Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Тамбовский Государственный Университет им. Г.Р. Державина

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

тгвс оригинал.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.03.2025

Размер:

1.35 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 87 8 > Следующая >>>

Давления

	5	6,2	7	8	9
	0,374	0,412	0,432	0,454	0,472

Рис. 6.6. TS-диаграмма ГТУ без регенерации теплоты.

Рис. 6.5. Pv-диаграмма ГТУ без регенерации теплоты.

Из табл. 6.6 следует, что термический КПД возрастает с увеличением степени повышения давления в компрессоре.

ЗАДАЧА 6.4. Определить термический КПД цикла Ренкина и эффективную мощность паротурбинной установки (ПТУ) по заданным начальному давлению Р₁и температуре перегретого пара перед турбиной t₁; конечному давлению в конденсаторе Р₂ , расходу пара через турбину D, внутренним относительным КПД турбины η_Т и питательного насоса η_Н. Изобразить цикл Ренкина в TS – диаграмме, а процессы сжатия воды в питательном насосе и расширения пара в турбине – в hS – диаграмме. Механический КПД ПТУ принять равным η_М=0,98. Исходные данные выбрать из табл.6.7.

Таблица 6.7

Исходные данные к задаче 6.4

Послед-няя циф-ра шифра	Р₁, МПа	t_1, ºC	η_Т	Предпос-ледняя цифра шифра	Р₂, кПа	D, кг/с	η_Н
0	10,0	500	0,80	0	3,0	50	0,70
1	10,5	510	0,81	1	3,5	100	0,71
2	11,0	520	0,82	2	4,0	150	0,72
3	11,5	530	0,83	3	4,5	200	0,73
4	12,0	540	0,84	4	5,0	50	0,74
5	12,5	550	0,85	5	3,0	100	0,75
6	13,0	560	0,86	6	3,5	150	0,76
7	13,5	570	0,87	7	4,0	200	0,77
8	14,0	580	0,88	8	4,5	50	0,78
9	14,5	590	0,89	9	5,0	100	0,79

РЕШЕНИЕ (вариант 99). Решение может быть выполнено с помощью hS – диаграммы водяного пара (приближенное) или с помощью таблиц термодинамических свойств воды и водяного пара (точное).

На рис. 6.7…6.9 изображены процессы в паротурбинной установке: 1-2 – теоретическое адиабатное расширение пара в турбине; 1-2_Д – действительное расширение пара; 2- – изобарно-изотермическая конденсация пара в конденсаторе; -3 – теоретическое адиабатное сжатие воды в питательном насосе; -3_Д – действительное сжатие воды (в TS – диаграмме эти процессы не отражены, ввиду малого изменения параметров воды в этих процессах; они изображены в увеличенном масштабе в hS – диаграмме на рис. 6.8); 3_Д-4 – изобарный нагрев воды до температуры насыщения в водяном экономайзере; 4-5 – изобарно-изотермическое парообразование в парогенераторе; 5-1 – изобарный перегрев пара в пароперегревателе.

Точка I в hS –диаграмме находится на пересечении изобары Р₁= 145 бар и изотермы t₁= 590º C, для которой находится энтальпия перегретого пара перед турбиной h₁= 3586 кДж/кг. Теоретическое расширение пара в турбине 1-2 изображается вертикальной линией S₂= S₁до пересечения с изобарой Р₂= 0,05 бар, откуда в точке 2 находится энтальпия пара после турбины h₂ = 2035 кДж/кг.

Ниже приведены таблицы 6.8 и 6.9 термодинамических свойств воды и водяного пара, с помощью которых задача решается более точно. Критические параметры воды: Р_кр = 221,29 бар; t_кр = 374,15 º C; v_кр = 0,00326 м³/кг; h_кр = 2100 кДж/кг; S_кр= 4,43 кДж/(кгК).

Из табл. 6.9 свойств перегретого пара для давления Р₁ = 145 бар и температуры t₁ = 590º C находим методом линейной интерполяции энтальпию h₁ = 3554 кДж/кг и энтропию перегретого пара перед турбиной S₁ = 6,67 кДж/(кгК).

Теоретическое адиабатное расширение пара происходит при постоянной энтропии S₂ = S₁ = 6,67 кДж/(кгК) до давления Р₂ = 0,05 бар. Из hS – диаграммы процесса на рис. 6.9 видно, что состояние пара после турбины (в точке 2) соответствует влажному насыщенному пару, для которого энтропия находится по формуле:

где энтропия воды на линии насыщения при давлении Р₂ = 0,05 бар по табл. 6.8 = 0,4761 кДж/(кгК) и энтропия сухого насыщенного пара = 8,393 кДж/(кгК). Тогда степень сухости влажного пара после турбины (в точке 2):

Рис. 6.8. Процессы теоретического 2´-3 и действительного 2´-3_Д сжатия воды в питательном насосе.

Рис. 6.7. Цикл Ренкина в TS-диаграмме.

Р ис. 6.9. Процессы расширения пара в турбине: 1-2- - теоретический; 1-2_Д – действительный.

Таблица 6.8

Таблица термодинамических свойств сухого насыщенного пара

и воды на линии насыщения

Р_Н, бар	t_H, º C	, м³_/кг	, м³/кг	, кДж/кг	, кДж/кг	r, кДж/кг	, кДж/(кгК)	, кДж/(кгК)
0,010	6,92	0,001000	129,9	29,3	2513	2484	0,1054	8,975
0,025	21,09	0,001002	54,24	88,5	2539	2451	0,3124	8,642
0,050	32,88	0,001005	28,19	137,8	2561	2423	0,4761	8,393
0,075	40,32	0,001008	19,23	168,8	2574	2405	0,5764	8,250
0,100	45,84	0,001010	14,68	191,9	2584	2392	0,6492	8,149
1,00	99,64	0,001043	1,694	417,4	2675	2258	1,3026	7,360
10,0	179,88	0,001127	0,1946	762,7	2778	2015	2,138	6,587
50	263,91	0,001286	0,0394	1154	2794	1640	2,921	5,973
90	303,32	0,001417	0,0205	1364	2743	1379	3,287	5,678
100	310,96	0,001452	0,0180	1408	2725	1317	3,360	5,615
110	318,04	0,001489	0,0160	1450	2705	1255	3,430	5,553
120	324,63	0,001527	0,0143	1491	2685	1194	3,496	5,492
130	330,81	0,001567	0,0128	1531	2662	1131	3,561	5,432
140	336,63	0,001611	0,0115	1571	2638	1067	3,623	5,372
150	342,11	0,001658	0,0104	1610	2611	1001	3,684	5,310
160	347,32	0,001710	0,0093	1650	2562	932	3,746	5,247

Таблица 6.9

Таблица термодинамических свойств перегретого пара

Р, бар

º C

,

м³_/кг

кДж/кг

кДж/(кгК)

,

м³_/кг

кДж/кг

кДж/(кгК)

,

м³_/кг

кДж/кг

кДж/(кгК)

100

150

200

0,000999

0,001011

0,001042

0,001089

0,001156

2,1

210,9

420,1

632,8

852,4

0,0000

0,7020

1,3048

1,838

2,328

0,000999

0,001011

0,001042

0,001089

0,001155

3,1

211,8

420,9

633,4

852,6

0,0000

0,7018

1,3038

1,837

2,326

0,000998

0,001009

0,001041

0,001088

0,001153

0,001249

5,2

213,6

422,5

634,7

853,6

1086

0,0004

0,700

1,302

1,835

2,322

2,789

250

300

350

400

450

500

550

600

650

700

0,1114

0,1255

0,1384

0,1511

0,1634

0,1755

0,1875

0,1995

0,2114

0,2232

2900

3019

3134

3246

3357

3468

3578

3690

3802

3917

6,539

6,757

6,949

7,122

7,282

7,429

7,569

7,701

7,827

7,947

0,0707

0,0812

0,0905

0,0993

0,1078

0,1161

0,1243

0,1325

0,1405

0,1484

2853

2988

3111

3229

3343

3456

3569

3682

3796

3911

6,283

6,530

6,735

6,916

7,080

7,231

7,373

7,506

7,633

7,755

0,0454

0,0519

0,0578

0,0633

0,0686

0,0737

0,0787

0,0836

0,0884

2920

3063

3193

3315

3433

3550

3666

3782

3899

6,200

6,440

6,640

6,815

6,974

7,120

7,257

7,387

7,510

Окончание табл.6.9

Р, бар	80			100			150
t,º C	, м³_/кг	h, кДж/кг	S, кДж/(кгК)	, м³_/кг	h, кДж/кг	S, кДж/(кгК)	, м³_/кг	h, кДж/кг	S, кДж/(кгК)
0	0,000996	8,2	0,0004	0,000995	10,2	0,0004	0,000993	15,2	0,0008
50	0,001008	216,2	0,6992	0,001007	218,0	0,698	0,001005	222,3	0,695
100	0,001040	424,9	1,3996	0,001038	426,5	1,298	0,001036	430,4	1,294
150	0,001086	636,6	1,832	0,001084	638,0	1,830	0,001081	641,3	1,824
200	0,001150	855,0	2,317	0,001148	856,0	2,314	0,001144	858,3	2,306
250	0,001244	1085,7	2,781	0,001240	1086	2,776	0,001233	1086	2,765
300	0,02429	2784	5,788	0,001397	1342	3,244	0,001377	1337	3,222
350	0,03003	2985	6,126	0,02247	2920	5,940	0,01150	2690	5,442
400	0,03438	3135	6,356	0,02646	3093	6,207	0,01568	2973	5,878
450	0,03821	3270	6,552	0,02979	3239	6,416	0001847	3155	6,139
500	0,04177	3397	6,722	0,03281	3372	6,596	0,02080	3308	6,346
550	0,04516	3520	6,876	0,03566	3499	6,756	0,02291	3445	6,521
600	0,04844	3640	7,019	0,03837	3621	6,901	0,02490	3576	6,677
650	0,05161	3760	7,152	0,04097	3744	7,038	0,02677	3706	6,822
700	0,05475	3881	7,280	0,04354	3867	7,167	0,02857	3835	6,956

Тогда энтальпия влажного пара после турбины

где = 137,8 кДж/кг – энтальпия воды на линии насыщения и = 2561 кДж/кг – энтальпия сухого насыщенного пара, взятые также из табл. 6.8 при давлении Р₂ = 0,05 бар.

Необратимые потери при действительном расширении пара в турбине 1-2_Д учитываются внутренним относительным КПД турбины

откуда, при заданном = 0,89, находим энтальпию в конце действительного расширения пара:

Степень сухости пара в точке 2_Д:

Энтропия пара в точке 2_Д:

Повышение энтальпии питательной воды в насосе:

где Р₁ = 14,5·10³ кПа – давление питательной воды после насоса; = 0,001005 м³/кг – удельный объем воды перед насосом (при Р₂ = 0,05 бар); = 0,79 – внутренний относительный КПД насоса (задан).