ในโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ ไอของของเหลวต่างๆ (น้ำ ปรอท ฯลฯ) จะถูกใช้เป็นของเหลวในการทำงาน แต่ส่วนใหญ่มักจะเป็นไอน้ำ

ในหม้อต้มไอน้ำของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ (1) เนื่องจากการจ่ายความร้อน คำถามที่ 1ที่เกิดจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงในเตาหลอม ไอน้ำจะเกิดขึ้นเมื่อใด ความดันคงที่ หน้า 1(รูปที่ 33) ในเครื่องทำความร้อนยิ่งยวด (2) จะถูกให้ความร้อนเพิ่มเติมและเปลี่ยนเป็นไอน้ำร้อนยวดยิ่ง จากฮีทเตอร์ยิ่งยวด ไอน้ำจะเข้าสู่เครื่องจักรไอน้ำ (3) (เช่น ใน กังหันไอน้ำ) โดยจะขยายไปสู่ความกดดันทั้งหมดหรือบางส่วน หน้า 1พร้อมใบเสร็จรับเงิน งานที่มีประโยชน์ ล 1- ไอน้ำเสียจะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์ของตู้เย็น (4) ซึ่งจะถูกควบแน่นทั้งหมดหรือบางส่วนด้วยแรงดันคงที่ หน้า 2- การควบแน่นของไอน้ำเกิดขึ้นจากการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างไอน้ำไอเสียและสารหล่อเย็นที่ไหลผ่านคอนเดนเซอร์ของตู้เย็น (4)

หลังจากตู้เย็น ไอน้ำควบแน่นจะเข้าสู่ทางเข้าของปั๊ม (5) ซึ่งแรงดันของเหลวจะเพิ่มขึ้น หน้า 2ให้เป็นค่าเดิม หน้า 1หลังจากนั้นของเหลวจะเข้าสู่หม้อต้มไอน้ำ (1) รอบการติดตั้งเสร็จสมบูรณ์ หากการควบแน่นของไอน้ำเสียบางส่วนเกิดขึ้นในตู้เย็น (4) จากนั้นในโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำแทนปั๊ม (5) จะใช้คอมเพรสเซอร์ซึ่งแรงดันของส่วนผสมของไอน้ำและน้ำจะเพิ่มขึ้นด้วย หน้า 2ก่อน หน้า 1- อย่างไรก็ตาม เพื่อลดการทำงานของการบีบอัด แนะนำให้ควบแน่นไอน้ำในคอนเดนเซอร์ให้สมบูรณ์ จากนั้นจึงบีบอัดส่วนผสมของไอน้ำและน้ำ ไม่ใช่ แต่เป็นน้ำที่ออกจากคอนเดนเซอร์ วัฏจักรที่อธิบายไว้ของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำเรียกว่าวัฏจักรแรงคิน (รูปที่ 34)

วงจรแรงคินประกอบด้วยไอโซบาร์ ( 4–1 ) โดยที่ความร้อนถูกส่งไปยังเครื่องทำความร้อน อะเดียแบท ( 1–2 ) การขยายตัวของไอน้ำในกังหันไอน้ำ ไอโซบาร์ ( 2–3 ) การกำจัดความร้อนในตู้เย็น-คอนเดนเซอร์และไอโซคอร์ ( 3–4 ) เพิ่มแรงดันน้ำในปั๊ม เส้น ( 4–ก) บนไอโซบาร์สอดคล้องกับกระบวนการเพิ่มอุณหภูมิของของเหลวหลังปั๊มถึงจุดเดือดที่ความดัน หน้า 1- โครงเรื่อง ( ก-ข) สอดคล้องกับการเปลี่ยนแปลงของของเหลวเดือดเป็นไอน้ำอิ่มตัวแห้งและส่วน ( ข–1) – กระบวนการเพิ่มความร้อนให้กับเครื่องทำความร้อนยวดยิ่งเพื่อแปลงไอน้ำอิ่มตัวแบบแห้งให้เป็นไอน้ำร้อนยวดยิ่ง

ข้าว. 34. วงจรแรงคินในพิกัด พี-วี (ก) และ ที-ส (ข)

งานที่ทำโดยใช้ไอน้ำในกังหันมีค่าเท่ากับความแตกต่างในเอนทาลปีของไอน้ำก่อนและหลังกังหัน

งานที่ใช้ในการอัดน้ำในปั๊มยังถูกกำหนดโดยความแตกต่างในเอนทาลปีของของไหลทำงานที่จุด (4) และ (3)

ในพิกัด ร-วีงานนี้ถูกกำหนดโดยพื้นที่ อี-3-4-เอฟ(รูปที่ 34ก) งานนี้ถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับงานกังหัน

งานที่เป็นประโยชน์ของวงจรเท่ากับงานของกังหันลบงานที่ใช้ในการขับเคลื่อนปั๊ม ดับเบิลยู เอ็น

ปริมาณเฉพาะความอบอุ่น คำถามที่ 1ที่จ่ายในหม้อไอน้ำและซุปเปอร์ฮีตเตอร์ถูกกำหนดจากกฎข้อแรกของอุณหพลศาสตร์ (ไม่มีงานทำ) เนื่องจากความแตกต่างในเอนทาลปีของของไหลทำงานในกระบวนการจ่ายความร้อน

ที่ไหน ชั่วโมง 4– เอนทาลปี น้ำร้อนที่ทางเข้าหม้อต้มไอน้ำด้วยแรงดัน หน้า 2มีค่าเท่ากันในทางปฏิบัติกับเอนทาลปีของน้ำเดือดที่จุด (3)
เหล่านั้น. ชั่วโมง 4 @ ชั่วโมง 3.

โดยการเปรียบเทียบอัตราส่วน เราสามารถกำหนดประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวงจรแรงคินได้ โดยอัตราส่วนของงานที่มีประโยชน์ที่ได้รับในวงจรต่อปริมาณความร้อนที่จ่ายไป

. (309)

อื่น ลักษณะสำคัญพลังไอน้ำ การติดตั้ง– ปริมาณการใช้ไอน้ำเฉพาะ งซึ่งระบุลักษณะปริมาณไอน้ำที่ต้องการในการผลิต 1 กิโลวัตต์ชั่วโมงพลังงาน ( 3600 เจ) และวัดเป็นหน่วย .

การบริโภคที่เฉพาะเจาะจงคู่สกุลเงินในวงจร Rankine มีค่าเท่ากับ

. (310)

ปริมาณการใช้ไอน้ำเฉพาะจะกำหนดขนาดของตัวเครื่อง ยิ่งมีขนาดใหญ่ จะต้องสร้างไอน้ำมากขึ้นเพื่อให้ได้พลังงานเท่าเดิม

วิธีการเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ

ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวงจร Rankine จะต้องไม่เกินแม้ในการติดตั้งที่มีพารามิเตอร์ไอน้ำสูง 50 % - ในการติดตั้งจริงเนื่องจากการมีอยู่จริง การสูญเสียภายในในเครื่องยนต์ค่าประสิทธิภาพยังต่ำกว่าอีกด้วย

มีสองวิธีในการเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ: การเพิ่มพารามิเตอร์ของไอน้ำที่ด้านหน้ากังหันและทำให้วงจรของโรงไฟฟ้าไอน้ำซับซ้อนขึ้น

1 – เครื่องกำเนิดไอน้ำ; 2 – เครื่องทำความร้อนแบบไอน้ำยิ่งยวด; 3 – กังหันไอน้ำ;
4 – ตัวเก็บประจุ; 5 – ปั๊มป้อน; 6 – ผู้บริโภคความร้อน

ทิศทางแรกนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของความร้อนที่ลดลงระหว่างการขยายตัวของไอน้ำในกังหัน ( ชั่วโมง 1 - ชั่วโมง 2) และเป็นผลให้งานเฉพาะและประสิทธิภาพของวงจรเพิ่มขึ้น ในกรณีนี้ความร้อนจะตกคร่อมกังหัน ชั่วโมง 1 - ชั่วโมง 2สามารถเพิ่มได้อีกโดยการลดแรงดันย้อนกลับในคอนเดนเซอร์ที่ติดตั้งเช่น ลดแรงกดดัน ร 2การเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำในลักษณะนี้เกี่ยวข้องกับการแก้ปัญหาทางเทคนิคที่ยากลำบากหลายประการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้วัสดุโลหะผสมสูงและทนความร้อนสำหรับการผลิตกังหัน

ประสิทธิภาพการใช้โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำสามารถเพิ่มขึ้นได้อย่างมากโดยใช้ความร้อนของไอน้ำเสียเพื่อให้ความร้อน การจ่ายน้ำร้อน วัสดุอบแห้ง ฯลฯ เพื่อจุดประสงค์นี้ น้ำหล่อเย็นที่ถูกทำให้ร้อนในคอนเดนเซอร์ (4) (รูปที่ 35) ไม่ได้ถูกโยนลงอ่างเก็บน้ำ แต่ถูกสูบผ่าน การติดตั้งเครื่องทำความร้อน ผู้บริโภคความร้อน (6). ในการติดตั้งดังกล่าว สถานีจะสร้างพลังงานกลในรูปแบบของงานที่มีประโยชน์ ล 1บนเพลากังหัน (3) และความร้อน ถาม ฯลฯเพื่อให้ความร้อน สถานีดังกล่าวเรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อน ( บช- การสร้างพลังงานความร้อนและไฟฟ้าแบบรวมเป็นหนึ่งในวิธีการหลักในการเพิ่มประสิทธิภาพการติดตั้งระบบระบายความร้อน

ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำสามารถเพิ่มขึ้นได้เมื่อเทียบกับวงจรแรงคินโดยใช้สิ่งที่เรียกว่าวงจรการสร้างใหม่
(รูปที่ 36) ในโครงการนี้ ป้อนน้ำเข้าสู่หม้อไอน้ำ (1) ถูกทำให้ร้อนด้วยไอน้ำซึ่งนำมาจากกังหันบางส่วน (3) . ตามโครงการนี้ ไอน้ำที่ผลิตในหม้อไอน้ำ (1) และความร้อนยวดยิ่งในเครื่องทำความร้อนยิ่งยวด (2) จะถูกส่งไปยังกังหัน (3) ซึ่งจะขยายไปสู่ความดันในคอนเดนเซอร์ (4) อย่างไรก็ตาม หลังจากทำงานแล้ว ส่วนหนึ่งของไอน้ำจะออกจากกังหันและถูกส่งไปยังเครื่องทำความร้อนแบบหมุนเวียน (6) , โดยที่จากการควบแน่นจะทำให้น้ำป้อนที่ปั๊ม (5) จ่ายให้ร้อนไปยังหม้อไอน้ำ (1) .

หลังจากเครื่องทำความร้อนแบบรีเจนเนอเรชั่นเอง คอนเดนเสทจะเข้าสู่ทางเข้าปั๊ม (5) หรือคอนเดนเซอร์ 4 ซึ่งจะผสมกับคอนเดนเสทไอน้ำที่ผ่านทุกขั้นตอนของกังหัน ดังนั้นปริมาณน้ำป้อนที่เท่ากันจะเข้าสู่หม้อไอน้ำเมื่อปล่อยออกมาในรูปของไอน้ำ จากแผนภาพ (รูปที่ 37) เห็นได้ชัดว่าไอน้ำทุกกิโลกรัมที่เข้าสู่กังหันจะขยายตัวเนื่องจากแรงดัน หน้า 1ขึ้นอยู่กับความกดดัน หน้า 2,ทำงาน ก 1 =ชั่วโมง 1 -ชั่วโมง 2- คู่ในปริมาณ ( 1 - ก) เศษส่วนของกิโลกรัมจะขยายจนถึงความดันสุดท้าย หน้า 3,ทำงาน ก 2 =ชั่วโมง 2 -ชั่วโมง 3- งานรวมของไอน้ำ 1 กิโลกรัมในวงจรการสร้างใหม่จะเป็น

โดยที่เศษส่วนของไอน้ำที่นำมาจากกังหันและจ่ายให้กับรีเจนเนอเรเตอร์คือ

ข้าว. 37. กราฟการขยายตัวของไอน้ำแบบอะเดียแบติกในกังหันที่มีการสกัดระดับกลาง ( ก) และการเปลี่ยนแปลงปริมาณไอน้ำ ( ข)

สมการแสดงให้เห็นว่าการใช้การนำความร้อนกลับคืนทำให้งานขยายจำเพาะลดลงเมื่อเปรียบเทียบกับวงจรแรงคินที่มีพารามิเตอร์ไอน้ำเท่ากัน อย่างไรก็ตาม การคำนวณแสดงให้เห็นว่างานในวงจรการสร้างใหม่จะลดลงช้ากว่าการใช้ความร้อนเพื่อผลิตไอน้ำเมื่อมีการฟื้นฟู ดังนั้น ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำที่มีการทำความร้อนแบบสร้างใหม่จึงสูงกว่าประสิทธิภาพของวงจรทั่วไปในท้ายที่สุด

การใช้ไอน้ำแรงดันสูงและสูงพิเศษเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการติดตั้งต้องเผชิญกับปัญหาร้ายแรง: ความชื้นในขั้นตอนสุดท้ายของกังหันสูงมากจนลดประสิทธิภาพของกังหันลงอย่างมากทำให้เกิดการกัดเซาะของใบพัด และอาจก่อให้เกิดความล้มเหลวได้ ดังนั้นในการติดตั้งที่มีพารามิเตอร์ไอน้ำสูงจึงจำเป็นต้องใช้สิ่งที่เรียกว่าความร้อนยวดยิ่งระดับกลางของไอน้ำซึ่งจะนำไปสู่การเพิ่มประสิทธิภาพในการติดตั้ง (รูปที่ 38)

ข้าว. 38. โครงการโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำที่มีไอน้ำร้อนยวดยิ่งระดับกลาง:

1 – เครื่องกำเนิดไอน้ำ; 2 – เครื่องทำความร้อนแบบไอน้ำยิ่งยวด; 3 – กังหันแรงดันสูง (HPT); 4 – กังหันแรงดันต่ำ (LPT); 5 – ตัวเก็บประจุ; 6 – ปั๊มป้อน; 7 – ซุปเปอร์ฮีตเตอร์ระดับกลาง; 8 – ผู้บริโภค

ในโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำที่มีไอน้ำร้อนยวดยิ่งปานกลาง หลังจากการขยายตัวในกังหันแรงดันสูง (3) ไอน้ำจะถูกปล่อยลงในเครื่องทำความร้อนยวดยิ่งพิเศษ (7) , โดยให้ความร้อนซ้ำด้วยแรงดัน ร.รถึงอุณหภูมิที่มักจะต่ำกว่าอุณหภูมิเล็กน้อย เสื้อ 1.ไอน้ำร้อนยวดยิ่งเข้าสู่กังหันแรงดันต่ำ (4) และขยายตัวจนถึงแรงดันสุดท้าย หน้า 2และเข้าไปในตัวเก็บประจุ (5) (รูปที่ 39)

ความชื้นของไอน้ำหลังกังหันต่อหน้าไอน้ำร้อนยวดยิ่งนั้นน้อยกว่าที่ควรจะเป็นอย่างมาก ( x 1 > x 2) (รูปที่ 39) การใช้ความร้อนยวดยิ่งยวดกลางในสภาวะจริงช่วยให้ได้ เพิ่มประสิทธิภาพประมาณ 4 % - กำไรที่ได้รับนี้ไม่เพียงแต่เกิดจากการเพิ่มประสิทธิภาพสัมพัทธ์ของกังหันแรงดันต่ำเท่านั้น แต่ยังเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของงานทั้งหมดของการขยายตัวของไอน้ำผ่านกังหันแรงดันต่ำและ ความดันสูง- ความจริงก็คือผลรวมของส่วน และ ซึ่งแสดงลักษณะการทำงานของกังหันแรงดันสูงและต่ำตามลำดับนั้นมากกว่าส่วน 1 –จซึ่งแสดงลักษณะงานการขยายตัวในกังหันของการติดตั้งซึ่งไม่ได้ใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งระดับกลาง (รูปที่ 39 ข).

ข้าว. 39. กระบวนการขยายไอน้ำในการติดตั้งโดยใช้ความร้อนยวดยิ่งระดับกลาง

รอบการทำความเย็น

หน่วยทำความเย็นได้รับการออกแบบเพื่อทำให้ร่างกายเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่ต่ำกว่า สิ่งแวดล้อม- ในการดำเนินการตามกระบวนการดังกล่าว จำเป็นต้องขจัดความร้อนออกจากร่างกายและถ่ายโอนไปยังสิ่งแวดล้อมเนื่องจากงานที่ได้รับจากภายนอก

หน่วยทำความเย็นถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมก๊าซในการเตรียมก๊าซสำหรับการขนส่งในหน่วยบำบัดก๊าซแบบผสมผสาน (CGTU) เพื่อทำความเย็นก๊าซที่สถานีคอมเพรสเซอร์ ท่อส่งก๊าซหลักวางในพื้นที่ชั้นดินเยือกแข็งถาวรระหว่างการประมวลผล ก๊าซธรรมชาติ,เมื่อรับและจัดเก็บก๊าซธรรมชาติเหลว เป็นต้น

ตามทฤษฎีแล้ว วงจรการทำความเย็นที่ทำกำไรได้มากที่สุดคือวงจรคาร์โนต์ย้อนกลับ อย่างไรก็ตาม วัฏจักรการ์โนต์เข้ามา หน่วยทำความเย็นไม่ได้ใช้เนื่องจากความยากลำบากในการออกแบบที่เกิดขึ้นเมื่อใช้วงจรนี้ และนอกจากนี้ ผลกระทบของการสูญเสียงานในเครื่องทำความเย็นจริงที่ไม่สามารถกลับคืนสภาพเดิมได้นั้นยิ่งใหญ่มากจนลบล้างข้อดีของวงจรการ์โนต์

การติดตั้งพลังไอน้ำ

โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ (SPU) ได้รับการออกแบบมาเพื่อผลิตพลังงานไฟฟ้าและไอน้ำที่ใช้สำหรับความต้องการการผลิตของสถานประกอบการอุตสาหกรรม ปัจจุบันโรงงานเคมีขนาดใหญ่และศูนย์อุตสาหกรรมทุกแห่งมีระบบควบคุมของตัวเอง

รูปที่ 20 แสดงแผนผังของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ มหาวิทยาลัยสงขลานครินทร์ประกอบด้วยหม้อต้มไอน้ำ (1.1") กังหันไอน้ำ (2) คอนเดนเซอร์ (3) และปั๊มป้อน (4) หม้อต้มไอน้ำมีความซับซ้อน โครงสร้างทางวิศวกรรม- แผนภาพตามอัตภาพแสดงองค์ประกอบเพียงสองอย่างเท่านั้น - ถังหม้อไอน้ำ (1) และฮีทเตอร์ซุปเปอร์ (1 ")

ข้าว. 20. แผนภาพโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ

การติดตั้งทำงานดังนี้ น้ำป้อน (คอนเดนเสทและน้ำที่ไหลออกจากโรงงาน) จะถูกสูบเข้าไปในถังต้มไอน้ำ (1) ด้วยปั๊ม (4) ในถังซักเนื่องจากความร้อนทางเคมีของเชื้อเพลิงซึ่งถูกเผาในเตาหม้อไอน้ำ (เตาเผาไม่แสดงในรูปที่ 3) และในบางกรณีเนื่องจากศักยภาพพลังงานของแหล่งพลังงานทุติยภูมิที่ติดไฟได้หรือมีอุณหภูมิสูง , น้ำที่ความดันคงที่จะกลายเป็นไอน้ำอิ่มตัวชื้น (X = 0, 9 – 0.95) จากนั้นไอน้ำอิ่มตัวเปียกจะเข้าสู่หม้อไอน้ำซุปเปอร์ฮีตเตอร์ (1") ซึ่งจะถูกทำให้ร้อนยวดยิ่งจนถึงอุณหภูมิที่กำหนด ไอน้ำร้อนยวดยิ่งจะถูกส่งไปยังกังหันไอน้ำ (2) ที่นี่จะขยายตัวแบบอะเดียแบติกเพื่อสร้างงานที่มีประโยชน์ซึ่งถูกเปลี่ยนเป็นไฟฟ้า พลังงานโดยใช้เครื่องกำเนิดไฟฟ้า กังหันสมัยใหม่ มีชุดการสกัดซึ่งส่งไอน้ำไปยังความต้องการทางเทคโนโลยีของโรงงานอุตสาหกรรม หลังจากกังหัน ไอน้ำไอเสียจะถูกส่งไปยังคอนเดนเซอร์ (3) หนึ่ง. เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนแบบเปลือกและท่อโดยมีจุดประสงค์หลักเพื่อสร้างสุญญากาศด้านหลังกังหัน สิ่งนี้นำไปสู่การสูญเสียความร้อนในกังหันที่เพิ่มขึ้น ซึ่งเพิ่มประสิทธิภาพของวงจร PSU ในคอนเดนเซอร์ เนื่องจากการระบายความร้อนจากไอน้ำไอเสียไปยังน้ำหล่อเย็น จึงเกิดการควบแน่น คอนเดนเสทที่ได้จะถูกจ่ายให้กับถังหม้อไอน้ำอีกครั้งโดยปั๊ม (4)

ข้าว. 21. ไซเคิล ม.อ. ในไดอะแกรม P – v และ T – S

ในรูป รูปที่ 21 แสดงวงจร PSU ในแผนภาพ P – υ และ T – S ในแผนภาพเหล่านี้ บรรทัดที่ 1–2–3–4 สอดคล้องกับกระบวนการไอโซบาริกในการผลิตไอน้ำร้อนยวดยิ่งในหม้อต้มไอน้ำ ส่วนที่ 1-2 แสดงลักษณะของกระบวนการให้ความร้อนน้ำป้อนถึงจุดเดือด ส่วนที่ 2-3 สอดคล้องกับกระบวนการก่อตัวของไอน้ำเช่น การเปลี่ยนน้ำเป็นไอน้ำ ส่วนที่ 3-4 อธิบายลักษณะของกระบวนการทำให้ไอน้ำร้อนเกินไป บรรทัดที่ 4-5 สะท้อนถึงกระบวนการอะเดียแบติกของการขยายตัวของไอน้ำในกังหัน ส่วนที่ 5-6 – กระบวนการไอโซบาริกของการควบแน่นของไอน้ำในคอนเดนเซอร์ บรรทัดที่ 6-1 แสดงลักษณะกระบวนการเพิ่มแรงดันน้ำป้อนในปั๊ม กระบวนการเพิ่มแรงดันน้ำในปั๊มเกิดขึ้นจริงที่ อุณหภูมิคงที่และไม่มีการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อม นอกจากนี้ เนื่องจากของเหลวไม่สามารถบีบอัดได้จริง จึงถือได้ว่ามีไอโซคอริก ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ กระบวนการ 6-1 เกิดขึ้นที่ q = 0, T = const, υ = P – υ และ T – S และ S = P – υ และ T – S ดังนั้น เส้นที่ 6-1 ในแผนภาพ T - S ก็เปลี่ยนเป็นจุด

เมื่อวิเคราะห์วัฏจักรของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ จะมีการแนะนำแนวคิดต่อไปนี้:

1. การทำงานทางเทคนิคของกังหัน- งานด้านเทคนิคของกังหันหมายถึงการทำงานของกระบวนการทางอุณหพลศาสตร์ทั้งหมดในวงจร

สำหรับกระบวนการไอโซบาริก 1-4 เรามี:

(7.12)

ในระหว่างกระบวนการขยายตัวแบบอะเดียแบติกของไอน้ำในกังหัน:

ในระหว่างกระบวนการควบแน่นแบบไอโซบาริกในตัวเก็บประจุ:

(7.14)

สำหรับกระบวนการ 6-1 ระบุลักษณะการทำงานทางเทคนิคของปั๊มที่ q = 0

T = const, υ = const และ S = const เราได้

เพราะฉะนั้น:

2. งานวงจร- งานแบบรอบหมายถึงความแตกต่างระหว่างงานด้านเทคนิคของท่อและงานที่ปั๊มใช้ไป

ประเมินประสิทธิภาพของวงจร PSU โดยใช้ค่าสัมประสิทธิ์ การกระทำที่เป็นประโยชน์วงจร มีประสิทธิภาพสัมพัทธ์เชิงความร้อนและภายในของวงจร ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวงจรเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นอัตราส่วนของงานของวงจรต่อความร้อนที่จ่ายจากแหล่งกำเนิดด้านบน การทำงานของวงจรถูกกำหนดโดยสูตร (7.17) แหล่งความร้อนชั้นยอดใน ในกรณีนี้เป็นก๊าซไอเสียที่เกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการเผาไหม้เชื้อเพลิง หรือ H.E.R. อุณหภูมิสูง

ความร้อนจากแหล่งบนไปยังของไหลทำงาน ( คำถามที่ 1) ถูกส่งไปยังหม้อต้มไอน้ำในกระบวนการ 1-2-3-4 ความร้อนนี้มีค่าเท่ากับตัวเลข:

ในกรณีนี้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวงจร PSU สามารถเขียนได้ดังนี้:

(7.19)

ในทางปฏิบัติเมื่อวิเคราะห์การทำงานของ PSU มักใช้สูตรที่ไม่คำนึงถึงการทำงานของปั๊มเนื่องจากมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับงานทางเทคนิคของวงจร:

(7.20)

โดยที่ Δh คือการสูญเสียความร้อนในกังหัน

ในวงจร PSU จริง กระบวนการขยายตัวแบบอะเดียแบติกในหัวฉีดกังหันไอน้ำไม่สามารถย้อนกลับได้ การกลับไม่ได้นั้นสัมพันธ์กับการเพิ่มขึ้นของเอนโทรปี ดังนั้นการสูญเสียความร้อนที่เกิดขึ้นจริง Δh วันน้อยกว่าทางทฤษฎี ∆ชม- ในรูป 22 แสดงการสูญเสียความร้อนทั้งทางทฤษฎีและตามจริงในกังหันไอน้ำในแผนภาพ h - S

ข้าว. 22. การแสดงการสูญเสียความร้อนในกังหันในรูปแบบกราฟิกบนแผนภาพ h – S

ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวงจร PSU จริงถูกกำหนดโดยการแสดงออก

ประสิทธิภาพของวงจร Rankine แม้ในการติดตั้งที่มีพารามิเตอร์ไอน้ำสูง จะต้องไม่เกิน 50% ในการติดตั้งจริง เนื่องจากมีการสูญเสียภายในกังหัน ค่าประสิทธิภาพจึงยิ่งต่ำลงอีก

ค่าเอนทาลปีที่รวมอยู่ในนิพจน์ (9) ได้รับอิทธิพลจากพารามิเตอร์สามตัวของของไหลทำงาน—ความดันเริ่มต้น ร 1 และอุณหภูมิเริ่มต้น ต 1 ไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่ทางเข้ากังหันและแรงดันสุดท้าย ร 2 ที่ทางออกกังหัน สิ่งนี้นำไปสู่การถ่ายเทความร้อนที่เพิ่มขึ้น และเป็นผลให้งานเฉพาะและประสิทธิภาพของวงจรเพิ่มขึ้น

นอกจากการเปลี่ยนแปลงพารามิเตอร์ไอน้ำแล้ว ยังสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำได้ด้วยการทำให้วงจรการติดตั้งซับซ้อนขึ้น

จากข้อมูลข้างต้น มีการระบุวิธีการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อนดังต่อไปนี้

1. การเพิ่มความดันเริ่มต้น p 1 โดยมีพารามิเตอร์ไม่เปลี่ยนแปลง ต 1 และ ร 2 (รูปที่ 15, ก- แผนภาพแสดงวัฏจักรแรงคินที่ความดันสูงสุด ร 1 และ ร 1a > ร 1. การเปรียบเทียบวัฏจักรเหล่านี้แสดงให้เห็นว่ามีความกดดันเพิ่มขึ้น ร 1กการเปลี่ยนแปลงความร้อนมี มูลค่าที่สูงขึ้น, มากกว่า และปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าลดลง การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบพลังงานของวงจรดังกล่าวพร้อมกับแรงกดดันที่เพิ่มขึ้น ร 1 เพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อน วิธีนี้ทำให้ประสิทธิภาพของวงจรเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ แต่เป็นผลจากการเพิ่มขึ้น ร 1 (ความดันในโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำสามารถสูงถึง 30 ata) ความชื้นของไอน้ำที่ออกจากกังหันจะเพิ่มขึ้น ซึ่งทำให้เกิดการกัดกร่อนของใบพัดกังหันก่อนเวลาอันควร

2. อุณหภูมิเริ่มต้นเพิ่มขึ้น T 1 โดยมีพารามิเตอร์ไม่เปลี่ยนแปลง ร 1 และ ร 2 (รูปที่ 15, ข- การเปรียบเทียบรอบในแผนภาพที่อุณหภูมิ ต 1 และ ต 1a > ต 1 คุณจะเห็นว่าความแตกต่างของเอนทาลปีเพิ่มขึ้นในระดับที่มากกว่าความแตกต่าง เนื่องจากไอโซบาร์ไหลชันมากกว่าไอโซบาร์ ด้วยการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวในความต่างเอนทาลปีที่เพิ่มขึ้น อุณหภูมิสูงสุดประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวงจรเพิ่มขึ้น ข้อเสียของวิธีนี้คือ Superheater ต้องใช้โลหะทนความร้อน อุณหภูมิของไอน้ำร้อนยวดยิ่งสามารถสูงถึง 650 °C

3. ความดันเพิ่มขึ้นพร้อมกัน p 1 และอุณหภูมิ T 1 ที่ความดันคงที่ ร 2. โปรโมชั่นเป็น ร 1 และ ต 1 เพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อน ผลกระทบต่อปริมาณความชื้นของไอน้ำเมื่อสิ้นสุดการขยายตัวนั้นตรงกันข้าม โดยเพิ่มขึ้น ร 1 มันเพิ่มขึ้น และเพิ่มขึ้นด้วย ต 1 – ลดลง ท้ายที่สุดแล้ว สถานะของไอน้ำจะถูกกำหนดโดยระดับการเปลี่ยนแปลงของปริมาณ ร 1 และ ต 1 .

4. ความดันลดลง p 2 ที่พารามิเตอร์คงที่ ต 1 และ ร 1 (รูปที่ 15, วี- โดยมีการลดลง ร 2 ระดับการขยายตัวของไอน้ำในกังหันเพิ่มขึ้นและงานด้านเทคนิคเพิ่มขึ้น ∆ ล = ลก – ล- ในกรณีนี้ปริมาณความร้อนที่ถูกกำจัดออกไป น้อยกว่า (ไอโซบาร์ที่ความดันต่ำกว่าจะราบเรียบกว่า) และปริมาณความร้อนที่ป้อนเข้าจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณ - เป็นผลให้ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวงจรเพิ่มขึ้น ลดความดัน ร 2 สามารถทำได้ที่อุณหภูมิทางออกของคอนเดนเซอร์ อุณหภูมิเท่ากันสิ่งแวดล้อมแต่ในขณะเดียวกัน อุปกรณ์ควบแน่นคุณจะต้องสร้างสุญญากาศ เนื่องจากอุณหภูมิจะสัมพันธ์กับความดัน ร 2 = 0.04 เอต้า

5. การใช้ความร้อนยวดยิ่งด้วยไอน้ำรอง (กลาง)(รูปที่ 15, ช- แผนภาพแสดงเส้นตรง 1 –2 แสดงการขยายตัวของไอน้ำจนถึงระดับความดันหนึ่ง ร 1กในกระบอกสูบแรกของเครื่องยนต์ไลน์ 2–1 ก–– ความร้อนยวดยิ่งที่สองของไอน้ำที่ความดัน ร 1กและตรง 1 ก–2 ก–– การขยายตัวแบบอะเดียแบติกของไอน้ำในกระบอกสูบที่สองจนถึงแรงดันสุดท้าย ร 2 .

ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวงจรดังกล่าวถูกกำหนดโดยการแสดงออก

การใช้ไอน้ำร้อนยวดยิ่งที่สองทำให้ความชื้นของไอน้ำที่ทางออกของกังหันลดลงและเพิ่มขึ้นเล็กน้อย งานด้านเทคนิค- เพิ่มประสิทธิภาพ ในรอบนี้ไม่มีนัยสำคัญเพียง 2-3% และโครงการดังกล่าวต้องการการออกแบบกังหันไอน้ำที่ซับซ้อนมากขึ้น

6. การประยุกต์ใช้วงจรการฟื้นฟู- ในวงจรการสร้างใหม่ น้ำป้อนหลังจากปั๊มจะไหลผ่านรีเจนเนอเรเตอร์หนึ่งตัวขึ้นไป ซึ่งจะถูกให้ความร้อนด้วยไอน้ำ ซึ่งบางส่วนจะถูกนำไปใช้หลังจากการขยายตัวในบางขั้นตอนของกังหัน (รูปที่ 16)

ข้าว. 15. วิธีเพิ่มประสิทธิภาพเชิงความร้อน วงจรแรงคิน

ข้าว. 16. แผนผังการดำเนินงานของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ

ตามวงจรการสร้างใหม่:

1 –– หม้อไอน้ำ; 2 –– เครื่องทำความร้อนแบบไอน้ำยิ่งยวด; 3 -- กังหันไอน้ำ; 4 –– เครื่องกำเนิดไฟฟ้า; 5 –– คอนเดนเซอร์เย็น; 6 –– ปั๊ม; 7 –– เครื่องกำเนิดใหม่; α คือส่วนแบ่งของการสกัดด้วยไอน้ำ

ปริมาณไอน้ำที่ใช้จะถูกกำหนดจากสมการ สมดุลความร้อนสำหรับรีเจนเนอเรเตอร์

โดยที่เอนทาลปีของคอนเดนเสทที่ความดันไอจำกัดคือที่ไหน ร 2 ; –– เอนทาลปีของไอน้ำที่นำมาจากกังหัน –– เอนทาลปีคอนเดนเสทที่ความดันการสกัดด้วยไอน้ำ

งานที่มีประโยชน์ของไอน้ำ 1 กิโลกรัมในกังหันจะถูกกำหนดโดยสูตร:

ปริมาณความร้อนที่ใช้ต่อไอน้ำ 1 กิโลกรัม คือ

แล้วประสิทธิภาพเชิงความร้อน จะพบในวงจรการเกิดใหม่

.

การศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับวงจรการสร้างใหม่แสดงให้เห็นว่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนของมันอยู่ที่ มากกว่าประสิทธิภาพเชิงความร้อนเสมอ วงจรแรงคินที่มีพารามิเตอร์เริ่มต้นและพารามิเตอร์สุดท้ายเหมือนกัน เพิ่มประสิทธิภาพ เมื่อใช้การฟื้นฟูจะเป็น 10–15% และเพิ่มขึ้นตามปริมาณการสกัดไอน้ำที่เพิ่มขึ้น

7. การประยุกต์ใช้วงจรการทำความร้อน- วงจรการทำความร้อนใช้ความร้อนที่ปล่อยออกมาจากไอน้ำไปยังน้ำหล่อเย็น ซึ่งโดยปกติจะใช้ใน ระบบทำความร้อนในระบบจ่ายน้ำร้อนและเพื่อวัตถุประสงค์อื่น ในกรณีนี้ ความร้อน q 1 ที่จ่ายให้กับของไหลทำงานสามารถกระจายไปยังองศาที่แตกต่างกันเพื่อให้ได้งานด้านเทคนิคและการจ่ายความร้อน ในวงจรการทำความร้อน (รูปที่ 17) ไฟฟ้าส่วนหนึ่งจะไม่ได้รับการประมวลผลเนื่องจากผู้บริโภคใช้ความร้อนส่วนหนึ่งของไอน้ำที่นำมาจากกังหัน

ข้าว. 17. แผนผังโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำที่ดำเนินการตาม

วงจรการทำความร้อน:

1 –– หม้อไอน้ำ; 2 –– เครื่องทำความร้อนแบบไอน้ำยิ่งยวด; 3 -- กังหันไอน้ำ; 4 –– เครื่องกำเนิดไฟฟ้า; 5 –– คอนเดนเซอร์เย็น; 6 –– ปั๊ม; 7 –– ผู้บริโภคความร้อน

ปริมาณความร้อนที่ได้รับจากของไหลทำงานจะถูกแปลงบางส่วนเป็นงานที่มีประโยชน์ของใบพัดกังหันและนำไปใช้บางส่วนเพื่อจุดประสงค์ในการจ่ายความร้อนให้กับผู้บริโภค เนื่องจากงานทั้งสองมีประโยชน์ ประสิทธิภาพเชิงความร้อนจึงสูญเสียความหมาย

ประสิทธิภาพ วงจรการทำความร้อนจะถูกกำหนด

.

เนื่องจากมีการผลิตผลิตภัณฑ์สองประเภทในวงจรการทำความร้อน (ไฟฟ้าและความร้อน) จึงจำเป็นต้องแยกแยะระหว่างประสิทธิภาพภายในสำหรับการผลิตความร้อนและประสิทธิภาพเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักสำหรับการผลิตไฟฟ้าและความร้อน แต่ละคน เท่ากับหนึ่งเนื่องจากไม่มีการขาดทุนภายในวงจร

ในความเป็นจริงประสิทธิภาพ วงจรการทำความร้อนไม่สามารถเท่ากับความสามัคคีได้ เนื่องจากมีการสูญเสียทางกลในกังหันและการสูญเสียทางไฮดรอลิกในระบบจ่ายความร้อนอยู่เสมอ

โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำ(ม.อ.) มีความซับซ้อน อุปกรณ์พลังงานซึ่งใช้ไอน้ำเป็นสารทำงาน รู้จักวงจร PSU ต่างๆ รวมถึงวงจร Carnot ซึ่งดังแสดงใน Chap 4 คือประสิทธิภาพเชิงความร้อนสูงสุดของรอบที่เป็นไปได้ทั้งหมดในช่วงอุณหภูมิที่กำหนด ข้อดีของไอน้ำก็คือในระหว่างกระบวนการกลายเป็นไอ ความร้อนสามารถถูกส่งไปยังไอโซเทอร์มและความร้อนยังสามารถถูกกำจัดออกไปตามไอโซเทอร์มระหว่างการควบแน่น หากกระบวนการจ่ายความร้อนไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนเฟส ในทางเทคนิคแล้วเป็นเรื่องยากมากที่จะดำเนินการอย่างเคร่งครัดที่อุณหภูมิคงที่ อาจเป็นที่ถกเถียงกันอยู่ว่าในทางเทคนิคแล้ว วัฏจักรคาร์โนต์จะเกิดขึ้นได้ในบริเวณที่มีไอน้ำเปียกเท่านั้น

ในการทำเช่นนี้ควรส่งของเหลวซึ่งอยู่ในสถานะอิ่มตัว (เล่ม 7 รูปที่ 8.1) ไปยังเครื่องกำเนิดไอน้ำซึ่งความร้อนจะถูกส่งไปยังของเหลวเช่นจากผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงอินทรีย์ หรือออกในระหว่าง ปฏิกิริยานิวเคลียร์- ในบริเวณที่มีไอน้ำเปียก ไอโซเทอร์มและไอโซบาร์จะตรงกัน ดังนั้นกระบวนการเดือดไอโซบาริกในเครื่องกำเนิดไอน้ำจึงเกิดขึ้นที่อุณหภูมิคงที่เช่นกัน จากเครื่องกำเนิดไอน้ำ ไอน้ำอิ่มตัวแบบแห้ง (เช่น 2) ส่งไปเพื่อขยายอะเดียแบติกไปยังแรงดันคอนเดนเซอร์

ข้าว. 8.1.

(ท. 3 ) ในเครื่องจักรไอน้ำ - เครื่องยนต์ไอน้ำแบบลูกสูบหรือกังหันไอน้ำ ในคอนเดนเซอร์ ความร้อนจะถูกกำจัดออกจากไอน้ำเสียที่ความดันคงที่และอุณหภูมิคงที่ และไอน้ำจะควบแน่นแต่ไม่ทั้งหมด (เช่น 4) ตัวเก็บประจุ -นี้ เครื่องแลกเปลี่ยนความร้อนซึ่งในสิ่งที่เรียกว่า น้ำหมุนเวียนซึ่งจะขจัดความร้อนที่เกิดจากไอน้ำระหว่างการควบแน่นที่พื้นผิวด้านนอกของท่อ ไอเปียกหลังจากที่คอนเดนเซอร์เข้าสู่ลูกสูบไอน้ำหรือใบพัดคอมเพรสเซอร์และถูกบีบอัดแบบอะเดียแบติกจนถึงสถานะของน้ำอิ่มตัวรวมถึง 1.

ประสิทธิภาพเชิงความร้อนของวัฏจักรคาร์โนต์ในบริเวณไอน้ำเปียก

ประสิทธิภาพนี้เป็นค่าสูงสุดที่เป็นไปได้สำหรับรอบการทำงานใดๆ ที่ดำเนินการในช่วงอุณหภูมิ ที (_2และ ก 3_4

น่าเสียดายที่ไม่สามารถลดอัตราส่วนได้ตามอำเภอใจ

วิธีเพิ่มประสิทธิภาพ สำหรับไอน้ำขีดจำกัดตามธรรมชาติสำหรับ ที (_2เป็น ที ซีอาร์ = 647 K และสำหรับอุณหภูมิการควบแน่นขีด จำกัด ล่างคืออุณหภูมิของสภาพแวดล้อมที่ต้องกำจัดความร้อน - G 3 _ 4 > 300 K ดังนั้น

ประสิทธิภาพประสิทธิผลที่แท้จริงของวงจรที่กำลังพิจารณาจะลดลงอย่างมาก เนื่องจากการขยายตัวและโดยเฉพาะอย่างยิ่งการบีบอัดไอน้ำเปียกจะมาพร้อมกับการสูญเสียพลังงานจำนวนมาก นอกจากนี้ เครื่องอัดอะเดียแบติกของไอน้ำเปียกซึ่งต้องทำงานเป็นเครื่องอัดไอน้ำก่อนโดยอัดไอน้ำด้วยความเร็วค่อนข้างมาก ระดับสูงแห้งแล้วเหมือนปั๊มต้องมีด้วย การออกแบบที่ซับซ้อนและไม่สามารถเชื่อถือได้และราคาถูก

ควรสังเกตว่าการใช้อุณหภูมิ 7\_ 2 ใกล้เคียงกับ ต kr ส่งผลให้งานที่เป็นประโยชน์ที่เกิดจากไอน้ำ 1 กิโลกรัมในหนึ่งรอบลดลง เพื่อยืนยันสิ่งนี้ ก็เพียงพอที่จะเปรียบเทียบพื้นที่ต่างๆ 1-2-3-4i G-2"-3"-4"ในรูป 8.1.

ข้อเสียที่ระบุไว้ของวัฏจักรคาร์โนต์นั้นมีอยู่ในวัฏจักรคาร์โนต์โดยธรรมชาติและเป็นอุปสรรคต่อวัฏจักรการ์โนต์ การใช้งานจริง- ในเวลาเดียวกัน การปรับปรุงเล็กน้อยในวงจรที่พิจารณาซึ่งเสนอโดย William John McQuarne Rankine (1820-1872) ทำให้กลายเป็นวงจรที่มากกว่า 80% ของไฟฟ้าทั้งหมดที่ผลิตบนโลกถูกสร้างขึ้นที่โรงไฟฟ้าพลังความร้อนและนิวเคลียร์

สมดุลพลังงานของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำกับกังหันแสดงไว้ในรูปที่ 1 519 พระองค์ทรงเป็นแบบอย่าง; ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำอาจสูงขึ้นอีก (สูงถึง 27%) การสูญเสียพลังงานที่เกิดขึ้นระหว่างการทำงานของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำสามารถแบ่งได้เป็นสองส่วน การสูญเสียส่วนหนึ่งเกิดจากการออกแบบที่ไม่สมบูรณ์ และสามารถลดลงได้โดยไม่ต้องเปลี่ยนอุณหภูมิในหม้อไอน้ำและคอนเดนเซอร์ ตัวอย่างเช่น การจัดฉนวนกันความร้อนของหม้อไอน้ำขั้นสูงขึ้น ก็สามารถลดการสูญเสียความร้อนในห้องหม้อไอน้ำได้ ส่วนที่สองที่ใหญ่กว่ามาก - การสูญเสียความร้อนที่ถ่ายโอนไปยังน้ำหล่อเย็นคอนเดนเซอร์กลายเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้โดยสิ้นเชิงที่อุณหภูมิที่กำหนดในหม้อไอน้ำและคอนเดนเซอร์ เราได้ระบุไว้แล้ว (§ 314) ว่าเงื่อนไขในการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อนไม่เพียงได้รับความร้อนจากเครื่องทำความร้อนจำนวนหนึ่งเท่านั้น แต่ยังรวมถึงการถ่ายโอนความร้อนบางส่วนไปยังตู้เย็นด้วย

ประสบการณ์ทางวิทยาศาสตร์และทางเทคนิคที่กว้างขวางในการออกแบบเครื่องยนต์ความร้อนและการศึกษาเชิงทฤษฎีเชิงลึกเกี่ยวกับสภาพการทำงานของเครื่องยนต์ความร้อนได้พิสูจน์แล้วว่าประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนขึ้นอยู่กับความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างเครื่องทำความร้อนและตู้เย็น ยิ่งความแตกต่างนี้มากเท่าใด ประสิทธิภาพของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น (แน่นอนว่า โดยมีเงื่อนไขว่าความไม่สมบูรณ์ทางเทคนิคทั้งหมดในการออกแบบที่กล่าวมาข้างต้นจะถูกกำจัดออกไป) แต่หากความแตกต่างนี้มีขนาดเล็ก แม้แต่เครื่องจักรที่ทันสมัยที่สุดก็ไม่สามารถให้ประสิทธิภาพที่มีนัยสำคัญได้ การคำนวณทางทฤษฎีแสดงให้เห็นว่าหากอุณหภูมิทางอุณหพลศาสตร์ของเครื่องทำความร้อนเท่ากับ และตู้เย็นเท่ากับ

ข้าว. 519. สมดุลพลังงานโดยประมาณของโรงไฟฟ้าพลังไอน้ำกับกังหัน

ตัวอย่างเช่น ในเครื่องจักรไอน้ำ ไอน้ำซึ่งมีอุณหภูมิ 100 (หรือ 373) ในหม้อต้ม และ 25 (หรือ 298) ในตู้เย็น ประสิทธิภาพไม่สามารถจะมากไปกว่านี้ได้ เช่น 20% (ในทางปฏิบัติ เนื่องจากความไม่สมบูรณ์ของอุปกรณ์ ประสิทธิภาพของการติดตั้งดังกล่าวจะลดลงอย่างมาก) ดังนั้นเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนจึงจำเป็นต้องเคลื่อนย้ายไปยังอุณหภูมิที่สูงขึ้นในหม้อไอน้ำและดังนั้นจึงต้องใช้แรงดันไอน้ำที่สูงขึ้น ต่างจากสถานีก่อนหน้านี้ซึ่งทำงานที่ความดัน 12-15 atm (ซึ่งสอดคล้องกับอุณหภูมิไอน้ำ 200) โรงไฟฟ้าพลังไอน้ำสมัยใหม่เริ่มติดตั้งหม้อไอน้ำขนาด 130 atm ขึ้นไป (อุณหภูมิประมาณ 500)

แทนที่จะเพิ่มอุณหภูมิในหม้อต้มน้ำ ก็เป็นไปได้ที่จะลดอุณหภูมิในคอนเดนเซอร์ลงได้ อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้กลับกลายเป็นว่าเป็นไปไม่ได้เลย อย่างมาก แรงกดดันต่ำความหนาแน่นของไอต่ำมากและอยู่ที่ ปริมาณมากไอน้ำที่ไหลผ่านในหนึ่งวินาทีโดยกังหันอันทรงพลัง ปริมาตรของกังหันและคอนเดนเซอร์จะต้องมีขนาดใหญ่มาก

นอกเหนือจากการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องยนต์ความร้อนแล้ว คุณยังสามารถใช้เส้นทางของการใช้ "ของเสียความร้อน" เช่น ความร้อนที่ถูกกำจัดออกไปโดยการระบายความร้อนด้วยน้ำที่คอนเดนเซอร์

ข้าว. 520. สมดุลพลังงานโดยประมาณของโรงไฟฟ้าพลังความร้อน

แทนที่จะปล่อยน้ำร้อนคอนเดนเซอร์ลงแม่น้ำหรือทะเลสาบ สามารถนำน้ำร้อนผ่านท่อทำความร้อนน้ำร้อนโดยตรง หรือใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมในอุตสาหกรรมเคมีหรือสิ่งทอ นอกจากนี้ยังสามารถขยายไอน้ำในกังหันให้มีแรงดันเพียง 5-6 atm เท่านั้น ในเวลาเดียวกัน ไอร้อนมากจะออกมาจากกังหัน ซึ่งสามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์ทางอุตสาหกรรมหลายประการ

สถานีที่ใช้ความร้อนเหลือทิ้งไม่เพียงแต่จ่ายให้กับผู้บริโภคเท่านั้น พลังงานไฟฟ้าได้มาจากงานเครื่องกล แต่ยังมาจากความร้อนด้วย เรียกว่าโรงไฟฟ้าพลังความร้อนร่วม (CHP) สมดุลพลังงานโดยประมาณของโรงไฟฟ้าพลังความร้อนจะแสดงในรูปที่ 1 520.