной в люке с задвижки башку сорвало и вместе с люком вверх подкинуло. С его слов - был бы ближе - как раз в лоб крышка люка прилетела бы.

Антиоффтоп.
А ещё, если смотреть на все эти котлотурбинные процессы не только с точки зрения теории, надо вспомнить о том, что нехилая часть затрат у конденсатных турбин приходится на охлаждение конденсаторов. Где нет "большой воды" - градирни строят громадные. Так вот количество тепла, которое надо утилизировать (читай - подарить природе) зависит от количества пара и никак не зависит от его параметров на входе в турбину. И получается, что чем выше давление/температура на входе, тем меньше доля такого вот выкинутого тепла относительно выработки турбины.

[Ryzhij]

режимы работы турбины конденсационный и теплофикационный

Теплофикационный режим? Нет, не слышал.
Знаю, что есть турбины типа К и типа П.
Первые работают на разряжение в конденсаторе, а вторые - на противодавление в трубе "мятого" пара.
И это конструктивно разные машины, а не режимы одной и той же.

Где нет "большой воды" - градирни строят громадные. Так вот количество тепла, которое надо утилизировать (читай - подарить природе) зависит от количества пара и никак не зависит от его параметров на входе в турбину.

Вообще-то там всегда есть химводоподготовка котловой воды с экономайзерами ;)
И установки сбора и обработки конденсата тоже там есть.
Поэтому "дарить много тепла природе" не приходится.

[petr2off]

А есть еще турбины типа T - которые работают в теплофикационном режиме, Суть в том, что из отборов турбины пар разбирается на теплообменники, в которых греется вода для теплосетей. Цикл поэтому и называется комбинированый - что энергия получаемая от парогенератора, разделяется на 2 потока электрический и тепловой. Поэтому в маркировки турбин типа Т часто используют 2 цифры - например T-100/120 (100 - в теплофикационном режиме, 120 - в конденсационном). Насчет конструктивно разных - это Вы батенька чуть чуть погорячились. Турбина с противодавлением это просто обрезанная (более примитивная) без цилиндров низкого давления и конденсатора. Уверяю Вас что цилиндр высокого давления противодавленческой турбины конструктивно абсолютно ни чем не отличается от цилиндров турбин К и T.

Где нет "большой воды" - градирни строят громадные. Так вот количество тепла, которое надо утилизировать (читай - подарить природе) зависит от количества пара и никак не зависит от его параметров на входе в турбину.

От количества тепла, которое которое подается на вход турбины, зависит мощность турбины, КПД зависит слабо. И совершенно не имеет значения, каким образом вы пар низкого давления собираетесь конденсировать - в конденсаторе или в градирне. Зависит от температуры этого пара, чем она ниже - тем КПД выше В градирнях как правило это температура выше, потому как они работают при атмосферном давлении, а конденсатор работает под разрежением.

[VADR]

Вообще-то там всегда есть химводоподготовка котловой воды с экономайзерами ;)
И установки сбора и обработки конденсата тоже там есть.

Это всё другая вода :). Химводоподготовка воды - да, делается. И конденсат собитается. А в градирнях остужается другая вода - оборотная, которой охлаждается конденсатор. Для того, чтобы этот конденсатор смог работать при давлении ниже атмосферного. Для того, в частности, чтобы была возможность как можно ниже опустить температуру насыщения (в данном случае - конденсации) воды. Для того, в свою очередь, чтобы как можно больше поднять КПД теплового цикла. Но я немного не о том...

От количества тепла, которое которое подается на вход турбины, зависит мощность турбины, КПД зависит слабо. И совершенно не имеет значения, каким образом вы пар низкого давления собираетесь конденсировать - в конденсаторе или в градирне.

В градирне пар не конденсируется. В градирне оборотная вода охлаждается до как можно более низких температур. А уже оборотной водой охлаждают конденсатор. У меня на предприятии воды - овердохрена (Карелия, водоёмов, простите за каламбур, пруд пруди :) ), поэтому есть возможность взять воду из озера, охладить ей конденсатор, сколько надо - взять подогретую в производство, остальное вернуть природе. Где такой возможности нет - ставят градирни.

[Ryzhij]

Значит, у нас конденсатор неправильный. У нас пониженное давление в конденсаторе обеспечивает струйный насос, а не только холодильник с оборотной водой.

Отправлено спустя 18 минут 3 секунды:

Насчет конструктивно разных - это Вы батенька чуть чуть погорячились. Турбина с противодавлением это просто обрезанная (более примитивная) без цилиндров низкого давления и конденсатора. Уверяю Вас что цилиндр высокого давления противодавленческой турбины конструктивно абсолютно ни чем не отличается от цилиндров турбин К и T.

Автомобили тоже принципиально друг от друга не отличаются, но почему-то Логан не работает в режиме Феррари )))
Так и турбину одного типа нельзя заставить работать в режиме турбины другого типа.

[petr2off]

Значит, у нас конденсатор неправильный. У нас пониженное давление в конденсаторе обеспечивает струйный насос, а не только холодильник с оборотной водой.

Правильный у ВАС конденсатор, просто Вы путаете причину со следствием. Что бы пар конденсировался при низкой температуре, необходимо создать низкое давление. При атмосферном давлении пар конденсируется при 100 градусах цельсия.

Так и турбину одного типа нельзя заставить работать в режиме турбины другого типа

Пример с автомобилями - не убедителен. Давайте не будем приплетать вещи, не относящиеся к делу. Турбины типа Т могут работать как в конденсационном, так и в теплофикационном режиме. Продиводавленческая турбина - это урезанная турбина, из турбины типа К противодавденческую сделать легко, просто это достаточно глупо - хотя по моему преценденты раньше бывали, с трофейными турбинами.